天然气制甲醇企业拟退役场地污染特征调查研究*

武俊杰，蒋 宁，郭龙飞，宋尚丽

(1.昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093；2.西安圆方环境卫生检测技术有限公司，陕西 西安 710054；3.陕西省地质矿产实验研究所有限公司，陕西 西安 710054)

0 引言

甲醇是天然气化工制造业的主要产品之一，是燃料和化工原料的基础物质。目前，我国甲醇产能规模已占全球的一半以上，内蒙古、陕西、宁夏等地是我国甲醇生产最为集中的区域[1]。本文以陕北地区某天然气化工有限责任公司拟退役场地为研究对象，在搜集汇总资料的基础上，对拟退役场地的土壤环境质量进行现状调查、布点采样、监测分析[2]，根据场地土壤环境中的砷、铅、汞、石油烃等污染物的含量分析各种污染物的检测结果散点规律[3]，以确定场地土壤是否被污染，以及是否满足场地后期规划用途为居住用地的要求。

1 研究方法

1.1 场地概况

陕西某天然气化工有限责任公司拟退役场地从事天然气制甲醇和醋酸生产，生产区域主要包括4套甲醇生产装置及其配套设施、1套醋酸生产装置及其配套设施、精甲醇和醋酸产品罐区、110 kV变电站、空分厂和锅炉房等。

1.2 场地污染识别

拟退役场地历史生产使用过程中，涉及使用、储存的有毒有害物质主要有盐酸、脱硫剂、催化剂、甲醇及压缩机油[4]。其中：盐酸、甲醇设置地上储罐储存；脱硫剂、催化剂直接用于脱硫罐和装置触媒层中，不设置储存点，定期更换后由厂家回收；压缩机油储存于压缩机房一层的油池内。

企业在生产过程中产生和排放的污染物有废水、废气和固体废物[5]。生产废水少部分经脱盐水站回收处理后使用，大部分经厂区设置的污水处理站处理后排入市政污水管网。厂区内污水管网历史上未发生过泄漏事故，场地内可能对场地土壤和地下水造成污染的区域主要为两个污水处理站区域。

废气主要包括生产过程中产生的工艺废气和锅炉废气。工艺废气的主要成分包括 CO2、N2、O2、H2O、CH3OH、CO、CH4等，主要成分中的O2、CH3OH、CO、CH4为可燃气体和助燃剂。工艺废气已作为燃料气回用于转化工段，最终外排废气成分为CO2、CO、N2、H2O[6]，不存在污染土壤和地下水的风险。锅炉废气的主要成分为烟尘、SO2、NOx、Hg，在其长期的排放过程中，其中的SO2、NOx、Hg会通过大气沉降进入场地土壤[7]，可能会对场地土壤和地下水环境造成污染。

固体废物主要为生产过程中产生的废催化剂、锅炉炉渣和灰渣。废催化剂更换时由厂家直接回收，催化剂装卸过程中如泄漏可能会对场地土壤和地下水造成污染[8]。锅炉炉渣和灰渣在厂区内暂存也可能会对场地土壤和地下水造成污染。

综合上述污染识别分析，拟退役场地的潜在污染区域可能存在的污染因子见表1[9-10]。

表1 拟退役场地潜在污染识别结果

1.3 土壤和地下水采样的布设方案

1.3.1 土壤采样数量的布设

拟退役场地潜在污染区域分区明显，与企业工程内容分区基本一致，结合场地的历史用地性质及区域划分，依据HJ 25.1-2019《建设用地土壤污染状况调查技术导则》、HJ 25.2-2019《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》及HJ/T 166-2004《土壤环境监测技术规范》等，采用分区布点方法及专业判断法[11]，在拟退役场地内布设18个土壤污染监测点，在场地外布设1个对照监测点。土壤污染监测点点位见表2。

表2 土壤污染监测点点位

1.3.2 土壤采样深度的布设

本场地内的储罐均为地上储罐，地下工程有废(污)水管网和1#污水处理站的半地下污水池，其中废(污)水管线埋深为1.5 m，污水池地下埋深为4 m。

综合考虑污染物迁移、地下工程埋深、构筑物及管线破损程度、土壤特征等情况，按照污染物迁移的方向，污水处理区域的土壤采样深度应低于污水池的池底深度，其他区域的土壤采样深度应低于废(污)水管网埋深[12]。因此，1#污水处理站布设采样深度为5 m，其他区域的布设采样深度为2 m。采样点垂直方向上的土壤采样深度结合《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》中的要求，3 m以内的采样间隔为0.5 m。因此，1#污水处理站的土壤点位拟采集0～0.3、0.8～1.2、1.7～2.0、2.5～3.0、4.0～4.5 m五个深度的土壤样品，其他区域的土壤点位拟采集0～0.3、0.8～1.2、1.7～2.0 m三个深度的土壤样品，场地外部的对照点拟采集0～0.3 m深度的表土样品。

1.3.3 地下水采样数量及深度的布设

地下水监测点位应沿地下水流向布设，可在地下水流向上游、地下水可能污染较严重区域和地下水流向下游分别布设监测点位[13]。厂区工程地质勘查相关资料显示，场地地下水埋深约为70 m，下游地下水埋深约为50 m。现场土壤采样发现深层土壤未见污染物超标情况，结合厂区生产工艺分析可知，生产活动产生的污染物进入地下水造成污染的风险较低，因此，拟不布设地下水监测点位和不采集地下水样品[14-16]。

1.4 土壤监测项目的确定

在污染识别结果的基础上，结合GB 36600-2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中针对土壤污染风险筛选污染物基本项目的要求，确定了本次场地土壤环境质量监测项目(见表3)，共计50项[17-18]。

表3 场地土壤环境质量监测项目

1.5 土壤样品的采集

本次调查采用冲击式钻机进行土孔钻探。土孔钻探工作按照钻机架设、点位确认、开孔、钻进、出土、取样、封口、拍照记录等流程进行[19]。

1.6 土壤样品的制备和分析

土壤样品监测分析采用国家标准规定的监测分析方法，土壤样品制备和前处理严格按照《土壤环境监测技术规范》及各参数分析方法中的相关规定进行，实验室分析方法采用评价标准规定的分析方法及国家标准分析方法[20-21]。

2 结果与分析

为掌握拟退役场地土壤污染物在水平方向和不同深度土壤中的含量分布规律，本次评价对各采样点位中不同深度的土壤样品检测结果进行了对比分析[22]。

2.1 拟退役场地土壤中理化性质监测项目的散点分布规律

pH 最高点出现在T1(1#污水处理站)点位，最小值出现在T7(锅炉房区域)点位，各点位在深度方向上的监测结果无明显的递增或递减规律。土壤含水率最大值出现在T17(办公区绿化带)和T2(2#污水处理站)点位，最小值出现在T9(甲一变压吸附区)和 T13(5#循环水站)点位，各点位在深度方向上的监测结果无明显的递增或递减规律。有机质质量分数最大值出现在T10(3#生产装置区)点位，最小值出现在T18(场外对照点)和 T19(工程机械管理中心院内)点位，大部分监测点位(如 T3、T4、T6、T7、T9、T13、T17)中的有机质质量分数随土壤深度的增加而降低。阳离子交换量的最大值出现在T15(厂区东北部闲置地)点位，最小值出现在T1(1#污水处理站)和T7(锅炉房区域)点位，各点位在深度方向上的监测结果无明显的递增或递减规律。

2.2 拟退役场地土壤中砷及重金属污染物浓度的散点分布规律

砷浓度的最大值出现在 T1(1#污水处理站)点位，最小值出现在 T15(厂区东北部闲置地)和T16(厂区西北部菜地)点位，各点位在深度方向上的监测结果无明显的递增或递减规律。镉浓度的最大值出现在T16(厂区西北部菜地)点位，最小值出现在 T19(工程机械管理中心院内)点位，各点位在深度方向上的监测结果无明显的递增或递减规律。铜浓度的最大值出现在 T3(精甲醇储罐区)和 T4(醋酸储罐区)点位，最小值出现在T7(锅炉房区域)点位，各点位在深度方向上的监测结果无明显的递增或递减规律。铅浓度的最大值出现在 T10(3#生产装置区)和T12(醋酸生产装置区)点位，最小值出现在 T3(精甲醇储罐区)和 T8(2#生产装置区)点位，各点位在深度方向上的监测结果无明显的递增或递减规律。汞浓度的最大值出现在T5(2#、3#循环水站)和T6(1#生产装置区)点位，最小值出现在T2(2#污水处理站)点位，各点位在深度方向上的监测结果无明显的递增或递减规律。镍浓度的最大值出现在 T8(2#生产装置区)点位，最小值出现在T5(2#、3#循环水站)点位，各点位在深度方向上的监测结果无明显的递增或递减规律。

3 结论

拟退役场地所监测的土壤污染物项目中，挥发性有机物、半挥发性有机物和石油烃(C10-C40)均未检出。砷及重金属污染物浓度监测结果中，六价铬未检出；砷及重金属污染物浓度监测结果均未超过《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中的第一类用地筛选值。土壤环境污染状况调查后确定天然气制甲醇企业拟退役场地为非污染场地，可以满足后期居住用地的规划要求。