山西某退役焦化厂土壤与地下水污染特征解析及源头追踪研究

针对焦化厂退役场地遗留的复合污染问题，本研究通过系统分析山西某焦化厂土壤与地下水中苯、苯并(a)芘(BaP)、多环芳烃(PAHs)等特征污染物的空间分布规律，揭示了污染物"斑块状"聚集特征及垂向迁移差异（NH3-N>苯>PAHs>石油烃），提出分级修复策略，为同类场地治理提供科学依据。

　　

焦化行业作为我国能源体系的重要组成，长期生产活动导致大量退役场地存在严重的土壤和地下水复合污染。苯、多环芳烃(PAHs)等致癌物在环境中持久残留，通过食物链威胁人体健康。尽管国家推行焦化产能压减政策，但遗留污染治理仍面临三大难题：污染分布规律不清、迁移机制不明、修复策略缺乏针对性。山西作为全国焦炭产量占比超25%的核心产区，其退役焦化厂污染问题尤为突出。

针对上述问题，来自中国科学院等机构的研究团队选取山西太原某典型退役焦化厂（占地29.5万m²），采用地统计学方法结合分层采样技术，系统解析了污染物三维分布特征。研究通过网格化布点采集表层土壤样品，结合钻孔获取不同深度（0-20m）土壤剖面样本，同步采集地下水样品。运用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)检测PAHs、苯系物等有机污染物，离子色谱法测定NH₃-N等无机指标，并基于克里金插值构建污染物空间分布模型。

空间特征与土壤质量评估
研究发现表层土壤中16种PAHs总量最高达5,635.60 mg/kg，苯并(a)芘(BaP)超标146倍，呈现"生产区>储罐区>污水处理区"的梯度分布。地统计学分析显示污染物呈显著空间自相关性（块金效应<25%），表明人为活动是主要污染来源。值得注意的是，BbF（苯并(b)荧蒽）和DBA（二苯并(a,h)蒽）分别超标29倍和33倍，揭示高温焦化过程是高分子量PAHs的主要释放源。

污染物垂向迁移规律
通过15m深钻孔剖面发现：污染物在回填层（0-2m）和原状土层（2-6m）存在明显分异。NH₃-N迁移深度达15m，显著大于苯（8m）和PAHs（6m），这与污染物极性差异相关。特别在6m处粉质黏土层，PAHs出现浓度突降，证实低渗透层对污染物垂向迁移的阻滞作用。

地下水污染关联性
地下水中苯、萘(NAP)浓度与表层土壤污染呈正相关（R²>0.7），且污染羽流向与地下水流向一致。在污水处理区下游50m处检出苯超标5.1倍，证实历史泄漏事件造成的持续污染扩散。

该研究首次系统揭示了焦化场地污染物"水平斑块化、垂向分层化"的分布规律，创新性提出"分层级靶向修复"策略：表层土壤（0-2m）采用化学氧化处理PAHs，深层污染（>6m）实施可渗透反应墙(PRB)拦截NH₃-N迁移。研究结果发表于《Environmental Pollution》，不仅为山西焦化集群区污染治理提供技术范式，更推动了工业场地风险管控从"均质化处理"向"精准修复"的理论转变。值得注意的是，研究者特别强调需结合场地水文地质条件优化修复方案，这对我国正在实施的"十四五"土壤污染防治行动计划具有重要实践指导价值。