河北省焦化企业污染隐患排查现状调研与建议

于海，徐玉，耿迪，徐铁兵(河北省生态环境科学研究院，河北 石家庄 050037)

0 引言

随着建设用地土壤与地下水风险管控技术和管理的发展，已有研究报道提出建议，根据企业的生产状态，按照新建、在产、停产关闭和搬迁等状态进行分类管理，对应采取污染源头预防、清洁生产提升改造、土地安全利用、防污染扩散的风险控制措施[1]。在生产和管理实践中，需要充分结合环保技术与有关政策，形成企业用地污染预防、环境调查评估、污染治理的全流程、绿色、可持续管理体系。同时，土壤污染隐患排查是落实企业社会责任的重要体现，土壤污染隐患排查有利于提前发现问题和解决问题，是实现精准治污、科学治污的重要依据。

焦化行业是存在土壤安全隐患的重点行业。前期文献报道，从地市分布看，河北省焦化类企业主要集中在邯郸市和唐山市，数量占全省总数70%以上，且生产年限较长；根据重点行业企业用地土壤污染状况调查和风险筛查结果，目前，河北省焦化场地土壤污染情况较为严重，在产企业多数存在土壤和地下水污染问题，给生态环境和人居安全造成了较大的风险隐患[2]。河北省风险管控及修复名录污染地块调研信息显示，截至2021年5月，邯郸和唐山两市的污染地块数量约占全省总数的21%，其中，约四分之一的污染地块涉及焦化。由此可见，焦化行业土壤污染情形不容乐观。

目前，全国范围内已有不少地方针对焦化、钢铁、铸造等重点行业进行了绿色化提升改造，为实现土壤污染源头预防，有必要推广、应用针对在产企业污染隐患排查措施和方法。同时，考虑到企业的生产状态，环保相关监管工作也需全面考虑，兼顾调查监测与治理技术的成熟性、适用性和创新性。

1 焦化企业生产与污染隐患排查概况

1.1 典型焦化生产工艺与产品

焦化厂典型生产工艺流程主要包括：原料、备煤工艺、炼焦工艺、化产工艺、化工产品，主要产品与产率如图1所示。

图1 焦化企业主要产品与炼焦产率

1.2 焦化污染特征

(1)生产环节污染分布情况

经调研相关资料，总结焦化产排污环节，与生产工艺流程环节大致对应，以河北某煤焦化公司为例，土壤和地下水易产生污染的环节主要有：备煤工段、炼焦工段、熄焦工段、筛焦工段、冷凝鼓风工段、脱硫工段、硫铵工段、粗苯、冷却塔工段、污水处理站等。

(2)生产区域污染分布情况

调研结果显示，焦化厂生产区域总体分为焦煤区(含原料、配煤、炼焦车间)、化产区(含回收、焦油车间)、固废堆场、废水处理厂；不同生产区域土壤的污染情况分布，依次由低到高为制气车间、炼焦车间、焦油车间、老粗苯车间、回收车间，其中，污染情况最严重的，集中分布在焦油、洗油储罐区、焦油回收点、沥青传送带、粗苯加工车间等区域。

(3)焦化场地污染物种类及其分布情况

针对焦化污染物的种类及其分布特征进行调研分析，结果显示，焦化场地土壤和地下水中的主要污染物有多环芳烃类、苯系物、重金属等。其中，苯并(a)芘、萘和苯的污染情况最严重；重金属污染物多为砷、汞、铅、镍、铜等，主要分布在硫酸罐区、焦炉区、洗煤堆场区等生产区域，而重金属含量一般从表层到深层逐渐降低，且厂区内比厂区周边环境重金属含量高。研究人员结合焦化场地水文地质情况，对焦化特征污染物的垂向分布规律进行了探索[3]，结果显示，重金属和多环芳烃污染主要集中在浅层土壤；苯系物污染可达到深层土壤，且在粉土和黏土等低渗透性土层中的浓度大于其他地层。

1.3 在产焦化企业土壤污染隐患排查现状

(1)土壤污染隐患排查范围

经资料调研，河北省在产企业土壤污染隐患排查范围分布情况见表1所示。

表1 在产企业土壤污染隐患排查范围统计

(2)隐患排查历史监测数据

进一步对河北省邯郸市和唐山市的在产焦化企业污染隐患排查情况进行总结分析，发现仅约六分之一企业有土壤/地下水历史监测数据，且年限较短，普遍为2年内监测数据；个别有2018年地下水监测历史数据、少数地下水埋深较深(均在15 m以上，个别达50 m以上)，故未监测，其他均为2年内历史数据，企业土壤和地下水历史监测数据统计概况见图2所示。

图2 在产焦化企业土壤污染隐患排查历史监测数据统计

(3)隐患排查土壤和地下水超标情况

①土壤和地下水点位超标概况

针对区域土壤和地下水点位的超标情况进行统计分析，结果显示，土壤污染隐患排查过程中，不少企业存在点位超标现象，且部分区域存在土壤与地下水均超标的现象，点位超标情况统计结果如图3所示。

图3 在产焦化企业土壤污染隐患排查点位超标情况统计

②土壤和地下水超标点位区域分布情况

分析可知，上述土壤和地下水超标点位主要分布在：污水、废水处理站、焦炉区、脱硫工段、煤场、棚区、化产区、罐区、硫铵粗苯工段、钢铁冶炼区、冷鼓区、初期雨水池、事故池区等区域。其中某些由于受地质条件影响，所在区域背景值较高而造成了点位超标，超标区域分布情况统计结果如表2所示。

表2 在产焦化企业土壤污染隐患排查点位超标区域统计

③土壤和地下水超标污染物种类分布情况

对企业土壤污染隐患排查过程中发现的超标污染物进行汇总分析(图4)，结果表明，土壤和地下水重金属污染和有机污染情况较严重，不少企业的生产活动已经对土壤和地下水产生了不良影响，企业相关环保措施亟需加强。

图4 在产焦化企业土壤污染隐患排查超标污染物统计

排查过程发现的超标污染物共五类，包括重金属、无机物、半挥发性有机物、挥发性有机物、石油烃。其中，重金属以砷、汞、镉、铅、镍、锰为主，土壤只有砷和锌两种重金属出现点位超标情况，地下水监测点位重金属超标情况较多，锰的超标频率最高，具体污染物组成分析如图5所示。无机物超标的现象主要出现在地下水监测点位，以氨氮、氟化物为主，其中，氨氮点位超标频率最高，近60%，其次为氟化物，超标频率约为42%，此外还有氰化物、硫化物等超标情况也较多，超标频率均为17%左右；半挥发性有机物以多环芳烃、苯酚类为主，多环芳烃类污染物居多，尤其是其中的苯并[a]芘，在土壤监测点位超标频率最高，达62%，且在地下水监测点位超标频率也较高，约为25%；挥发性有机物以苯系物为主，超标频率约为20%。

图5 在产焦化企业地下水监测点位超标重金属组成分析

此外，调查研究发现某些土壤和地下水污染因子在隐患排查监测过程中检出，甚至部分污染因子点位检出率为100%。但由于缺少对应的国家标准而暂时未作评价，这些污染物与其他经评价虽未超标却有累积性的污染物同样反映企业生产活动可能造成污染隐患。例如，土壤中的氟化物、氨氮、pH等以及地下水中的石油烃、苯酚等有机污染物，需进一步跟踪检测，密切关注污染物动态变化趋势；针对污染物超标或累积的现象，需结合超标点位区域分布的排查结果，进行溯源分析，在企业重点隐患区域采取有效措施，解决设施和设备“跑冒滴漏”等污染隐患，从源头上阻断企业地块污染风险，同时，做好土壤防渗，阻隔污染物扩散。

2 土壤污染隐患排查与管理优化建议

2.1 生产工艺优化建议

在含焦化工艺的企业实施污染预防、清洁生产工艺提升改造，对消减土壤与地下水污染隐患具有重要价值。以邯郸某钢铁公司为例，该公司在焦炉煤气净化过程中，产生含有高浓度污染物的酚氰废水，致使氰化物、SVOCs(苯并[a]芘)等污染物在酚氰废水处理站附近检测超标，而酚氰废水具有水质波动大、污染物浓度高、可生化性差的特点，属于冶金、煤化工废水中最难处理的一类。通过改进废水处理站工艺设计、提升运行效果，该公司采用了“重力除油+加压溶气气浮+SDN(缺氧池与两级好氧池、二沉池) +混凝沉淀”的核心处理工艺，在实现资源回用、无废物外排的同时，保障了稳定的废水处理与达标排水[4]。由此可见，企业清洁生产与治污工艺的提升改造，对焦化行业绿色发展与区域土壤和地下水环境保护具有重要的实践意义。

2.2 在产企业环境调查与评估优化建议

在场地治理和修复实践中，针对焦化污染特征，通过修复技术和设备创新，开展精密调查、精细评估、精确管理尤为重要。

(1)精准化调查监测

精细化的调查分析是企业用地污染防治和安全利用的重要前提，针对在产企业，开展详细环境调查，才能明确土壤及地下水存在的污染隐患以及污染的分布情况。以我国某焦化场地为对象的研究表明，调查数据的统计特征能够帮助判别污染物在场地中的空间变异特征、污染来源和成因，研究人员对土壤表层样本中多环芳烃的含量数据进行了多元统计和空间特征分析，结果显示，每种污染物的含量范围差异显著[5]。因此，企业土壤和地下水调查监测，需广泛采用创新设备和技术方法，以实现精细化的调查分析。在采样监测、污染物分析方面，通过研发并应用精细环境调查与精准监测的新技术、新设备，准确识别污染物，精准刻画、定量分析污染物及污染风险的空间分布，已有研究或应用的创新方法包括无损探测、高效钻探、溯源技术等精密监测技术。此外，精细刻画焦化污染物的时空分布特征，阐明多介质污染过程也有利于高效开展污染源解析。

(2)精细化风险评估

精细化的风险评估是环境污染治理和土地安全利用的重要保障，结合在产企业隐患排查与自行监测的结果，科学地进行人体健康风险评估和环境安全风险评估，以便准确判断区域环境的受污染程度，预测污染的变化趋势，采取合理有效的补救措施和治理方案。已有课题研究针对焦化用地土壤与地下水进行精细化的健康风险分析，建立了关键因子评估方法，推进了层次化风险评估方法的应用，因而，对风险评估结论的判定、修复技术的筛选、治理工程的实践等，均起到科学有效的指导作用，具体方法包括：

(1)基于生物可给性的风险评估

基于生物可给性的风险分析已有不少研究报道，涉及不同地区的焦化厂、钢铁厂、农药厂等污染场地，研究人员针对焦化污染物(多环芳烃、重金属等)的生物可给性开展体外模拟研究，辅助实际评估中人体可给性的分析，在考虑生物可给性的情况下进行健康风险评估，可实现健康风险的量化评估，并在一定程度克服土壤修复目标计算结果过于严格的现实难题[6-8]。

(2)基于土壤气挥发通量的风险评估

在企业用地区域开展土壤气监测，将土壤气中关注污染物检出浓度与土壤气的健康风险筛选值进行比较，可进一步判断赋存于土壤气中的挥发性污染物是否存在健康风险，该方法具有对在产企业正常生产经营活动扰动较小的优点[9-10]。

(3)基于有效暴露剂量的概率风险评估

该方法使用概率模型模拟某一人群不同风险水平的可能性，或表征风险评估中不确定性，在概率风险评估中，一个或多个变量被定义为服从特定的概率分布函数后，输入风险评估模型，并以概率分布的形式输出风险计算结果，作为传统确定性健康风险的重要补充，概率风险评估突破了对环境风险的保守单点估计，适用于人体暴露健康风险精细评估[11]。

2.3 在产企业环境监管政策优化建议

(1)土壤环境管理政策、依据

2019年，在北京市发布并实施的地方标准《建设用地土壤污染状况调查与风险评估技术导则》中，已经对土壤气挥发性通量测试方法、土壤污染物人体可给性、概率风险评估原理及案例等土壤环境调查、评估相关管理工作，进行了明确规定和示例[12]；2021年，生态环境部发布《重点监管单位土壤污染隐患排查指南(试行)》公告，规范了土壤污染重点监管单位土壤污染隐患排查工作[13]，明确了工作程序和要点，同年，环境标准《工业企业土壤和地下水自行监测技术指南(试行)》发布，并于2021年开始实施，对工业企业土壤和地下水的环境质量监管进行了详细规定和示例，涵盖了监测过程与方法、资料收集、重点监测单元、污染物变化分析、监测报告编制等内容[14]。

(2)企业与政府管理建议

一是企业方面。通过调研河北省目前焦化行业污染隐患排查现状，建议在产企业科学开展调查监测与环境风险评估，严格执行土壤环境管理制度，按照有关规定落实土壤和地下水监测，完善隐患排查制度，并将隐患排查结果与已有监测数据综合分析。企业重点关注区域按要求布设或加密土壤与地下水监测点位，跟踪监测土壤特征污染物的垂向分布规律及其变化趋势，对容易造成土壤污染隐患的生产活动提出明确要求，确保操作人员遵守操作规程，保障环保措施效果，及时消除污染隐患。针对排查出现的隐患问题和污染物点位超标的情况，需及时采取治理与修复等补救、应急措施，并加强日常生产监督、巡查管理。

二是政府方面。建议生态环境管理部门充分协调环境保护与发展，在环境监管过程中，积极推行土壤和地下水监测的新方法、新技术，并指导和监督企业落实隐患排查、土壤及地下水监测相关工作，针对某些土壤/地下水特征污染物(如：氟化物、氨氮、重金属、pH、苯酚、二噁英等检测因子)标准值仍有欠缺的情况，需进一步完善土壤污染隐患排查相关指南、标准，以便对企业区域土壤和地下水环境实施精准管理。

3 结语

本文通过调研分析，列举了典型焦化生产工艺流程及产排污环节，概括描述了焦化场地的污染特征及河北省在产焦化企业土壤污染隐患排查现状，汇总整理了企业土壤污染隐患排查范围、土壤和地下水监测超标情况，重点总结并分析了土壤和地下水超标点位的区域分布与超标污染物的种类组成。根据目前焦化场地的污染特征，结合企业污染隐患排查的现状结论，本文提出了针对企业生产管理、土壤环境调查评估、污染源头预防、土壤污染隐患排除等方面的优化建议，便于以创新、高效的环保技术和环境管理为焦化行业经济高质量发展服务，确保企业生产安全、保障土壤与地下水环境质量安全，防范风险，促进绿色、可持续发展。