基于土壤气中实测苯浓度的健康风险评价

以室外呼吸暴露途径为例,推导了该途径下基于土壤气中ρ(VOCs)的风险计算模型,并在北京某焦化厂苯污染区域进行应用. 结果显示,相同暴露途径下,与采用ASTM模型的理论计算值相比,基于现场土壤气中实测的ρ(苯)低至少1个数量级,基于实测土壤气中ρ(苯)所得风险值低1~2个数量级. 因此,建议对于污染范围较广、污染情况较复杂的大型VOCs污染场地,当采用ASTM模型计算的风险过于保守时,可遵循场地风险评价中分层次风险评价的思路,采用污染区域实测土壤气中ρ(VOCs)进行风险计算,确保风险计算结果更为客观、划定的修复范围更合理以节省不必要的修复资金.      

基于DED模型的挥发性有机物健康风险评价

为评估DED（Dual Equilibrium Desorption,双元平衡解吸）模型用于预测实际场地VOCs呼吸暴露健康风险的适用性,以邯郸某化工搬迁场地中危化品存储车间场地为案例,采用DED模型分别计算了二氯甲烷和苯在埋深1.5m（浅层）和3.5m（深层）处的呼吸暴露健康风险,并与基于相应深度实测土壤气中污染物浓度及采用传统J & E（Johnson and Ettinger）模型预测的呼吸暴露健康风险进行了比较验证.结果表明:①采用DED模型预测的二氯甲烷健康风险均未超过10-6,在某些点位及深度（2号点浅层、6号点浅层及深层、5号点深层）苯的健康风险超过了10-6. ②基于实测土壤气中污染物浓度计算的健康风险显示,二氯甲烷健康风险均未超过10-6,在某些点位及深度（4号和6号点浅层和深层及2号点深层）苯的健康风险超过了10-6. ③采用J & E模型预测的二氯甲烷和苯的健康风险均超过10-6. ④对比发现,对于二氯甲烷DED模型预测的风险结果与基于土壤气实测污染物浓度预测的结果总体无明显差异,但苯在部分点位前者预测结果低于后者.研究显示,DED模型基本上能适用于预测实际场地VOCs呼吸暴露健康风险,但在某些点位可能会低估实际风险,建议具体使用过程中进一步采集场地数据进行验证,而J & E模型的预测结果均过于保守;同时,对DED模型各参数进行敏感性分析发现,土壤中土壤气体积含量、污染物浓度和有机碳含量对风险结果影响相对明显,土壤容重则几乎没有影响.      

广州市中心城区环境空气中挥发性有机物的污染特征与健康风险评价

于2009年11月5~9日,采用在线监测方法对广州市中心城区环境空气中31种VOCs物种进行了观测,对其浓度水平与变化特征、组成与来源、化学反应活性进行了分析,并利用国际公认的健康风险评价方法对VOCs的健康风险进行了评价.结果表明,31种VOCs物种的平均质量浓度为114.51μg·m-3(范围为29.42~546.06μg·m-3),烷烃和芳香烃是含量最为丰富的组分;31种VOCs浓度之和及烷烃、烯烃、芳香烃3类化合物的各组分浓度之和都呈现出早晚高,中午低的日变化特征.机动车尾气排放是研究区环境空气中VOCs的主要来源,同时汽油、液化石油气的挥发以及涂料和溶剂的挥发也是其重要来源.研究区VOCs气团对臭氧生成潜势贡献率最大的是芳香烃(42.5%)和烯烃(38.6%);甲苯、反-2-丁烯、间/对二甲苯、正丁烷、1,3,5-三甲苯等是VOCs中的关键活性组分.机动车尾气排放、汽油蒸发是导致研究区环境空气中臭氧形成的重要VOCs排放源.健康风险评价结果表明,己烷、1,3-丁二烯和BTEX对人体的非致癌风险(HQ)在3.95E-03~2.45E-01之间,对暴露人群不存在非致癌风险;1,3-丁二烯、苯的致癌风险值(RISK)分别为1.47E-05、5.34E-05,对暴露人群存在潜在的致癌风险.本研究结果与国内其它部分城市环境空气中苯系物健康风险评价结果的比较研究发现,我国城市环境空气中苯对暴露人群存在着较大的致癌风险,因此,我国有必要采取措施严格控制环境空气中苯的污染水平,尽早研究并制定环境空气中苯的环境基准和标准.     

挥发性有机污染土壤开挖异味风险评估及控制对策

为应对挥发性有机物(VOCs)污染土壤修复开挖过程中的异味污染问题,建立异味风险预测模型,评估其潜在风险具有重要的现实意义. 本文通过构建异味暴露概念模型,综合考虑土壤气扩散、土壤VOCs挥发、地下水溶质挥发等过程以估算污染源强释放速率,并结合高斯扩散模型模拟污染源向周边区域扩散过程,再以臭气强度作为异味表征手段,预测得到周边环境中的VOCs大气浓度及其对人体的嗅觉感官效应. 某修复地块土壤开挖面积为2 800 m2,深度3 m,涉及苯、甲苯、乙苯等9种异味物质,对其开挖过程中的异味扩散风险进行预测. 结果表明:在开挖速率为150 m3/h的情况下,VOCs快速释放并扩散至周边20 m处某居民点形成的混合气体中以氯苯、苯、乙苯、甲苯这4个组分为主,浓度分别为6.86、2.35、1.56、0.85 mg/m3. 进一步采用异味活度值(OAV)及ln(OAV)对VOCs的异味特征进行分析,识别得到乙苯为混合体系中的关键致嗅物质,故以该组分来表征VOCs的气味特性. 由此得到,居民点呼吸区VOCs对应的臭气强度为3.09,开挖过程中周边居民将明显感到臭味. 基于模型敏感性分析识别了影响异味风险的关键参数,主要为敏感目标距离(x_air)、土壤污染浓度(C_s)、土壤开挖速率(Q)、土壤空气体积比(θ_air)及大气风速(U_air)等. 从降低公众受异味影响的角度出发,提出了包括优化土壤修复工艺、控制区域土壤状况以及关注气象影响等控制对策,以期有效控制土壤中异味扩散引起的负面效应.      

农用土壤重金属多受体健康风险评价模型及实例应用

综合考虑了我国现有土壤重金属污染评价体系的不足,基于美国环保署(USEPA)现行的土壤健康风险评价体系,建立了土壤重金属污染的多受体健康风险评价模型。利用所建模型对案例污染场地土壤进行了健康风险评价,结果表明:所涉及暴露途径的平均暴露剂量的排序为:误食土壤暴露途径的重金属暴露剂量(ADD s)>皮肤接触途径的重金属暴露剂量(ADD a)>蔬菜经口暴露途径的重金属暴露剂量(ADD f);案例区域重金属总非致癌风险HIHQ Cr>HQ Cd>HQ Cu,对人体基本上不会造成非致癌健康危害,但儿童作为敏感受体,其HI children接近于1;案例区域重金属总致癌风险对于成人和儿童二类受体而言都远超过了国际认可的致癌风险限值1×10-6,分别达R adult(1.89×10-3)和R children(1.41×10-2),且致癌风险的主要贡献途径为误食土壤暴露途径和皮肤接触途径,故农业职业人群已存在较大风险,相关部门应立即有针对性的采取控制和宣传教育手段来缓解该风险。     

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.     

农药企业场地空气中挥发性有机物污染特征及健康风险

采用苏玛罐收集样品,气相色谱-质谱联用方法对河北省张家口市3个代表性农药企业场地内挥发性有机物(VOCs)进行监测分析,研究了VOCs的污染特征及健康风险.结果表明,在3个农药场地内均存在着比较严重的总挥发性有机物(TVOC)污染,各场地正己烷(6 161.90~6 910.00μg·m-3)、苯(126.00~179.30μg·m-3)、1,3-丁二烯(115.00~177.30μg·m-3)的含量远超过USEPA风险系统中对应的慢性吸入参考值(700、30、2μg·m-3),场地B二氯甲烷的含量(724.00μg·m-3)也超过对应的参考浓度(600μg·m-3).各场地VOCs经吸入途径的非致癌风险数量级为1.00E-04~1.00E+00,经皮肤暴露的非致癌风险数量级为1.00E-09~1.00E-05,其中正己烷(2.52E+00~2.83E+00)、二氯甲烷(2.08E+00~2.97E+00)的非致癌风险指数均超过了1,场地B中苯的非致癌风险指数(1.10E+00)也超过了1.各场地VOCs经吸入暴露的致癌风险数量级均在1.00E-08~1.00E-03之间,各化合物经皮肤暴露的致癌风险数量级在1.00E-13~1.00E-08之间,各场地中1,3-丁二烯的吸入致癌风险指数均超过了1.0E-04,属于高致癌风险污染物,而苯的吸入致癌风险也已经超过了国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的有毒有害物质个人年风险最大可接受水平(5.0E-05).皮肤暴露途径引起的健康风险与吸入暴露有相同的趋势,但风险值远小于吸入暴露的风险值,占总风险值的比例不足0.01%,说明该农药场地挥发性有机物引起人体健康风险的主要途径为吸入暴露.     

MIL-101高效吸附测定土壤气中三氯乙烯及健康风险评估

为研究基于实测土壤气中ρ（三氯乙烯）计算风险值与Johnson-Ettinger联合Dual-Equilibrium Desorption（JE-DED）模型和J&E模型计算风险值的差异,在MIL-101、UIO-66、ZIF-8和MOF-801金属-有机骨架（MOFs）材料,球形活性炭、膨胀石墨碳吸附材料及HiSiv1000和HiSiv3000分子筛等3类8种吸附剂中筛选出吸附效率较高的MIL-101 MOF材料用以吸附并测定土壤气中ρ（三氯乙烯）,并将基于实测土壤气中ρ（三氯乙烯）计算的风险值与J&E模型和JE-DED模型计算的风险值进行比较.结果表明:①对于北京潮土和黑龙江黑土,J&E模型计算的风险值比基于实测土壤气中ρ（三氯乙烯）计算的风险值高2个数量级.②对于w（有机碳）较低的北京潮土,基于JE-DED模型计算的风险值比基于实测土壤气中ρ（三氯乙烯）计算的风险值高1个数量级,但比基于J&E模型计算的风险值低1个数量级,表明JE-DED模型预测结果更接近实际情况,但仍偏保守.③w（有机碳）较高的黑龙江黑土,JE-DED模型计算的风险值与基于实测土壤气中ρ（三氯乙烯）计算的风险值更接近,JE-DED模型可以比较准确地预测三氯乙烯的风险值.研究显示,采用土壤气中ρ（三氯乙烯）实测值和JE-DED模型进行风险评价在一定程度上可以避免J&E计算过于保守的问题,可以更加真实客观地反映场地污染程度而避免过度修复产生资源浪费.      

基于蒙特卡罗模拟的土壤环境健康风险评价:以PAHs为例

为获得更为合理的健康风险评价结果,并辨识对健康风险影响最大的因素,基于蒙特卡罗随机模拟,运用概率风险评价模型,定量评估了中国上海某居民区土壤中16种PAHs对居民的健康风险水平,并对各参数进行敏感性分析.结果表明,土壤中PAHs造成的健康风险服从对数正态分布,总的致癌风险为3.43×10~(-5)±2.63×10~(-5),最小值为8.10×10~(-7),最大值为2.39×10~(-4),超过10-6的概率为95%,超过10~(-5)的概率为75%,超过10~(-4)的概率小于5%;总的危害商为4.74×10~(-2)±3.42×10~(-2),不超过1,风险较小;在7种具有致癌效应的PAHs中,苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽和苯并(a)蒽是总致癌风险的主要贡献物质,贡献率分别占60.41%、26.84%和6.56%;3种暴露途径中,经口途径是造成致癌风险的主要途径,贡献率为73.22%;对于总致癌风险,人体暴露参数中每日土壤摄入量、暴露周期、暴露皮肤面积敏感度较大,分别为58.35%、50.21%和20.51%;体重具有负敏感性,敏感度为-11.66%.     

电子废弃物拆解场多氯联苯含量及健康风险评价

选择我国典型的电子废弃物拆解场为研究对象,以拆解场各环境介质中PCBs浓度全面调查为基础,采用美国环境保护署(US EPA)人体健康评价模型,结合问卷调查和实际测量修正暴露参数,对浙江台州拆解区人群(成人)进行健康风险评价.结果表明:拆解场大气和土壤中PCBs各同系物的浓度显著高于其他介质,经调查表明可能与拆解场直接焚烧、湿法酸洗工艺有关.多种暴露途径所导致拆解场成人PCBs污染总致癌风险为2.80×10-3,总非致癌风险为1.64×10-3,均超过了US EPA、ICRP等推荐的可接受的风险水平,其中经口暴露的致癌、非致癌风险最大,其次是呼吸暴露.进行敏感性分析表明:无论何种暴露途径,体重(BW)、呼吸速率(IR)、实测参数食物摄食(IR)、皮肤接触表面积(SA)和污染物实测浓度的致癌风险、非致癌风险绝对敏感性都较大.在健康风险评价时,需要对研究区人群暴露参数进行实地调查实测,以降低评价结果的不确定性.     

北京城乡结合地空气中挥发性有机物健康风险评价

采用低温固体吸附采样,热脱附-气相色谱-质谱方法对北京城乡结合地空气中挥发性有机物（VOCs）进行了观测分析,并利用国际公认的健康风险评价四步法评价模型,对北京城乡结合地空气中挥发性有机物的健康风险进行了初步评价.结果表明,芳香族类的非致癌风险值在10-4～10-1数量级,卤代烃的非致癌风险值在10-4～10-5数量级,挥发性有机污染物的非致癌风险系数〈1,不会对暴露人群健康造成明显的非致癌危害.但苯的致癌指数较高（2.21×10-5）,超过了USEPA的建议值（1×10-6）,可能对人体健康造成潜在危害.在一年四季的健康风险中,冬季VOCs的健康风险最高,秋季次之,夏季最低.     

南京北郊冬季挥发性有机物来源解析及苯系物健康评估

采用2015年12月GC5000在线气相色谱仪对南京北郊大气中的挥发性有机物(VOCs)进行观测,结合PMF受体模型对VOCs进行来源解析分析其主要组成与变化特征.并利用美国环保署(EPA)人体暴露分析评价方法对VOCs中的苯系物进行健康风险评估.结果表明,南京冬季大气VOCs存在6种来源,天然气泄漏为32.05%,汽车尾气为18.99%,溶剂使用为13.67%,工厂排放2为13.20%,汽油挥发11.72%,工厂排放1(化工型)为10.36%.通过风向概率分析,发现排放源贡献高值区与观测点周边污染源分布较为一致.南京北郊B/T为0.74处于较高水平.非致癌风险危害商值(HQ)在06:00达到最高值.HQ风险值均在EPA认定的安全范围内.各来源HQ最高是汽车尾气排放为20.67×10-2,其次是溶剂使用为6.97×10-2和天然气泄漏为6.34×10-2.在6种来源中对于苯的致癌风险(R)中汽车尾气排放为4.11×10-6,天然气泄漏为1.09×10-6,均高于EPA规定的安全阈值.     

污染地块VOCs源衰减对室内蒸气入侵风险的影响

我国挥发性有机物(VOCs)污染地块普遍采用J&E模型预测蒸气入侵风险,该模型假定污染源含量在整个暴露周期内恒定,与其在地块中的客观变化规律不符.以某VOCs污染地块为例,采用J&E恒定源模型、 SD衰减源模型及RBCA衰减源模型,分别预测VOCs侵入建筑物室内的质量浓度及蒸气入侵风险.结果显示,J&E预测暴露期内的源含量及室内污染物质量浓度始终较高,SD和RBCA衰减源模型预测显示两者均呈指数下降.RBCA衰减源模型预测的源衰减更快,但其室内污染物质量浓度预测结果小于SD衰减源模型预测结果.SD模型中建筑物室内外压差是影响源衰减的关键参数,压差增大,污染物以对流方式侵入室内,源衰减速率增加.压差降低,污染物以扩散方式侵入室内,建筑物对源衰减的作用减弱,预测结果与J&E模型差异不明显. J&E模型预测的致癌风险和危害商最高,SD次之,RBCA最低.因此,J&E模型易高估暴露期内蒸气入侵风险,RBCA衰减源模型未考虑建筑物对源衰减的阻滞而低估风险,SD模型考虑了建筑物对源衰减的影响,更适用于评估实际场地的室内蒸气入侵风险.     

基于J&E/AAM模型的污染场地VOCs风险防控

土壤或地下水中挥发性有机污染物经包气带迁移后进入建筑物,导致室内污染物聚集危害人体健康.为研究场地蒸气入侵的过程及影响因素,以苯为例,借助一维J&E解析模型和二维近似解析AAM模型,探究土壤性质参数对污染场地建筑物底板处蒸气衰减系数和室内蒸气衰减系数的影响,并分析两个模型的适用条件.结果表明,室内蒸气浓度（C_in）取决于建筑物底板处蒸气浓度（C_ck）和土壤气体进入室内的速率（Q_ck）.J&E模型中,室内蒸气衰减系数（α_sin）随着地基埋深增加先减后增,而AAM模型中室内蒸气衰减系数一直呈上升趋势.毛细管的存在使蒸气衰减系数降低1~2个数量级,土壤水分也可有效阻挡蒸气向上扩散.在低渗透土壤条件下,两个模型计算的室内蒸气衰减系数均在10-4左右;在高渗透土壤条件下,建筑物底板处对流作用强烈,J&E模型建筑物底板处蒸气浓度减小,室内蒸气衰减系数在10-3左右,AAM模型建筑物底板处蒸气浓度为定值,室内蒸气衰减系数随土壤渗透系数的变化大致呈线性增长,且比J&E模型结果高1~2个数量级.研究显示,当污染场地建筑物底部对流作用强烈或在砂土、壤土类土壤中,采用J&E模型更为合理;对流较弱或在粉土、黏土中,可以采用AAM模型代替J&E模型,简化计算过程,便于进行场地风险评估.污染物蒸气在砂土中穿透力较强,而黏土层可以有效阻挡蒸气的迁移,在实际场地风险管控中,可以采用换土或表层覆盖黏土的方法阻挡蒸气的迁移.      

郑州市春季大气污染过程VOCs特征、臭氧生成潜势及源解析

利用GC5000在线气相色谱仪于2018年4月15日～5月15日对郑州市城区环境大气挥发性有机物(VOCs)进行监测,开展其污染特征、臭氧生成潜势(OFP)和来源解析研究.结果表明,监测期间,郑州市春季VOCs平均体积分数为40.26×10~(-9),非污染日和污染日VOCs平均体积分数分别为35.82×10~(-9)和44.12×10~(-9),污染日相较非污染日增长23%;VOCs物种对OFP的贡献表现为烯烃芳香烃烷烃炔烃;源解析结果显示监测期间郑州市VOCs主要来源是LPG源(66.05%)、机动车源(47.39%)、工业溶剂源(37.51%)、燃烧源(37.80%)和植物排放源(11.25%),且污染日的LPG源和植物排放源的贡献率较非污染日增长22.92%和68.50%.