化工园区周边环境介质中特征污染物的监测与溯源研究

摘要：化工园区生产、存储及运输环节会产生VOCs、持久性有机污染物、重金属等特征污染物，可经多环境介质迁移扩散，威胁区域生态与人体健康。为厘清园区污染现状与迁移溯源规律，本文对园区周边大气、土壤、水体等环境介质开展系统监测，优化监测布设方案，结合指纹识别、PMF源解析与大气扩散模型开展污染溯源。结果表明，园区周边大气以苯系物、VOCs污染为主，土壤和地下水存在多环芳烃、重金属复合污染，污染物呈近高远低的梯度分布；工业工艺排放、储罐无组织挥发及废水渗漏为核心污染源。研究成果可为化工园区精准治污与风险防控提供科学依据。

关键词：化工园区；环境介质；特征污染物；环境监测；污染溯源；源解析

引言

当前我国化工产业集聚化发展，化工园区企业类型繁杂、生产工艺复杂，污染物排放具有种类多、毒性强、复合型的特点，易通过多环境介质迁移累积，破坏区域生态环境，威胁居民健康。目前化工园区环境管理存在明显短板，存在特征污染物监测不足、多介质协同监测体系不完善、污染溯源精度低等问题，难以实现精细化治污。基于此，本文以典型化工园区为研究对象，开展多环境介质特征污染物监测分析，优化监测方案，结合溯源技术识别污染来源与迁移规律，以期为园区污染治理、风险防控及长效环境管控提供理论与实践支撑。

1研究区域与研究方法

1.1研究区域概况

本次研究选取我国东部某省级重点精细化工园区作为研究区域，园区总面积约12.6km²，主导产业为精细化工、医药中间体合成、涂料助剂生产，入驻企业60余家，涵盖生产、仓储、物流等全产业链环节。区域属亚热带季风气候，年平均风速2.6m/s，主导风向为东北风，年均降水量1180mm，降水集中在6-9月。园区周边5km范围内分布有居民区、农田、小型水系及村镇道路，无大型生态保护区，人口聚居较为密集，化工生产活动与居民生活区域交错分布，环境敏感程度较高，污染暴露风险突出。园区长期存在无组织废气挥发、生产废水预处理排放、固废临时堆放等问题，具备典型的化工园区复合污染特征，研究代表性较强[1]。

1.2特征污染物筛选

结合园区产业类型、生产工艺、排污特征及《化工园区环境监测技术规范》相关要求，通过文献调研、企业排污台账核查、现场踏勘等方式，筛选出区域核心特征污染物。大气介质特征污染物主要包括苯、甲苯、二甲苯等苯系物及烷烃、卤代烃类VOCs；土壤与地下水介质特征污染物为多环芳烃、铅、镉、铬等重金属；地表水环境介质以挥发性有机物、化学需氧量及微量持久性有机污染物为核心监测指标，覆盖园区主要有毒有害、高检出率、高迁移性污染因子。

1.3监测点位布设与采样方案

遵循“代表性、均匀性、风险性”原则，结合园区主导风向、地形地貌、水系分布、人口聚居区位置，布设多介质监测点位，实现园区及周边敏感区域全覆盖。大气环境监测点位6个，涵盖园区核心生产区、边界主导风下风向居民区、上风向对照点；土壤监测点位12个，沿园区外围0-3km梯度布设，采集0-20cm表层土壤样品；地表水监测点位4个，覆盖园区周边主干河流上下游及园区雨水排口；地下水监测点位5个，依托园区现有监测井，覆盖园区内部及周边地下水径流区域[2]。

采样时间为2025年4-5月，属于区域平水期，气象条件稳定，能够客观反映区域常规污染水平。大气样品采用在线监测与离线采样结合方式，利用PTR-ToF-MS在线监测设备获取高时间分辨率数据；土壤、水体样品严格按照《环境监测技术规范》进行采集、保存、运输，全程做好空白对照与平行样质控，共采集各类有效样品276组，满足实验分析及数据统计要求。

1.4检测与溯源分析方法

样品检测采用国家标准检测方法：大气VOCs及苯系物采用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）检测；土壤及水体中多环芳烃、持久性有机污染物采用高效液相色谱法检测；重金属污染物采用原子吸收分光光度法检测，所有检测过程均严格执行质量控制标准，数据准确率、有效率达100%。

污染溯源采用指纹识别技术+PMF正定矩阵因子分解模型联合溯源法，结合拉格朗日大气扩散模型辅助验证。通过构建污染物特征指纹数据库，匹配不同生产工艺、排污环节的污染特征图谱，利用PMF模型定量解析各污染源的污染贡献比例，结合空间分布特征与气象条件，明晰污染物迁移扩散路径与核心污染来源。

2结果与分析

2.1不同环境介质污染物浓度分布特征

2.1.1大气介质污染特征

监测结果显示，研究区域大气环境中VOCs、苯系物检出率达100%，是核心大气特征污染物。园区核心区VOCs平均浓度为89.6μg/m³，下风向居民区平均浓度为42.3μg/m³，上风向对照点浓度仅为11.5μg/m³，浓度梯度差异显著。苯、甲苯、二甲苯为主要优势组分，占总VOCs浓度的68.2%，其中苯浓度最大值为18.3μg/m³，虽未超出国家标准限值，但相较于背景值存在明显富集。从时间分布来看，日间生产时段污染物浓度显著高于夜间，早中晚生产高峰期浓度波动明显，无组织排放特征突出。整体来看，园区大气污染呈现“核心区高、外围低，下风向高、上风向低”的空间分布规律，污染范围集中在园区周边3km范围内。

2.1.2土壤介质污染特征

土壤样品检测结果表明，研究区域土壤存在多环芳烃与重金属复合污染特征。16种优先控制多环芳烃均有不同程度检出，其中萘、菲、芘检出浓度最高，平均含量分别为32.6ng/g、28.4ng/g、19.7ng/g，主要富集于园区边界及排污企业周边土壤。重金属方面，镉、铅、铬超标点位占比分别为16.7%、8.3%、12.5%，超标区域主要集中在园区固废临时堆放区周边及雨水冲刷带土壤。从空间分布来看，0-1km近园区土壤污染物富集最为显著，1-3km区域污染物浓度随距离增加逐渐下降，3km外土壤指标基本恢复至背景水平，说明化工生产活动是土壤污染的核心诱因，且污染物迁移范围具有明显的空间局限性[3]。

2.1.3水介质污染特征

地表水体监测数据显示，园区排口下游水体中VOCs、微量有机物浓度显著高于上游对照断面，其中二氯甲烷、三氯甲烷等卤代烃检出率较高，平均浓度分别为3.2μg/L、2.1μg/L，未超标但存在明显人为输入特征。地表水常规指标中化学需氧量、氨氮浓度小幅波动，无严重超标现象，说明园区废水经预处理后常规污染物管控较好，但特异性有毒有机污染物管控存在短板。地下水监测结果表明，园区内部监测井多环芳烃、苯系物检出率较高，部分点位浓度超出地下水三类标准，主要原因是园区早期防渗设施不完善，生产废水、物料渗漏导致地下水长期累积污染，且地下水流动性弱，污染物难以自然降解，污染滞留性极强。

2.2污染物迁移转化规律分析

结合多介质监测数据可知，化工园区特征污染物存在明显的跨介质迁移转化规律。大气中的VOCs、苯系物可通过干湿沉降作用进入周边土壤与地表水，是土壤表层有机污染物富集的重要途径；土壤中的重金属、难降解有机物可随雨水径流冲刷进入地表水体，或通过垂直渗漏进一步污染地下水；地下水污染物随径流缓慢扩散，形成持续性污染羽，长期影响区域水环境质量。同时，不同污染物迁移特性差异显著，VOCs等挥发性物质以大气扩散迁移为主，迁移范围广、时效性强；多环芳烃、重金属等难降解物质以土壤吸附富集、地下水滞留为主，迁移速度慢、污染持久性强，易形成长期累积性污染。

2.3特征污染物溯源解析

通过构建污染物特征指纹图谱，结合PMF模型对研究区域污染物来源进行定量解析，最终识别出四大核心污染源，各来源贡献占比差异显著。一是化工工艺废气排放，贡献占比42.3%，主要来自企业生产反应、精馏合成等工艺的有组织废气排放，是大气VOCs、苯系物的核心来源；二是储罐与管线无组织挥发，贡献占比28.5%，园区原料储罐、输送管线密封破损、装卸作业挥发，是低空大气污染、表层土壤有机污染的重要诱因；三是废水渗漏与径流污染，贡献占比18.2%，生产废水预处理不彻底、厂区防渗层破损导致的地下水渗漏及雨水径流污染，是水体、土壤重金属与持久性有机物污染的主要来源；四是固废堆放污染，贡献占比11.0%，化工残渣、废弃辅料临时堆放产生的淋溶污染，加剧了周边土壤浅层污染。

结合大气扩散模型验证，园区主导风下风向污染富集特征与工艺废气、无组织挥发污染物扩散路径高度匹配，进一步证实工业生产活动是区域污染的主导因素，无组织排放管控缺失是区域性污染扩散的关键短板[4]。

3现存问题与管控对策

3.1园区污染现存核心问题

综合监测与溯源结果，当前化工园区周边环境污染主要存在三大问题。其一，特征污染物监测体系不完善，现有监测多聚焦常规指标，对微量有毒有害特征污染物、跨介质迁移污染物的动态监测覆盖不足，难以实现风险提前预警。其二，无组织污染管控薄弱，储罐挥发、装卸作业、管线泄漏、厂区扬尘等无组织排放分散性强、隐蔽性高，是园区污染管控的薄弱环节。其三，多介质复合污染治理难度大，污染物跨介质迁移转化形成联动污染，单一介质治理模式治标不治本，且地下水、土壤累积污染修复周期长、成本高，长期环境风险突出。其四，企业排污管控精细化不足，部分小微企业环保设施运维不到位，工艺废气收集效率低，废水预处理不达标排放问题偶有发生。

3.2精准污染管控与治理对策

针对园区污染特征与溯源结果，结合区域环境管控需求，提出针对性精细化管控对策。一是构建多介质一体化监测体系，优化监测点位布局，增设特征污染物专项监测指标，搭建在线实时监测平台，实现大气、土壤、水体污染物动态监测、数据联动、风险预警，补齐微量有毒污染物监测短板。二是强化无组织污染精准管控，对园区储罐、管线、装卸平台、固废堆场等关键点位实施密封改造，安装无组织废气收集设施，建立常态化泄漏检测与修复机制，从源头削减无组织污染排放[5]。三是实施多介质协同治理，针对土壤、地下水累积污染，采用异位修复、渗透反应墙等技术开展靶向治理；针对大气复合污染，优化企业生产排班，严控生产高峰期污染物排放，结合气象条件开展污染联防联控。四是健全园区环境监管机制，落实企业排污主体责任，建立企业排污指纹档案，依托溯源技术精准界定企业污染贡献，实施差异化管控与奖惩，倒逼企业升级环保设施、优化生产工艺。五是建立长效风险防控体系，定期开展园区周边环境介质污染排查与健康风险评估，完善污染应急处置预案，防范突发污染事件，实现园区环境质量持续改善。

4结论

本文对典型化工园区大气、土壤、地表水及地下水开展特征污染物监测与溯源研究，系统探明了区域污染分布与迁移规律。结果表明，园区存在VOCs、苯系物、多环芳烃与重金属多介质复合污染，污染物呈近园区富集、梯度衰减的分布特征，跨介质迁移转化显著。区域污染主要源于工艺废气排放、储罐无组织挥发、废水渗漏及固废淋溶，其中工艺废气为首要污染源。针对园区监测体系不完善、无组织管控薄弱、复合污染治理难度大等问题，需落实多介质协同管控。未来可优化高精度溯源技术，开展长期监测与健康风险研究，为园区生态环境安全与绿色发展提供支撑。

参考文献

[1]栗杨.江苏某化工园区新污染物治理管控对策建议[J].云南化工,2026,53(1)111-115.

[2]田明磊,申强利,焦桂权.化工园区地下水环境状况调查评估技术研究[J].河南水利与南水北调,2025,54(5)2-3+90.

[3]董玉雯.典型岩溶裂隙区化工园区地下水氯代烃污染特征分析[D].天津市：天津科技大学,2024.

[4]雷啟焘.石油化工园区全氟和多氟化合物的污染特征及人体暴露[D].北京市：中国环境科学研究院,2023.

[5]王倩.东北某化工园区典型有机污染物在地下环境中多相迁移转化机制及模拟预测[D].吉林：吉林大学,2022.

作者简介：姓名：许婷玉，性别：女，民族：汉族，出生日期：1998.11.09，籍贯：河南商水，职务/职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：环境检测。