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污染場地土壤修復(fù)是一項(xiàng)復(fù)雜工程,為檢驗(yàn)土壤修復(fù)效果,依據(jù)《污染場地修復(fù)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》,對福州XX化工廠進(jìn)行場地修復(fù)效果評價(jià). 土壤樣品檢測結(jié)果表明,原來超標(biāo)的Pb、Hg的含量均明顯低于修復(fù)目標(biāo)值,坑底采樣的4 個樣品中,Cd和As 的含量也低于修復(fù)目標(biāo)值,場地修復(fù)效果顯著. 但是,側(cè)壁采樣的15 個樣品中,Cd 和As 的含量仍存在超標(biāo)現(xiàn)象. 采用人體健康. 風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法對兩種目標(biāo)污染物進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià),結(jié)果顯示,Cd 和As 的非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對兒童和成人都大于1,As 的致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對兒童和成人都大于1×10-6. 場地還存在潛在健康風(fēng)險(xiǎn),在投入使用前需要進(jìn)行進(jìn)一步修復(fù).
20世紀(jì)90年代后期,特別是2000年以后,為加快經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級改造,我國各大城市陸續(xù)開始實(shí)施“退二進(jìn)三”、“退郊進(jìn)園”的政策,許多工業(yè)企業(yè)陸續(xù)搬離城鎮(zhèn)中心,遺留下大量的廢棄的、通常是有污染的場地. 這些場地一般具有很高的土地價(jià)值,亟待再開發(fā)利用.
2004年,原國家環(huán)??偩职l(fā)布了《關(guān)于切實(shí)做好企業(yè)搬遷過程中環(huán)境污染防治工作的通知》,2005年,國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的決定》,明確提出對污染企業(yè)搬遷后的原址進(jìn)行土壤監(jiān)測、風(fēng)險(xiǎn)評估和修復(fù). 在過去的幾年里,北京、上海、杭州、沈陽等地方政府開展了土壤修復(fù)技術(shù)研究與場地修復(fù)工程應(yīng)用案例工作,發(fā)展了一定的修復(fù)工程技術(shù),積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn). 但是,總體來說,目前我國污染場地土壤修復(fù)工作剛剛起步,部分污染場地未經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)評估與修復(fù)已經(jīng)或正在開發(fā)利用,只有極少量場地經(jīng)過簡單的風(fēng)險(xiǎn)評估和治理后,開發(fā)為居住用地.
對于經(jīng)過風(fēng)險(xiǎn)評估與修復(fù)的場地,其修復(fù)效果如何,是否達(dá)到修復(fù)目標(biāo)或修復(fù)標(biāo)準(zhǔn),需要通過有效的方法對修復(fù)效果進(jìn)行評價(jià). 本文通過一個重金屬污染土壤修復(fù)的案例,依據(jù)北京市出臺的《污染場地復(fù)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》(DB11/T783-2011),對場地修復(fù)效果進(jìn)行評價(jià),并對修復(fù)后場地的再利用健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià),為場地再利用提出建議.
1 材料與方法
1.1 場地概況
本研究評價(jià)的是一個化工企業(yè)遺留場地,位于福州市晉安區(qū),文中將其稱為福州XX化工廠. 原企業(yè)主要生產(chǎn)合成氨、純堿、氯化銨、復(fù)合肥、食用碳酸氫銨等. 根據(jù)福州市城市總體規(guī)劃及市工業(yè)規(guī)劃布局,福州市市區(qū)內(nèi)工業(yè)企業(yè)均要搬離市區(qū),福州XX化工廠于2011年9月起實(shí)施停產(chǎn)搬遷,2011年8月,福建省環(huán)科院對原廠區(qū)場地土壤進(jìn)行環(huán)境評價(jià),2012年3月,根據(jù)專家評審意見,福建省環(huán)科院進(jìn)一步完善了該項(xiàng)目場地評價(jià)報(bào)告. 根據(jù)評價(jià)結(jié)果,場地受到Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni等重金屬污染,對于污染物含量超標(biāo)的區(qū)域,采用原位挖掘——異位固化/穩(wěn)定化技術(shù)修復(fù).
1.2 采樣與測試
根據(jù)《污染場地修復(fù)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》(DB11/T783-2011)相關(guān)規(guī)定,本次采樣于污染土壤運(yùn)出之后、回填土壤運(yùn)回之前進(jìn)行,分為坑底采樣和側(cè)壁采樣. 根據(jù)修復(fù)面積確定坑底土壤采樣點(diǎn)4個,采樣深度為0~0.5 m;根據(jù)修復(fù)深度及修復(fù)區(qū)域邊長確定側(cè)壁采樣點(diǎn)15個,0~0.5 m、0.5~1.5 m、1.5~2.5 m分別采取5個樣品. 樣品采集后,置于陰涼處風(fēng)干,除去雜質(zhì),研磨,過篩后進(jìn)行分析.
1.3 修復(fù)效果評價(jià)——?dú)埩粑廴痉治?/p>
殘留污染分析法是對目標(biāo)污染物在場地內(nèi)的殘留量進(jìn)行監(jiān)測,通過與修復(fù)目標(biāo)值的對比來評價(jià)修復(fù)效果. 在北京市出臺的《污染場地修復(fù)驗(yàn)收技術(shù)\規(guī)范》中,推薦了兩種殘留污染分析法——逐個對比法和t檢驗(yàn)法. 根據(jù)場地修復(fù)面積和樣品檢測結(jié)果,本文選擇逐個對比法. 表1列出了樣品檢測結(jié)果及每種重金屬污染物的修復(fù)目標(biāo)值.
從樣品檢測結(jié)果可以看出,所有樣品中Hg、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni的含量均明顯低于修復(fù)目標(biāo)值;Cd和As存在部分超標(biāo)現(xiàn)象. 對數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),坑底采樣的4個樣品中Cd和As的含量低于修復(fù)目標(biāo)值,側(cè)壁采樣的15個樣品中,Cd和As的含量均高于修復(fù)目標(biāo)值.
表1 樣品檢測結(jié)果及與修復(fù)目標(biāo)值的對比
1.4 場地修復(fù)后的再利用健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)
遺留污染物或污染土壤會對周圍環(huán)境及人體健康構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn),案例場地已經(jīng)采取了一定的修復(fù)措施,但是仍存在部分污染物超標(biāo)現(xiàn)象,為保障建筑工人及未來居民的生命安全,維護(hù)正常的生產(chǎn)建設(shè)活動,有必要對修復(fù)后的場地開展健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià).
健康風(fēng)險(xiǎn)是一個表征人體暴露與化學(xué)物質(zhì)毒性關(guān)系的函數(shù),風(fēng)險(xiǎn)大小受化學(xué)物質(zhì)的毒性、劑量、人體體重、年齡、暴露時(shí)間、頻率、暴露途徑等變量影響. 采用美國環(huán)保局發(fā)明的人體健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法,以超標(biāo)污染物Cd和As為目標(biāo)污染物,通過危害識別、暴露評估、毒性評價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)表征四個步驟計(jì)算目標(biāo)污染物潛在的人體致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌風(fēng)險(xiǎn).
1.4.1 暴露評估
場地計(jì)劃開發(fā)為居住用地,暴露人群為成人和兒童,目標(biāo)污染物均為不揮發(fā)物質(zhì),考慮經(jīng)口攝入和皮膚接觸兩種暴露途徑. 單位重量的人每天經(jīng)口攝入、經(jīng)皮膚接觸攝入的污染物量計(jì)算公式為:
1)經(jīng)口攝入量
2)經(jīng)皮膚接觸攝入量
式中:CS—土壤中化學(xué)物質(zhì)含量(mg/kg);ABS—皮膚接觸的吸收系數(shù),其值由化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)決定,污染物不同,ABS 的值也不同. 參照我國《污染場地風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)導(dǎo)則(發(fā)布稿)》[9],Cd 為0.001,As 為0.03. 其余參數(shù)的名稱和系數(shù)見表2.
1.4.2 毒性評估
非致癌物質(zhì)的毒性評估采用參考劑量(RfD)表
表2 暴露評估參數(shù)
述,致癌物質(zhì)毒性評估采用致癌斜率因子(CSF)表述. 進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的2種金屬污染物均是國際癌研究中心(IARC)確認(rèn)的人類致癌物質(zhì),兩者的非致癌參考劑量和致癌斜率因子見表3.
表3 目標(biāo)污染物的毒性參數(shù)
1.4.3 風(fēng)險(xiǎn)表征
風(fēng)險(xiǎn)表征包括單一污染物致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌風(fēng)險(xiǎn)以及所有受評價(jià)污染物綜合致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌風(fēng)
險(xiǎn)的計(jì)算.
1)致癌風(fēng)險(xiǎn). 單一污染物的致癌風(fēng)險(xiǎn),通過平均整個壽命周期的單位重量的人每天攝入量乘以致癌斜率因子計(jì)算(公式4),美國環(huán)保局設(shè)定1×10-6和1×10-4分別為可接受致癌風(fēng)險(xiǎn)水平下限和可接受致癌風(fēng)險(xiǎn)水平上限,基于充分保護(hù)人體健康的考慮,本文采用1×10-6作為目標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)值.
不同化學(xué)物質(zhì)的致癌作用被認(rèn)為是相互獨(dú)立的,因此對于多種化學(xué)物質(zhì)的綜合致癌風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算,就是每種化學(xué)物質(zhì)致癌風(fēng)險(xiǎn)度的簡單相加(公式5).
2)非致癌風(fēng)險(xiǎn). 對于單一污染物的非致癌風(fēng)險(xiǎn),通過平均到整個暴露作用期的單位重量的人每天攝入量除以慢性參考劑量計(jì)算(公式6),理論上講,如果二者比值小于1,則認(rèn)為不存在明顯的非致癌健康風(fēng)險(xiǎn).
綜合非致癌風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)一般采用危害指數(shù)(HI)法(公式7),當(dāng)HI 大于1時(shí),可以認(rèn)為存在一定程度的非致癌風(fēng)險(xiǎn).
2 結(jié)果與討論
2.1 場地修復(fù)效果
土壤修復(fù)前,場地重金屬監(jiān)測結(jié)果顯示,除了Cd和As外,Pb和Hg也存在超標(biāo)現(xiàn)象. 各監(jiān)測點(diǎn)Pb含量在27.44~619.9 mg/kg 之間,Hg 含量在0.015~63.82 mg/kg之間,根據(jù)北京市《場地土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)篩選值》(DB11/T811-2011),有部分監(jiān)測點(diǎn)Pb和Hg含量超過了住宅用地污染土壤篩選值. 本文對修復(fù)后土壤樣品進(jìn)項(xiàng)檢測的結(jié)果顯示,Pb 的含量為11.98~225.8 mg/kg,Hg 的含量為0.023~1.46 mg/kg,均達(dá)到修復(fù)目標(biāo). 相關(guān)數(shù)據(jù)見表4. 以含量平均值計(jì)算修復(fù)前后二者的健康風(fēng)險(xiǎn),見表5. 可以看出,Pb的非致癌風(fēng)險(xiǎn)由修復(fù)前的103.53×10-3降為59.36×10-3,降低了42.66%,Hg的非致癌風(fēng)險(xiǎn)由25.52×10-3降為4.04×10-3,降低了84.17%. 由于缺乏相應(yīng)的參數(shù),無法計(jì)算二者的致癌風(fēng)險(xiǎn).
表4 修復(fù)前后土壤檢測結(jié)果
因此,采用原位挖掘可以有效修復(fù)場地. 但是,由于生產(chǎn)過程中污染產(chǎn)生的不確定性,場地修復(fù)范圍的確定具有一定的復(fù)雜性,需要根據(jù)監(jiān)測結(jié)果不斷改進(jìn).根據(jù)側(cè)壁采樣樣品檢測結(jié)果,案例地仍存在Cd、As超標(biāo)的區(qū)域,需要開展進(jìn)一步的調(diào)查,確定二次清挖的邊界,二次清挖后再次進(jìn)行監(jiān)測,直至清挖達(dá)到標(biāo)準(zhǔn).
表5 修復(fù)前后Pb、Hg 非致癌風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果
2.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果
根據(jù)采樣樣品檢測結(jié)果,計(jì)算目標(biāo)污染物Cd和As的致癌風(fēng)險(xiǎn)、非致癌風(fēng)險(xiǎn)和綜合風(fēng)險(xiǎn). 結(jié)果見表6.
表6 目標(biāo)污染物風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果
評價(jià)結(jié)果表明:Cd的非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對兒童和成人均小于1,從總體上看不存在潛在人體健康風(fēng)險(xiǎn);As的致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對兒童和成人都大大超過了可接受閾值1×10-6,存在較為嚴(yán)重的致癌風(fēng)險(xiǎn);As的非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對兒童小于1,在可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平之內(nèi),對成人大于1,存在潛在的人體非致癌風(fēng)險(xiǎn);Cd和As的綜合非致癌風(fēng)險(xiǎn)對兒童是0.934,接近可接受水平1,應(yīng)該給予一定的關(guān)注.
健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果進(jìn)一步表明,該場地對人體還存在潛在健康風(fēng)險(xiǎn),在投入使用前必須進(jìn)行進(jìn)一步修復(fù).
2.3 研究存在的不足
受主觀和客觀因素影響,本研究存在一些不足之處. 第一,本研究僅對場地重金屬修復(fù)效果進(jìn)行評價(jià),事實(shí)上,根據(jù)福建省環(huán)科院場地土壤環(huán)境評價(jià)報(bào)告,該場地還存在六六六、氯乙烯等超標(biāo)現(xiàn)象,后續(xù)研究將關(guān)注這一問題;第二,由于我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)、參數(shù)等尚不健全,對于無法獲得的數(shù)據(jù)均采用美國環(huán)保局等國外機(jī)構(gòu)提供的資料,可能會造成結(jié)果有所偏差,但偏差不大.
3 結(jié)論
文章對福州市某化工企業(yè)遺留場地重金屬修復(fù)效果進(jìn)行評價(jià),根據(jù)評價(jià)結(jié)果,得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:
1)經(jīng)過修復(fù),原來超標(biāo)的Pb、Hg的含量現(xiàn)已符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,兩種重金屬的非致癌風(fēng)險(xiǎn)分別下降了42.66%和84.17%,坑底采樣樣品中Cd和As的含量也低于修復(fù)目標(biāo)值,場地修復(fù)效果顯著.
2)側(cè)壁采樣樣品中,Cd和As的含量高于修復(fù)目標(biāo)值,對二者進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià),結(jié)果顯示,As的致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對兒童和成人都大大超過了可接受閾值1×10-6,Cd和As的綜合非致癌風(fēng)險(xiǎn)對兒童是0.934,接近可接受水平1. 場地對人體還存在潛在健康風(fēng)險(xiǎn),在投入使用前必須進(jìn)行進(jìn)一步修復(fù).
3)針對我國相關(guān)數(shù)據(jù)不健全的現(xiàn)狀,一方面要加強(qiáng)學(xué)術(shù)研究,早日形成我國居民人體暴露參數(shù)手冊,一方面政府加快步伐,盡快制定專門的污染場地識別標(biāo)準(zhǔn)、健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及污染場地修復(fù)效果評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等.