刘磊 王宇峰 李凯琴 黄燕 杜耀 胡睦周 卓未龙
摘 要：通过对华北某焦化厂退役场地地下水进行采样调查，分析了場地内及其周边地下水的环境质量状况，评估了该区域地下水的污染风险。结果表明：（1）退役场地内地下水中苯并[a]芘含量的全部超标，倍数为3.4～33.9倍，多环芳烃（总）大部分超标0.59～564倍，其他超标指标包括pH、高锰酸盐指数、亚硝酸盐、氨氮、总氰化物;（2）场外所有对照监测井地下水中苯并[a]芘超标 2.8～15倍，其它污染因子与场内地下水一致;（3）场地周边上下游村庄6口水井监测中，只有1口深井地下水质量达标，浅层地下水井中主要为苯并[a]芘、多环芳烃（总）污染，无机指标中仅有氨氮超标;（4）地下水中苯、苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并[a，h]蒽的最大致癌风险值超出了可接受致癌风险水平，总氰化物和苯的最大非致癌危害商超出了可接受非致癌危害水平。综上，焦化厂所在区域的地下水环境存在大范围的苯并[a]芘和多环芳烃污染，已由场内扩散至场外，对人体健康的风险已超出可接受水平，需采取相应的控制技术进行地下水污染风险管控与治理。
关键词：焦化厂 地下水环境 风险评估 苯并[a]芘 多环芳烃
中图分类号：X824 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）06（a）-0128-08
随着产业结构调整和“退二进三”战略实施，焦化企业搬迁后产生了大量污染场地[3]，多环芳烃、总石油烃、氰化物、氟化物和重金属等多种典型污染物质严重污染了地下水环境，对厂区周边的居民健康造成了潜在风险[4，5]。本文在对焦化企业退役场地及其周边地下水进行采样分析的基础上进行风险评估，以期为地下水污染的防治、修复工作以及场地的安全开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 研究区域概况
本研究选择华北某焦化厂退役场地作为研究区域。该厂于1998年开工建设，2003年建成投产，之后由于生产经营调整和产业结构升级等综合原因，于2014年停产，目前主要设施已完成拆除。按照焦化厂历史生产活动内容，可将厂区划分为炼焦熄焦区、冷鼓脱硫区、蒸氨洗苯区、污水处理区、堆煤洗煤区、筛焦堆焦区、循环水区、办公区、仓库、油品区、游泳馆等。根据地区土地利用规划图，该焦化退役厂区未来将被用于商业用地（B1）和社会停车场用地（P）。
1.2 采样布点方案
1.2.1 场地内地下水采样方案
（1）点位布设
根据《场地环境监测技术导则》（HJ25.2-2014）[6]，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控点位。
对场地内地下水污染较严重区域设置分区并编号（图1），各分区内分别设置1个地下水监测点位（W1～W7），地下水流向上游设置1个对照监测井（W8），下游设置3个监测点位（W9～W11），场地内外共布设11个地下水监测点。
（2）监测井深度
监测井深度到达浅层地下水底板顶部，采样深度位于监测井水面下0.5米以下，每口监测井取一个地下水样。该区域地下水埋深2-10 m，故地下水监测井深度定为8 m。
1.2.2 周边地下水采样方案
为评估场内污染地下水对周边地下水环境的影响，对场地周边敏感目标区域开展地下水监测，判断场内地下水污染物对周边敏感目标的影响，分析地下水污染物迁移范围。经调查，该焦化场地周边上下游有3个村庄，分布标记为A村、B村和C村，选取这3个村的6口民用水井作为监测井。监测井信息详见下表。
1.3 分析检测方案与方法
本场地地下水样品检测指标为pH、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、硫酸盐、化学需氧量、高锰酸盐指数、镉、铅、汞、铬、镍、铜、锌、砷、总石油烃、酚类、总氰化物、苯系物、甲基叔丁基醚、多环芳烃类共41项，还选取了部分有代表性的土壤样品测定土壤基本理化性质（含水率、有机质含量、容重、密度），为后续的风险评估提供模型参数。
1.4 风险评估方法
参照《污染场地风险评估技术导则》（HJ 25.3-2014）[7]进行焦化退役场地地下水的风险评估。分析退役场地环境介质中污染物通过不同暴露途径，对人体健康产生危害的概率，计算基于人体健康的土壤和地下水风险控制值。
2 结果与分析
2.1 场内地下水检测结果与分析
本厂区所处区域地下水主要适用于生活饮用水及工农业用水，属Ⅲ类功能区，执行《地下水质量标准》（GB/T14848-1993）[8]Ⅲ类标准。
重金属锌、铬、汞、砷有检出但未超过对应标准值，其余均未检出。有机污染物酚类、总石油烃、甲基叔丁基醚均未检出，苯系物和多环芳烃有不同程度检出，多环芳烃（总）检出率100%。部分地下水样品中总氰化物、苯、二甲苯、苯并[a]芘、萘和多环芳烃（总）超过了相应标准值。其他存在超标的指标有pH、高锰酸盐指数、亚硝酸盐、氨氮。
如表2所示，样品中苯并[a]芘浓度超标3.4～33.9倍[9]，监测井W2、W3、W4、W5和W7地下水中多环芳烃（总量）超标0.59～564倍[9]。插值模拟后的污染分布图（图2）显示，堆煤洗煤区位于场地地下水流向的上游，本身污染比化产区等较轻，因此苯并[a]芘浓度最低;冷鼓脱硫区属化产区，因生产过程中跑冒滴漏、设施拆除造成污染物迁移扩散，苯并[a]芘浓度最高，逐渐向外扩散。 此外，部分地下水中苯含量超标严重。
2.2 场外对照监测井检测结果与分析
监测井地下水（W8～W11）中高錳酸盐指数、亚硝酸盐、氨氮超过《地下水质量标准》（GB/T14848-1993）Ⅲ类标准;W9的亚硝酸盐浓度是标准限值的600倍，推测与周边农田施肥有关。W8～W11苯并[a]芘浓度是相应标准限值的2.8～15倍;W11处于焦化厂冷鼓脱硫区的下游，其多环芳烃（总）浓度超标（表3）。
综上，对照监测井的地下水存的污染因子与焦化厂场地内地下水一致。
2.3 场地周边地下水检测结果与分析
对照《地下水质量标准》（GB/T14848-1993）Ⅲ类标准，A1、B2和C2中地下水氨氮分别超标0.5、1.4、0.9倍。其他无机指标均符合地下水Ⅲ类标准。
对照《生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）》，A2、B2和C2地下水苯并[a]芘分别超标7、15、58倍，C2多环芳烃（总）超标4.3倍。另外，苯并[a]蒽、?、苯并[k]荧蒽、苯并[g，h，i]苝、茚并[1，2，3-cd]芘超过了荷兰地下水干预值。
综上，除B1井水各项指标均达标之外，其他水井中地下水均存在部分指标超过相应标准限值，即周边村庄地下水普遍存在污染。
2.4 地下水污染物健康风险评估
污染物浓度选用最大监测值。多环芳烃（总）无相关的理化毒性参数，故分别计算16种多环芳烃的健康风险。苯、萘、苯并[b]荧蒽、苯并[a]蒽、苯并[a]芘、二苯并[a，h]蒽、?、苯并[k]荧蒽和茚并[1，2，3-cd]芘具有致癌风险。总氰化物、二甲苯、萘、菲、苊、苊烯、芴、蒽、荧蒽、芘、苯并[g，h，i]苝具有非致癌危害。
根据计算结果，在考虑饮用地下水途径的情况下，地下水中苯、苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并[a，h]蒽的最大致癌风险值分别为3.75E-04、2.25E-06、1.07E-05和1.47E-06，超出了可接受致癌风险水平1.00E-06。总氰化物和苯的最大非致癌危害商分别为5.54和24.5，超出了可接受非致癌危害水平1.00，其他污染物的致癌与非致癌风险均在可接受水平之内。
3 结论
（1）本场地内地下水中大部分样品的总氰化物、苯、二甲苯、苯并[a]芘、萘和多环芳烃（总）超过了《地下水环境质量标准（GB/T 14848-93）》Ⅲ类、《生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）》中的相应标准值。其他超标指标有pH、亚硝酸盐、氨氮等，经分析可知，焦化厂内地下水环境已受到严重污染。
（2）所有场外对照监测井地下水中苯并[a]芘均超过了《生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）》 2.8～15倍，位于焦化厂冷鼓脱硫区下游的场外对照监测井中多环芳烃（总）超标，其它污染因子与焦化厂场地内地下水一致，说明地下水污染已由场内扩散至场外。
（3）周边3个村庄6口井中中仅有一村深井地下水各项指标均达标。总体上，周边村庄地下水普遍存在污染，焦化厂所在区域浅层地下水存在大范围的苯并[a]芘污染，与该区域普遍存在的焦化、洗煤等生产活动密切相关。
（3）在非敏感用地暴露情景，考虑饮用地下水途径的情况下，风险评估结果如下：地下水中苯、苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并[a，h]蒽的最大致癌风险值超出了可接受致癌风险水平1.00E-06。总氰化物和苯的最大非致癌危害商超出了可接受非致癌危害水平1.00。
参考文献
[1] 刘利军，党晋华.焦化场地污染状况调查及风险评估[C].中国环境科学学会2011年学术年会，2011.
[2] 王东.焦化场地地下水基础环境调查与评价[D].华北理工大学，2016.
[3] 王佩，蒋鹏，张华，等.焦化厂土壤和地下水中PAHs分布特征及其污染过程[J].环境科学研究，2015，28（5）：752-759.
[4] 张荣海，李海明，张红兵，等.某焦化厂土壤重金属污染特征与风险评价[J].水文地质工程地质，2015，42（5）：149-154.
[5] 高燕，董苗，张永清.吕梁市某焦化厂及周边土壤重金属污染状况与评价[J].山西农业大学学报（自然科学版），2015，35（3）：318-324.
[6] HJ 25.2-2014场地环境监测技术导则（发布稿）[S].
[7] HJ 25.3-2014污染场地风险评估技术导则[S].
[8] GB/T 14848-93地下水质量标准[S].
[9] GB 5749-2006生活饮用水卫生标准[S].
