某待搬迁硫酸厂重金属污染土壤健康风险评估

以某待搬迁硫酸厂污染场地为研究对象,以污染调查监测为基础,按照《污染场地风险评估技术导则》(报批稿)推荐的模型和参数,对该场地重金属污染进行健康风险评估。结果表明,砷和钒是场地的特征污染物,主要通过经口摄入与呼吸吸入方式对人体产生健康风险。健康风险远超出可接受水平,须修复。砷和钒基于风险的修复目标建议值分别为0.35,123 mg/kg。但砷的修复目标建议值远低于我国土壤背景值,建议结合当地土壤背景值及修复技术方案等合理制定修复目标值。     

污染地块土壤砷修复目标值确定方法研究

修复目标值的确定是污染地块环境监管的重要环节,通常基于风险评估方法计算风险控制值来确定。而对于砷污染地块,采用HJ 25.3—2019《建设用地土壤污染风险评估技术导则》推荐模型和参数推算得到的修复目标值往往低于土壤砷环境背景值,难以满足监管需求。系统梳理了国内外污染地块土壤砷修复目标值确定方法,探讨了基于土壤环境标准值、传统风险评估、层次化风险评估、等效风险评估及土壤砷环境背景值修正方法的实现路径与实践应用。结合我国污染地块监管策略和砷污染地块开发再利用现状,提出了基于土壤环境背景值、层次化风险评估和生物可给性相关参数修正的土壤砷修复目标值确定方法,旨在为我国砷污染地块的修复和再利用提供更加科学合理的方案。     

污染场地节能再利用的风险评估

以福州市某药厂污染场地为例,土地开发再利用方式为居住用地,参照《污染场地风险评估技术导则》(发布稿),选取钴、砷、镉、铜等污染物,对污染场地3种暴露途径下人体健康风险进行评估。结果表明:在居住用地利用方式下累积致癌风险数为2.22×10-5,超出可接受累积致癌风险水平;钴及砷的危害商大于可接受危害商1,造成较大的健康风险;其风险主要来自钴及砷,住宅用地利用方式下其修复限值分别为2.92mg/kg、0.37mg/kg。     

基于人体可给性的重金属污染场地健康风险评价

《国家环境与健康行动计划》(2007—2015)文件指出要提高环境与健康风险评估能力。将基于体外模拟实验的人体可给性应用于污染场地健康风险评估,能够一定程度克服以污染物总量为基准进行风险核算的保守性问题。本研究利用相对可利用度修正毒性参数(经口参考剂量、经口致癌斜率),并对其合理性进行了分析,同时推导了筛选值和致癌风险值/危害商的计算公式。建议:(1)建立符合不同土壤类型的人体可给性方法;(2)建立基于关键影响因子的人体可给性预测模型和基于人体可给性的相对可利用度预测模型;(3)优化健康风险评价计算模型。旨在权衡"污染场地再利用"经济效益和人体健康的关系,完善重金属污染场的健康风险评价体系。     

基于形态及生物可给性的汞污染场地概率风险

为准确客观地评估汞污染场地的人体健康风险,克服当前土壤修复目标值过于保守的缺陷,对我国东北某大型汞化工废渣遗留场地进行详细环境调查,使用场地均匀设置的313个土壤样品（地表下0.5 m）的总汞含量检出数据、9个样品的零价汞含量占比数据、30个样品的胃肠可给态汞含量占比数据进行蒙特卡洛概率模拟,使用参数的概率模拟值进行汞经口摄入和气态呼吸吸入的人体健康风险和修复目标值的概率预测.结果表明:①场地的总汞含量在空间上差异明显,变化范围为0.002~579.14 mg/kg,变异系数为3.88,且主要集中在0~2.5 m;零价汞含量占比平均为15.2%±6.4%,与土壤总汞含量呈显著对数负相关（R2=0.784 5）;胃肠可给态汞含量占比平均为2.74%±2.81%,与总汞含量不具有显著相关关系.②气态呼吸吸入是该场地主要的人体健康风险来源,占总风险值的90%,风险不可忽略（危害商大于1）的概率为5.00%;经口摄入的风险不可忽略（危害商大于1）的概率为0.15%.③基于零价汞、胃肠可给态汞含量的修复目标值累积概率分布的5%上分位数为53.8 mg/kg,相应的修复面积分别为5 427.9 m2,显著低于以GB 36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》中第一类用地风险筛选值（8 mg/kg）为修复目标值而确定的修复面积（37 057.6 m2）;零价汞含量占比与儿童体重是影响修复目标值最主要的参数,对修复目标值的不确定性贡献率分别为-78%和42%.研究显示,基于土壤汞形态及生物可给性的概率风险评估能更为准确地显示污染场地的人体健康风险及主要风险途径,也能有效降低相应的修复目标值,避免对场地过度修复.      

锑矿区土壤重金属生物可给性及人体健康风险评估

采集湖南省冷水江市锡矿山锑矿区29个土壤样品,测定土壤中的重金属(Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd、As和Sb)浓度,并对其污染状况作出评价;用简化生物可给性提取(simplified bioaccessibility extraction test,SBET)法研究重金属生物可给性,并用人体健康风险模型评估该地区土壤重金属经口腔摄入后对成人的健康风险。结果表明,锑矿区土壤As和Sb的污染最为严重,且具有同源性,受人类活动影响较大。不同重金属生物可给性差异很大,重金属生物可给性平均值为Mn(36.7%)Cd(30.7%)Pb(24.4%)Zn(23.1%)Cu(12.0%)As(5.89%)Fe(3.88%)Sb(2.13%),表明经口摄入重金属大部分不被人体吸收;用总量评估经口摄入途径风险时过高估计了实际的人体健康风险,用生物可给性进行调整后风险值显著降低,总非致癌风险(HI)和总致癌风险(TCR)平均值分别降低约97%和92%。主导健康危害效应的主要污染因子是Sb和As,调整后尾矿坝(S5)处仍有部分采样点总非致癌风险超过风险阈值,需要特别关注。     

工业废弃场地再开发的环境评估：Ⅱ健康风险评估

工业废弃场地往往受到严重的土壤地下水污染,再开发往往会给公众带来潜在健康风险。对河南某城市一工业废弃污染场地进行了健康风险评估。根据未来土地利用状况,分剐对居住场景和建筑场景的健康风险进行了评估。在居住场景下,总石油烃会引起较高的非致癌风险,而苯会通过口腔摄入和呼吸摄入导致较高的致癌风险。假如长期饮用MW—1附近区域的地下水时,苯和总石油烃会给居民带来不可接受的非致癌风险。同时苯还会带来较高的致癌风险。在建筑场景下,由于较短的暴露周期,场地污染不会带来不可接受的风险。为保护未来居民的健康,应当在场地开发为住宅小区前进行污染区域的修复。     

某典型加油站场地环境调查与健康风险评估

以上海某加油站为研究对象,开展场地环境调查与健康风险评估并讨论场地修复目标值。调查发现,场地内土壤主要受总石油烃和多环芳烃污染,总石油烃对人体有非致癌危害,在可接受风险水平内;苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽具有致癌性,风险不可接受,修复面积100 m~2,修复理论土方50 m~3。初步建议苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽修复目标值分别为0.4、0.18 mg/kg。     

某化工厂爆炸场地土壤污染物的分布特征及风险评估

以某发生爆炸事故的有机化工厂遗留地块为研究对象,运用单因子指数法、综合污染指数法和HJ 25.3—2019《建设用地土壤污染风险评估技术导则》中推荐的风险评估模型,对场地的污染程度和健康风险进行评价,并基于人体健康风险评估,提出目标污染物的风险控制值。结果表明:土壤中的超标污染物为1,1,2-三氯乙烷、氯苯和1,4-二氯苯,主要富集于研究区中部及西北部下层土壤（2~8 m）中。单因子污染指数结果表明:3种有机物在下层土壤中存在不同程度的污染,其中氯苯的污染程度最为严重。综合污染指数结果表明:表层土壤未污染,部分下层土壤的综合污染程度呈重度污染水平。健康风险评价结果表明:研究区中部及西北部下层土壤的致癌风险和危害商超出可接受阈值,主要暴露风险来自氯苯和1,4-二氯苯等气态污染物的室内吸入途径。风险控制值计算结果表明:污染物的风险控制值远低于最大检出值,选择分层计算的风险控制值作为修复目标值时,可有效减少污染治理量。     

某废弃化工场地VOC/SVOC污染土壤健康风险分析

选择我国典型的废弃化工污染场地为研究对象,以场地全面调查为基础,采用美国ASTM场地环境评价方法,结合我国的人群特点和场地特性修正风险评估参数,对该化工场地VOC/SVOC污染土壤进行环境健康风险分析.结果表明,该场地已明显受到VOC/SVOC的污染,污染集中在土壤的不同层次,其中四氯化碳、四氯乙烯、五氯乙烷、六氯丁二烯、六氯乙烷和六氯苯等6种VOC/SVOC在场地土层中的浓度超过我国现有土壤环境标准,部分点位通过口腔摄入、皮肤接触和呼吸吸入污染物3种暴露途径所导致的致癌风险达到10-2,危害商超过1,这些污染物已对人体和周边环境形成了较高的健康风险.在进一步进行居住地或商业用地开发时,该场地必须进行修复与综合治理,使风险降低到人体健康可接受水平.     

杭州某退役污水处理厂退役场地污染调查与健康风险评估

通过对杭州某污水处理厂退役场地环境总体质量进行调查分析,得出场地主要超标特征污染物是锌、镍,污染区域主要分布在内堆场区域,内堆场土壤样品中重金属超标率为29%,最大超标深度为4 m,污染深度主要集中在0¹00 cm深度土层中。通过健康风险评估方法对退役场地在居住用地暴露情景下进行风险评估,评估结果表明,退役场地致癌风险较小,存在一定的非致癌风险,镍和铬是主要的非致癌风险污染物,主要的暴露途径是经口摄入暴露,基于退役场地后续开发利用规划,建议采用外运处置、客土封闭等技术对场地污染土壤进行修复。     

基于靶器官的土壤重金属非致癌健康风险评估

以某冶钢厂重金属污染场地为例,结合我国现有的风险评估技术和污染物对人体器官危害的特点,提出基于靶器官的土壤重金属非致癌健康风险评估方法,并在我国常规的污染物危害商计算模型基础上,构建了基于靶器官的污染物危害商计算模型,分别采用两种模型对该场地经口摄入土壤途径的污染物非致癌健康风险水平进行了评估。结果表明:常规模型只考虑土壤重金属的临界效应,得到的4种重金属累计经口摄入土壤途径靶器官的危害指数(HI值)为4.022;而基于靶器官的模型考虑了重金属可能作用的所有靶器官,表征了靶器官的风险水平,得到靶器官睾丸的HQ值为0.013,靶器官神经、肾脏、心血管和血液的HI值分别为2.051、0.213、1.864和1.015,重金属对靶器官的总HI值为5.156,大于常规模型所预测的风险。可见,较常规方法而言,基于靶器官的土壤重金属非致癌健康风险评估方法能更准确地表征土壤污染对人体的健康风险水平。     

基于形态与in vitro方法的铬污染土壤生物可给性研究

铬（Cr）是电镀类场地的主要污染物.开展土壤中Cr（III）和Cr（VI）的生物可给性研究对于准确评估Cr污染场地风险,克服污染场地过度修复问题十分关键.本研究采集我国栗钙土、红壤、潮土3种典型土壤,通过添加相同浓度污染物的方式制备成Cr（III）或Cr（VI）污染土壤.随后利用5种体外方法（in vitro）,对3种土壤经口摄入的Cr生物可给性进行比较与健康风险评估.进而从土壤理化性质、Cr赋存形态、土壤矿物组成方面,对不同土壤在溶解度生物可给性研究联盟（SBRC）方法中的生物可给性差异进行分析.结果表明,基于生物可给性的Cr污染土壤健康风险评估能够显著降低风险水平,提高风险控制值,其中,SBRC方法在评估中更具有保守性.3种土壤在相同的Cr（III）和Cr（VI）污染浓度下,栗钙土相较于红壤和潮土在肠期具有更高的生物可给性和健康风险.此外,土壤黏粒、有机质含量及迁移系数能够影响土壤Cr的生物可给性,土壤矿物种类赋存不同也是造成Cr（III）和Cr（VI）在不同土壤中生物可给性差异的重要因素.     

场地土壤有机氯污染物暴露途径贡献率分析

场地污染物的暴露途径对致癌风险与非致癌风险评估结果具有显著影响,选择化工、制药等场地中常见有机氯污染物作为研究重点,探究场地土壤中常见有机氯污染物经不同暴露途径致癌风险及非致癌风险的贡献率。研究表明:挥发性有机氯污染物(氯苯类、氯代烃类)主要的致癌风险与非致癌危害熵的主要暴露途径为室内空气入侵或经口摄入,通过吸入室内空气中来自下层土壤挥发性气体的贡献率大于75%,经口摄入土壤中污染物的贡献率大于20%(1,2,3-三氯丙烷除外,其经口摄入土壤中污染物的贡献率达98%)。半挥发性有机氯污染物(有机氯农药类、多氯联苯类)的主要致癌与非致癌风险暴露途径为经口摄入及皮肤接触,通过经口摄入土壤中污染物的贡献率大于70%,通过皮肤接触吸收土壤中污染物的贡献率均大于25%。     

铅蓄电池厂遗留场地重金属污染分析及健康风险评价

以苏州某地区铅蓄电池厂遗留的污染地块作为研究对象,采用内梅罗综合污染指数法和人体健康风险评价模型分别对场地土壤中的污染物种类、污染程度以及健康风险进行了分析评价,并结合Surfer中的克里金插值法分析了人体健康风险的空间分布。结果表明:该遗留场地土壤中主要重金属污染物为Pb和As,其中Pb已达到重度污染程度,As为轻度污染水平。通过人体健康风险评价,发现As对儿童及成人的致癌风险CR值均超过可接受值10-6,对人体存在一定的致癌风险。另外,由IEUBK模型计算得到儿童体内血Pb质量浓度超过10μg/dL的概率高达68.6%,远高于规定的安全概率限值5%。由此得出,该场地中Pb和As存在较高的健康风险,在重新开发利用前须对场地土壤进行修复治理。     

VOCs污染场地风险管理策略的筛选及评估

以某VOCs(volatile organic compounds,挥发性有机化合物)污染场地为例,结合实地调查,将健康风险评估用于场地风险管理策略的筛选. 结果表明:①该场地不同深度土壤均受到氯仿、二氯甲烷和苯的污染,污染物垂向迁移特征明显,最大迁移深度达25.8 m,其中深度≤15.0 m的土壤污染较重. ②基于保守的通用场地概念模型对将其规划为居住用地时的健康风险进行评估显示,氯仿、二氯甲烷和苯的致癌风险分别达6.0×10-2、2.9×10-4、7.4×10-5,均超过可接受风险水平(1.0×10-6),三者修复目标分别为0.22、12.00和0.64 mg/kg. 如采取策略一,即将场地内超过修复目标的土壤进行清除,需修复的土壤深度达24.0 m,修复土方量为33.4×104 m3. ③结合污染物垂向分布及场地未来地下空间开发规划,提出策略二,即对0~15.0 m深度范围内重污染土壤进行清除异位修复、>15 m深度范围内土壤采取工程控制措施. 实施策略二后的风险评估结果显示,虽然>15.0 m深度范围内土壤中依然存在w(氯仿)超过修复目标的采样点,但致癌风险(8.3×10-8)远低于可接受水平;概率风险评估显示,该风险值对应的累计频率为99.5%,考虑各参数取值的不确定性后,风险模拟结果最大值也仅为1.06×10-7. 可见,策略二足够保守,能够保障未来居民的身体健康;与策略一相比,策略二可减少修复土方量6.4×104 m3,因此更具经济性,为风险管理策略的优选方案.      

基于生物可给性的某冶炼厂土壤重金属健康风险评价

为科学评价重金属污染场地的人体健康风险,以某冶炼厂土壤为研究对象,采用PBET(Physiologically-Based Extraction Test)和IVG(In-Vitro gastrointestinal)两种方法测定了As、Cd、Cu、Pb、Zn的生物可给性,并对比了只考虑重金属总量与基于生物可给性的人体健康风险.结果表明,场地土壤As、Cd、Pb的平均含量分别高达7063,691,3811mg/kg,严重超过国家环境质量标准.在PBET和IVG测试中,5种重金属的平均生物可给性介于1.81%~44.8%与1.78%~30.1%之间.As是PBET中生物可给性最高的重金属元素,而在IVG中Cd的生物可给性最高;含磷矿物的存在使Pb的生物可给性最低.提取液pH值及组成组分与重金属元素间的化学行为是造成两种方法结果差异的主要原因.在模型假设的条件下,土壤原有重金属的总危险商与总致癌系数为27.2与2.95×10^-3.考虑生物可给性使二者降低了59.9%~84.4%与55.6%~79.4%,且两个系数大小均呈现PBET胃液>PBET胃肠液>IVG胃液>IVG胃肠液的规律.调整后可以认为Pb不再具有健康风险,Cd仅具有致癌风险,只有As同时具有非致癌风险与致癌风险.尽管考虑重金属生物可给性后场地仍具有不可忽视的人体健康风险,但经过调整后能更准确地识别重金属的危害程度,避免场地的过度修复.     

基于土壤气调查的废弃工业场地人体健康风险评估研究

土壤气采样和分析是蒸气侵入评估的一个常用的工具.以某废弃化工场地为研究区,采集污染区域10个点位处的土壤气（编号SG1至SG10）,并分析土壤气中的苯、乙苯、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯和三氯甲烷等挥发性有机物.根据测定的土壤气体浓度,结合Johnson ＆amp;Ettinger（J＆amp;E）侵入模型评估了该废弃场地土壤气中挥发性有机物侵入带来的人体健康风险.风险评估结果表明,SG5与SG6处非致癌风险指数大于1,而10个采样点位中有9个（除SG8处）的单一污染物可接受致癌风险均超过1.0E-6.相对于非致癌风险,致癌风险存在面更加广泛,同时程度也比较严重,在进行场地再开发之前需要考虑场地修复等风险管理措施.     

退役化工企业污染场地健康风险评估(即第三阶段场地环境调查)

由于城市人口的急剧增长和工业经济的迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤渗透,大气中的有害气体及颗粒物也不断随雨水降落在土壤中,导致了土壤污染。随着经济的发展和城市化建设进度的加快,场地性质的变更越来越频繁,位于城市中心地带或者工商业聚集区中的污染地块被改变用途后的潜在土壤污染风险问题已逐渐显现。污染场地健康风险评估考虑到多种污染物可能同时存在于场地不同的介质之中,如土壤、空气、水、食物和尘埃等,通过分析与受体相关的多种暴露途径,实现对多介质的健康风险评估,以可接受健康风险水平为出发点,提出保护人体健康的土壤修复目标值,风险评估结果是进行污染修复和管理决策的科学依据。     

基于参数优化和蒙特卡罗模拟的砷污染地块健康风险评估

风险评估是污染地块风险管理的关键环节.而在具体As污染地块管理实践中,基于污染物总量和默认参数的方法难以获得符合实际的健康风险,进而不能达到后期修复治理等管控要求,目前越来越多的研究通过考虑生物有效性、修正参数、结合概率模型等方法开展风险评估.以某大型As污染地块为典型案例,布设432个采样点并采集不同深度土壤样品,分析As污染程度及分布特征,通过文献调研和Monte Carlo模拟修正模型参数,并在此基础上开展概率风险评估,比较探讨传统方法与概率方法对健康风险评估结果的影响.结果表明,研究区域表层土壤ω（As）范围为2.70~97.0 mg·kg^-1,空间变异系数为0.61,空间连续性较弱.传统风险评估方法所得致癌风险和危害指数分别为2.12E-4和8.36,高估了实际风险水平,结合模型参数修正和概率风险评估发现,成人和儿童的非致癌风险处于可接受水平,致癌风险相较传统方法降低近1个数量级.考虑As相对生物有效性（RBA）后,总致癌风险的95%分位值为1.24E-5,相较未修正对应的风险值1.95E-5,降幅可达36.41%.研究区域土壤As对成人和儿童的致癌风险超过可接受风险水平1E-6,其中经口摄入土壤是主要暴露途径.此外,敏感性分析结果显示,As含量、每日土壤摄入量和儿童暴露期对健康风险影响相对较大.研究结果可为砷污染地块精准风险评估提供方法理论依据,并为地块的精细化风险管控提供思路.