摘要：針對某化工廠區(qū)關(guān)停后的土壤環(huán)境進行了深入的污染調(diào)查及修復(fù)治理分析，特別聚焦于多環(huán)芳烴類持久性有機污染物的檢測與治理。在化工廠區(qū)停產(chǎn)后，遺留的化學(xué)物質(zhì)對土壤質(zhì)量構(gòu)成了長期的威脅，其中多環(huán)芳烴由于其持久性和生物累積性，成為了土壤修復(fù)工作的重點。通過系統(tǒng)的樣本采集與測定，詳細記錄了土壤中多環(huán)芳烴的濃度和分布，為后續(xù)的修復(fù)治理工作提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在修復(fù)治理策略上，綜合應(yīng)用生物修復(fù)和物理化學(xué)技術(shù)，展示了一套有效降低土壤中多環(huán)芳烴濃度的方法，對化工廠區(qū)土壤環(huán)境的修復(fù)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：化工廠區(qū)；土壤污染；調(diào)查監(jiān)測；修復(fù)治理

引言

本研究聚焦于化工廠區(qū)關(guān)停后的土壤污染問題，特別是多環(huán)芳烴類難以降解的有機污染物，其在土壤中的累積對環(huán)境和人類健康構(gòu)成了長期風(fēng)險?；S長年累月的生產(chǎn)活動導(dǎo)致了土壤中多環(huán)芳烴等污染物的累積，其對生態(tài)系統(tǒng)的潛在危害隨工廠關(guān)停而暴露。本研究旨在通過系統(tǒng)的土壤樣本采集與污染物測定，準確刻畫化工廠區(qū)土壤中多環(huán)芳烴的分布情況，進而開展針對性的土壤修復(fù)研究，為污染土壤的治理與修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)和有效方法，以期實現(xiàn)土壤環(huán)境的持續(xù)改善和生態(tài)恢復(fù)。

1現(xiàn)場概況

本研究以位于某化工園區(qū)西南側(cè)的某化工廠為例。該化工廠距離安置小區(qū)55m，東側(cè)緊鄰園區(qū)內(nèi)道路50m，外圍環(huán)繞一條溝渠；自1995年引進資本，經(jīng)過3年建設(shè)，于1998年啟動，擁有3條年產(chǎn)4000t氰化鈉水溶液的生產(chǎn)線，采用輕油裂解法生產(chǎn)[1]；于2020年停產(chǎn)并搬遷，相關(guān)設(shè)施及建筑已完成清理工作。

在生產(chǎn)過程中，某化工廠產(chǎn)生了廢水、廢氣、固廢3類主要污染物。廢水主要包含氰化鈉溶液廢水和生活廢水；廢氣主要是生產(chǎn)和產(chǎn)品堆放過程中釋放出的HCN和NH3氣體；固廢則涵蓋爐內(nèi)廢焦、炭灰等，均屬于含氰化物的危險廢物。當前某化工廠地塊的環(huán)境狀況亟需深入調(diào)查，以制定有效的土壤污染修復(fù)方案，確保周邊社區(qū)和自然環(huán)境的安全與健康。

2現(xiàn)場樣本采集與測定

2.1 土壤監(jiān)測因子

由于某化工廠區(qū)主要涉及氰化鈉水溶液的生產(chǎn)，因此監(jiān)測因子主要聚焦于含氰化物的污染物，同時包括其他潛在的有害化學(xué)物質(zhì)。監(jiān)測技術(shù)規(guī)范依據(jù)國家和地方相關(guān)土壤環(huán)境標準，采用國際認可的采樣和分析方法。

監(jiān)測因子包括總氰化物、重金屬（如鉛、鉻）、pH、有機物含量等，以全面評估土壤的污染狀況。采集技術(shù)遵循《土壤質(zhì)量 土壤采樣技術(shù)指南》（GB/T 36197-2018），確保樣本的代表性和分析結(jié)果的準確性[2]。分析方法上采用原子吸收光譜法（AAS）檢測重金屬，紫外分光光度法測定總氰化物，有機物含量則通過高溫燃燒法進行測定。具體監(jiān)測因子參數(shù)及分析方法如表1所示。

2.2 現(xiàn)場點位布設(shè)

2.2.1 生產(chǎn)區(qū)

每條生產(chǎn)線上游、中游、下游各設(shè)置2個點位，共18個點位。

2.2.2 廢水排放區(qū)

設(shè)置5個點位，以監(jiān)測廢水對土壤的影響。

2.2.3 廢氣排放區(qū)

考慮到廢氣可能的沉降范圍，周圍設(shè)置3個點位。

2.2.4 固廢堆放區(qū)

設(shè)置5個點位，重點監(jiān)測廢棄物可能的滲透和泄漏。

2.2.5 周邊環(huán)境

在廠界東側(cè)道路外圍和西南側(cè)安置小區(qū)附近，各設(shè)置2個背景點位，以評估污染是否超出廠區(qū)[3]。

另外，采樣點的孔深度根據(jù)土壤類型和潛在污染物的特性確定。一般建議，生產(chǎn)區(qū)和廢棄物堆放區(qū)采樣深度均設(shè)為0～1m、1～2m兩個層次，其他區(qū)域采樣深度設(shè)為0～1m單層次。

2.3 樣品采集

樣品采集是評估土壤污染狀況的基礎(chǔ)。本次采集工作遵循系統(tǒng)性原則，確保各采樣點位能夠全面反映各區(qū)域的土壤狀況。采樣區(qū)域覆蓋生產(chǎn)區(qū)、廢水排放區(qū)、廢氣排放區(qū)、固廢堆放區(qū)及周邊環(huán)境區(qū)。共設(shè)置35個點位，采集58個土壤樣品。采樣過程中，采集人員使用專業(yè)采樣工具，避免樣品交叉污染，確保采樣數(shù)據(jù)的準確性。

2.4 土壤污染調(diào)查測定項目

土壤污染調(diào)查測定指標的選擇旨在全面評估土壤中潛在的污染物質(zhì)，確保調(diào)查結(jié)果的全面性與準確性。基于某化工廠的生產(chǎn)特性和潛在污染物，本次土壤污染調(diào)查主要關(guān)注4個核心測定項目。

2.4.1 總氰化物

在氰化鈉水溶液的生產(chǎn)中，總氰化物是關(guān)鍵監(jiān)測指標，對其含量進行精確測定。

2.4.2 重金屬（鉛、汞、鎘、鉻）

充分考慮化工生產(chǎn)過程中可能使用或產(chǎn)生的重金屬種類，對其濃度進行詳細測定。

2.4.3 pH

酸堿度是反映土壤環(huán)境狀況的基礎(chǔ)指標，對于理解污染物在土壤中的行為和可移動性至關(guān)重要[4]。

2.4.4 有機物含量

評估化工廠可能排放的有機污染物并測定其含量，有助于了解廠區(qū)土壤中有機污染的程度。

2.5 土壤污染監(jiān)測結(jié)果

本次土壤污染監(jiān)測項目主要包括總氰化物、重金屬（鉛、汞、鎘、鉻）、pH及有機物含量等，每項監(jiān)測項目指標均有相對應(yīng)的檢出限，以確保結(jié)果的精確性[5]，實際監(jiān)測結(jié)果可切實反映現(xiàn)場土壤污染情況。表2展示了監(jiān)測項目、檢出限、點位數(shù)、檢出率、點位濃度范圍，以及與土壤環(huán)境質(zhì)量標準的對比。

通過表2分析可知，有機物含量在有些點位超出了第一類用地限值，顯示出該點位區(qū)域存在顯著的污染問題；鉻雖然未超出限值，但在部分點位區(qū)域接近篩選值，需引起關(guān)注。

3多環(huán)芳徑修復(fù)治理技術(shù)

3.1 測定分析方法

多環(huán)芳烴測定分析涉及土壤樣品的前處理、萃取、純化和分析，本研究采用先進的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)確保分析結(jié)果的精準性。

3.1.1 土壤樣品處理流程

①將樣品放置于冷凍干燥器中，直至重量恒定；②樣品在瑪瑙研缽中研磨至通過100目尼龍篩；③精確取5g過篩樣品置于棕色玻璃離心管中，加入10mL丙酮與正己烷（V∶V=1∶1）混合溶液，利用超聲儀進行30min的浸提；④將樣品在3000rpm下離心10min（此過程重復(fù)3次，確保充分提?。虎輰⑻崛∫涸?5℃、280mBar條件下通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至1mL；⑥將濃縮液使用C18固相萃取柱進行純化（柱子預(yù)先用3mL正己烷活化）；⑦使用正己烷沖洗，并用8mL正己烷與二氯甲烷（V∶V=7∶3）溶液洗脫，收集濾液在20℃下用高純氮氣吹至近干[6]。

3.1.2 多環(huán)芳烴定性定量分析

處理后所得樣品在氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）中進行分析。色譜條件設(shè)置使用HP-5MS色譜柱；載氣為高純氦氣（99.99%）；流速為1mL/min。起始溫度60℃，保持2min；隨后以30℃/min升至120℃，保持1min；再以5℃/min升至280℃，保持13min。通過全掃描模式和選擇離子掃描（SIM）方法，對土壤樣品中的多環(huán)芳烴進行定性和定量分析。

3.2 測定結(jié)果

根據(jù)測定結(jié)果制訂表3，展示多環(huán)芳烴的種類、檢測濃度和相比于背景值的增減情況（篇幅所限，表3中僅列出了部分典型多環(huán)芳烴的檢測結(jié)果作為示例，基于有機物含量進行監(jiān)測[7]）。

通過表3分析可知，各類多環(huán)芳烴的濃度普遍高于背景值，表明某化工廠區(qū)土壤受到了相應(yīng)物質(zhì)的明顯污染；苯并[a]蒽、芴、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、鄰苯二甲蒽的濃度增加，指示了工業(yè)活動對土壤環(huán)境造成的負面影響。

3.3 修復(fù)過程

基于上述結(jié)果，某化工廠關(guān)停后的土壤修復(fù)過程采取了多元化策略，結(jié)合生物修復(fù)和物理化學(xué)技術(shù)，確保有效降解土壤中的多環(huán)芳烴，恢復(fù)土壤的健康狀態(tài)。①初始階段，采用土壤洗脫技術(shù)，通過加入特定比例的表面活性劑，如1%的非離子型表面活性劑，對土壤進行處理，有效分離出土壤顆粒中吸附的多環(huán)芳烴，洗脫效率達到80%以上，顯著降低了土壤中的污染物濃度[8]；②生物修復(fù)階段，通過添加經(jīng)過篩選具有高效降解能力的微生物菌株，如Pseudomonassp和Whiterotfungi，能夠在控制的環(huán)境條件（溫度25～30℃，濕度60%～70%）下，分解土壤中的多環(huán)芳烴，在經(jīng)過30～60d的生物處理后，多環(huán)芳烴的濃度進一步降低了40%～60%；③采用熱脫附技術(shù)處理難以生物降解的殘留污染物，在高溫（300～500℃）下處理土壤，使殘留的多環(huán)芳烴分子從土壤顆粒中脫附并通過凈化系統(tǒng)進行安全處理，達到近100%的去除率。

3.4 修復(fù)治理效果

治理前后均采用相同的多環(huán)芳烴測定分析方法對土壤樣本進行檢測，表4展示了部分關(guān)鍵多環(huán)芳烴在治理前后的濃度對比，明顯顯示出修復(fù)治理措施的有效性。

從表4可以看出，各類多環(huán)芳烴的濃度均實現(xiàn)了顯著降低，平均降低率達80%。這一結(jié)果，既顯示出了修復(fù)措施的有效性，又表明了土壤環(huán)境質(zhì)量已得到明顯改善。同時，土壤修復(fù)后的生態(tài)恢復(fù)情況也受到關(guān)注，修復(fù)區(qū)域的生物多樣性和土壤生物活性均有所提升，進一步證明了修復(fù)措施的綜合效果。

結(jié)語

上述研究基于某化工廠的工程案例，深入探討化工廠區(qū)關(guān)停后的土壤污染情況。首先，經(jīng)現(xiàn)場采樣與測定，發(fā)現(xiàn)土壤中有機物含量超出標準值，對土壤造成了嚴重污染；其次，通過多環(huán)芳徑修復(fù)治理技術(shù)揭示了污染土壤中多環(huán)芳烴的具體分布情況，為后續(xù)修復(fù)措施的實行提供了堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；最后，采取生物修復(fù)+物理化學(xué)技術(shù)的綜合修復(fù)策略，有效降低了土壤中多環(huán)芳烴的濃度，促進了土壤環(huán)境的改善和恢復(fù)。上述研究不僅為某化工廠的土壤環(huán)境修復(fù)提供了可靠的方案和技術(shù)支持，也為相似環(huán)境下的土壤污染治理工作提供了重要參考，展現(xiàn)出科學(xué)研究在實際環(huán)境治理中的應(yīng)用價值。未來，持續(xù)優(yōu)化修復(fù)方案并監(jiān)測土壤長期恢復(fù)效果將是相關(guān)研究的重要方向。

參考文獻

[1]翟美靜，葉雅麗.化工污染場地土壤污染特征及修復(fù)方案分析[J].化工管理，2021（32）：48-49.

[2]王侃.金屬礦山土壤重金屬污染現(xiàn)狀及修復(fù)治理分析[J].生態(tài)環(huán)境與保護，2023，6（03）：111-113.

[3]柴忠朝.化工遺留場地土壤污染情況調(diào)查及治理結(jié)果分析[J].清洗世界，2023，39（01）：173-175.

[4]高強.廣東省某退役化工廠地塊土壤污染狀況調(diào)查及風(fēng)險評估研究[J].廣東化工，2023，50（13）：130-132.

[5]張運超.化工企業(yè)遺留地塊土壤污染修復(fù)效果評估分析[J].上海環(huán)境科學(xué)，2021，40（04）：164-168.

[6]劉舒婷.我國土壤污染現(xiàn)狀及治理修復(fù)措施分析[J].皮革制作與環(huán)保科技，2023，4（11）：194-196.

[7]趙有政，王鴻.土壤重金屬污染現(xiàn)狀及其修復(fù)技術(shù)分析與展望[J].山東化工，2023，52（06）：243-246.

[8] 郝清梅.采油區(qū)域土壤環(huán)境污染分析及其治理[J].化工安全與環(huán)境，2021，34（11）：16-18.

作者簡介

付修冶（1990—），男，漢族，遼寧開原人，工程師，大學(xué)本科，研究方向為土壤污染修復(fù)治理與土地開發(fā)利用、土壤污染狀況調(diào)查及風(fēng)險評估。

加工編輯：王玥

收稿日期：2024-04-25