摘 要：焦化污染地塊是我國典型的污染地塊類型之一，具有占地面積大、污染物種類多、成分復(fù)雜、土壤和地下水污染嚴(yán)重、治理修復(fù)難度大等特點，是污染地塊環(huán)境管理的重點與難點。聚焦焦化行業(yè)，針對焦化地塊污染特征，基于重點行業(yè)企業(yè)用地土壤污染狀況調(diào)查數(shù)據(jù)和全國污染地塊土壤環(huán)境管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對河北省焦化污染地塊基本情況、主要污染特征、治理與修復(fù)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研分析，梳理出目前存在的主要問題并提出環(huán)境管理建議，以期為相關(guān)工作提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：焦化污染地塊；風(fēng)險管控；土壤修復(fù)

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）02–0-03

河北省是焦化產(chǎn)能大省，近年來隨著焦化行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能工作的深入推進(jìn)，全省近50%的企業(yè)處于停產(chǎn)或關(guān)閉搬遷的狀態(tài)，停產(chǎn)搬遷后遺留的焦化污染地塊土壤和地下水中含有大量致癌、致畸、致突變的苯系物、多環(huán)芳烴等，對人體健康造成嚴(yán)重威脅，亟須開展治理修復(fù)工作。

1 典型焦化生產(chǎn)工藝

典型焦化生產(chǎn)工藝是指將配比好的煤粉碎顆粒經(jīng)高溫干餾生成焦炭，再經(jīng)熄焦、篩焦得到合格冶金焦，并對荒煤氣進(jìn)行凈化的生產(chǎn)過程，包括備煤、煉焦、熄焦、焦炭處理、煤氣凈化、廢水處理、公用及輔助等生產(chǎn)單元[1]。主要原輔材料為煤、焦?fàn)t煤氣等，產(chǎn)品為焦炭、煤氣，副產(chǎn)品為焦油、粗苯、硫銨、硫黃等。典型焦化生產(chǎn)工藝流程見圖1。

2 焦化地塊的污染特征分析

2.1 特征污染物分析

焦化地塊污染物種類多、成分復(fù)雜，主要特征污染物包括重金屬和無機(jī)物、多環(huán)芳烴（PAHs）、苯系物（BTEX）、酚類、苯胺類、石油烴（C10-C40）、二噁英類等。其中，重金屬和無機(jī)物主要包括砷、鎘、鉻（六價）、銅、鉛、汞、鎳、釩、鈷、氰化物、硫化物、氟化物、氨氮等；多環(huán)芳烴（PAHs）主要包括萘、芴、苊、蒽、芘、?、菲、苊烯、熒蒽、苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、茚并[1，2，3-c，d]芘、二苯并[a，h]蒽、苯并[g，h，i]苝等；苯系物（BTEX）主要包括苯、甲苯、乙苯等；酚類主要包括苯酚、甲酚、氯酚等；苯胺類主要包括苯胺、聯(lián)苯胺等。

2.2 重點區(qū)域或重點設(shè)施設(shè)備分析

焦化地塊重點區(qū)域或重點設(shè)施設(shè)備主要包括備煤單元的原料煤場，煉焦單元的焦?fàn)t裝置區(qū)，熄焦單元的熄焦水池，煤氣凈化單元的鼓冷裝置區(qū)、脫硫裝置區(qū)、蒸氨裝置區(qū)、脫苯裝置區(qū)、焦油槽、粗苯槽等，廢水處理單元的集水池、隔油池、生化池等，公用及輔助單元的物料儲罐區(qū)、地下卸車槽、事故池、危廢貯存間等[2]。

2.3 污染程度和污染介質(zhì)分析

焦化地塊最關(guān)注的污染物為多環(huán)芳烴和苯系物，兩者復(fù)合污染效應(yīng)明顯，造成地塊土壤和地下水污染嚴(yán)重。其中，以苯并（a）芘、苯和萘的污染最為突出。統(tǒng)計結(jié)果顯示，土壤中苯并（a）芘超標(biāo)率為16.86%～42.00%，苯超標(biāo)率為3.41%～21.30%；地下水中苯超標(biāo)率為3.70%～44.44%，萘超標(biāo)率為3.70%～

22.86%。

重金屬和多環(huán)芳烴主要富集在表層土壤，且隨深度增加濃度呈遞減趨勢。苯系物、石油烴類可穿透深層土壤進(jìn)入地下水系統(tǒng)，且在黏土等低滲透性土層中濃度大于其他地層[3]。

3 河北省焦化污染地塊治理修復(fù)現(xiàn)狀

河北省是焦化產(chǎn)能大省，據(jù)統(tǒng)計有106家焦化企業(yè)。近年來，隨著焦化行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能工作深入推進(jìn)，全省近半數(shù)企業(yè)處于停產(chǎn)或關(guān)閉搬遷狀態(tài)，停產(chǎn)搬遷后遺留的焦化污染地塊急需開展治理修復(fù)工作。截至2023年11月，進(jìn)入全國污染地塊土壤環(huán)境管理系統(tǒng)的焦化地塊52個，其中，40個地塊處于土壤污染狀況調(diào)查階段，6個地塊正在開展治理修復(fù)，6個地塊已經(jīng)完成了治理修復(fù)，治理修復(fù)技術(shù)主要采用水泥窯協(xié)同處置技術(shù)、化學(xué)氧化技術(shù)、土壤淋洗技術(shù)等，修復(fù)后用于防護(hù)綠地、道路與交通設(shè)施用地、工礦用地?？傮w來看，河北省焦化地塊修復(fù)技術(shù)較單一，在高效、綠色、低碳修復(fù)技術(shù)、裝備的研發(fā)和推廣應(yīng)用方面存在不足，焦化行業(yè)土壤污染防治技術(shù)體系尚不健全。

全省焦化污染地塊目前應(yīng)用最多的修復(fù)技術(shù)為水泥窯協(xié)同處置技術(shù)（圖2）。該技術(shù)是將污染土直接送入回轉(zhuǎn)窯，在生產(chǎn)水泥熟料的同時處理污染土壤，實現(xiàn)水泥窯協(xié)同處置污染土資源化、無害化。主要適用于對有機(jī)污染物和部分重金屬污染土壤的處置。

化學(xué)氧化技術(shù)（圖3）主要根據(jù)目標(biāo)污染物種類和濃度等參數(shù)，通過向污染土壤加入適量的氧化劑作為電子接收物質(zhì)，通過氧化反應(yīng)從目標(biāo)污染物處接收電子，促使目標(biāo)污染物分解?；瘜W(xué)氧化修復(fù)技術(shù)具有反應(yīng)速度快、修復(fù)效率高、成本低等優(yōu)點，適于處理石油烴、苯系物、多環(huán)芳烴、重金屬、酚類、氯代有機(jī)物等。

土壤淋洗技術(shù)（圖4）是采用物理分離或增效洗脫等手段，通過添加水或合適的增效劑，分離重污染土壤組分或使污染物從土壤相轉(zhuǎn)移至液相的技術(shù)。經(jīng)過洗脫處理，可以有效地減少污染土壤的處理量，實現(xiàn)減量化。主要適用于含重金屬和部分半揮發(fā)性有機(jī)污染物的土壤，不適用于含揮發(fā)性有機(jī)污染物或污染廢渣的土壤。

4 存在的問題與建議

4.1 治理修復(fù)技術(shù)單一

目前，河北省焦化污染地塊主要采用水泥窯協(xié)同處置技術(shù)進(jìn)行治理修復(fù)，方法單一，在高效、綠色、低碳修復(fù)技術(shù)、裝備、材料的研發(fā)與推廣應(yīng)用方面存在嚴(yán)重不足。

焦化污染地塊常用的土壤修復(fù)技術(shù)有熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)、化學(xué)氧化技術(shù)、多相抽提技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)等。地下水修復(fù)技術(shù)有抽出處理技術(shù)、滲透性反應(yīng)墻技術(shù)、原位化學(xué)氧化技術(shù)、空氣注入修復(fù)技術(shù)、多相抽提技術(shù)等。風(fēng)險管控技術(shù)有工程控制技術(shù)、自然衰減技術(shù)、制度控制技術(shù)等。此外，為了提高修復(fù)效率、縮短修復(fù)時間、減少修復(fù)成本，可將多種適宜的修復(fù)技術(shù)組合或?qū)L(fēng)險管控與修復(fù)技術(shù)相結(jié)合，目前常見的組合方式有“熱脫附+化學(xué)氧化技術(shù)”“空氣曝氣+生物強(qiáng)化技術(shù)”“多相抽提+原位化學(xué)氧化技術(shù)”等。

針對目前焦化土壤和地下水復(fù)合污染嚴(yán)重、治理修復(fù)技術(shù)單一的現(xiàn)狀，一些國家重點研發(fā)計劃項目課題創(chuàng)新性地研發(fā)了基于不同風(fēng)險等級污染區(qū)域土壤和地下水協(xié)同處置技術(shù)，即低風(fēng)險土壤和地下水苯系物污染原位空氣注入—循環(huán)井—強(qiáng)化生物集成修復(fù)技術(shù)、中風(fēng)險土壤和地下水苯系物—多環(huán)芳烴復(fù)合污染原位電阻加熱—多項抽提—固化降解集成修復(fù)技術(shù)、高風(fēng)險土壤多環(huán)芳烴污染水平井—原位熱傳導(dǎo)與化學(xué)氧化集成修復(fù)技術(shù)，并在河北省、山西省建立了示范工程。以上集成修復(fù)技術(shù)顯著減少了資源和能源消耗，推動了焦化污染土壤和地下水修復(fù)技術(shù)向綠色化、綜合化、工程化方向發(fā)展。

建議綜合考慮上述各項技術(shù)的適用性、優(yōu)點、局限性、參考成本等，同時，從達(dá)標(biāo)率、綠色低碳性、運行可靠性、維護(hù)方便性等方面予以綜合考慮，篩選適宜的焦化污染地塊治理修復(fù)技術(shù)加以推廣應(yīng)用，改變目前河北省治理修復(fù)技術(shù)單一的現(xiàn)狀。

4.2 缺乏可復(fù)制、可推廣的焦化污染地塊安全開發(fā)利用治理修復(fù)策略

焦化污染地塊實現(xiàn)安全開發(fā)利用是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要從地塊的規(guī)劃定位開始，涵蓋污染調(diào)查、風(fēng)險評估、治理修復(fù)策略設(shè)計、工程實施、效果評估、后續(xù)跟蹤管理等全過程。要想實現(xiàn)對焦化污染地塊的安全開發(fā)與利用，合理的規(guī)劃定位是方向引領(lǐng)，精細(xì)的污染調(diào)查是基礎(chǔ)，科學(xué)的風(fēng)險評估是保障，最優(yōu)的治理修復(fù)策略是技術(shù)支撐，修復(fù)與風(fēng)險管控工程實施是關(guān)鍵舉措，全面、有效的二次污染防治是內(nèi)在要求，后期持續(xù)合理的監(jiān)管監(jiān)測是持續(xù)保證。其中，最優(yōu)的治理修復(fù)策略設(shè)計和工程實施最關(guān)鍵，占據(jù)主導(dǎo)作用。以地塊未來規(guī)劃用途為先導(dǎo)，結(jié)合土壤和地下水污染特征、特定的水文地質(zhì)條件，采取適合于分類、分期、分位、分區(qū)、分層的綜合性治理修復(fù)策略，從技術(shù)、工程、管理等方面，滿足技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、二次污染綠色、工程實施高效、跟蹤監(jiān)管持續(xù)等5個方面的特性要求，使地塊染物濃度減少或毒性降低或完全無害化。其核心為“分類、分位、分期、分區(qū)、分層”。

分類：污染物類型不同決定了采用不同的管控或修復(fù)技術(shù)類型。污染物包括有機(jī)污染物、無機(jī)污染物等類別，其中，有機(jī)污染物還需進(jìn)一步區(qū)分為揮發(fā)性、半揮發(fā)性、有機(jī)農(nóng)藥、石油烴類等不同類型，無機(jī)污染物還需進(jìn)一步區(qū)分為六價鉻、砷、汞等不同類型。

分位：需要結(jié)合修復(fù)周期、難易程度、平面布置、周邊環(huán)境敏感點分布等因素，選擇原位、異位、原位異地相結(jié)合的修復(fù)方式。若敏感人群距離較近，且土壤污染物對人體影響較大，社會敏感度較高，一般考慮選擇異位修復(fù)或技術(shù)較為成熟的原位修復(fù)技術(shù)，但相應(yīng)的二次污染防治設(shè)施和輿情監(jiān)控必須到位。

分期：考慮污染類型、治理修復(fù)資金、技術(shù)成熟性、開發(fā)建設(shè)緊迫性等因素，將一個污染地塊劃分為不同的區(qū)域，形成不同的分期修復(fù)方案。

分區(qū)：考慮不同的污染物類型、不同等級的污染程度等因素，形成水平方向上不同的分區(qū)，針對不同區(qū)域，采用不同的管控技術(shù)或修復(fù)技術(shù)。

分層：縱向上考慮土壤性質(zhì)、污染類型、污染程度、開發(fā)利用深度等因素，形成不同的污染分層，不同層級采用不同的修復(fù)或管控技術(shù)。

建議以地塊未來規(guī)劃為導(dǎo)向，從分類、分位、分期、分區(qū)、分層5個方面進(jìn)行設(shè)計，制定科學(xué)、合理、可復(fù)制、可推廣的焦化污染地塊安全開發(fā)利用治理修復(fù)策略。

4.3 缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等技術(shù)指導(dǎo)性文件

目前，國家和省級層面在污染地塊環(huán)境管理方面出臺了一系列的法律法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范等指導(dǎo)性文件，具有普適性。但針對焦化行業(yè)的十分缺乏，難以支持行業(yè)差異化管理的需求。建議在土壤污染狀況調(diào)查、土壤污染風(fēng)險評估、風(fēng)險管控與修復(fù)技術(shù)、修復(fù)效果評估、修復(fù)后再開發(fā)利用等方面構(gòu)建焦化行業(yè)土壤污染防治技術(shù)體系，指導(dǎo)行業(yè)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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