RBCA和CLEA模型在某重金属污染场地环境风险评价中的应用比较

应用美国的RBCA模型和英国的CLEA模型对某重金属污染场地中的4种主要重金属污染物As,Cd,Pb和Zn进行健康风险评价,并利用克里格插值方法初步分析了案例场地中风险的空间分布特征.结果表明,RBCA和CLEA模型各有其优缺点,应根据场地的实际情况选择模型进行风险评价.该场地重金属污染的非致癌风险主要来自Pb和Cd,致癌风险主要来自As.尽管w(Zn)很高,但其风险很低,远低于可接受的风险水平.分别应用2种模型计算的风险在大部分情况下基本一致,尽管有一些差异,但均在同1个数量级之内.对于部分采样点的Cd的风险,2种模型的计算结果相差2个数量级,致使总非致癌风险的计算结果差异很大,这主要是由于2种模型在暴露途径的选取上的差异所致.从暴露途径的贡献率来看,地下水摄入途径引起的风险较高,贡献率为50%以上;蔬菜摄入途径引起的风险贡献率为20%左右.风险的空间分布也由于2种模型在暴露途径的选取上存在差异而表现出一定的不同.      

不同模型在焦化厂PAHs健康风险评估中的应用

为研究不同模型在焦化厂多环芳烃(PAHs)健康风险评估中的适用性,该研究选择了国内外常用的3种污染场地健康风险评估模型,分别为终生致癌风险增量(ILCR)模型、RBCA模型及《建设用地土壤污染风险评估技术导则》中推荐使用的RAG-C模型。针对焦化厂13种PAHs进行健康风险评估。分析不同模型评估结果的差异和原因,推测不同模型适用的范围。由研究结果可知,计算致癌风险时,ILCR模型可应用于开放式焦化厂进行保守简单的PAHs健康风险评估;相较于RBCA模型,RAG-C模型更适用于有房屋建筑需考虑室内外不同暴露途径的情景或呼吸途径是主要暴露途径的情景。计算非致癌风险时,从口摄入和皮肤接触是主要暴露途径,RBCA模型较合适;呼吸途径是主要暴露途径时,RAG-C模型更科学合理。     

上海建设用地土壤指导限值研究

土壤指导限值是基于健康风险的土壤污染物浓度的指示值或警告值，可用于污染土地的风险管理和修复决策。根据上海城市建设用地土壤污染和土地利用特征，利用英国的污染土地暴露评价（CLEA-UK）模型，针对住宅、娱乐、商业和工业用地等4种土地利用类型，制定了上海建设用地15种典型土壤污染指标的指导限值，阐述了土壤指导限值在上海建设用地土壤污染管理中的应用。可为建立和健全我国建设用地土壤环境标准体系，加强建设用地土壤污染管理提供新的思路和方法。     

土壤及地下水污染点不同暴露途径的健康风险比较

选择目前国际上应用最为广泛的RBCA模式和Csoil模式,进行土壤污染和地下水污染暴露途径考虑异同的比较,并在此基础上设置典型的污染情景,对不同暴露途径的健康风险进行了计算.Csoil模式比RBCA模式多考虑了3种可能的暴露途径.将2种模式结合进行案例计算的结果表明,表层土壤污染的风险最大;对于浅层土壤污染,考虑淋溶作用时的风险较高.挥发暴露和饮水暴露是土壤及地下水污染点最主要的暴露途径,在RBCA模式中没有考虑的洗澡过程中的暴露也非常重要.对于表层土壤污染,覆土是减小健康风险的有效办法.     

基于住宅用地规划及建筑结构暴露模型的场地健康风险评估

以某拟建高层住宅的苯污染场地为例,结合场地土壤环境调查结果以及场地用地规划和高层住宅结构的特点,修正了通用污染暴露模型,构建了住宅用地规划及建筑结构暴露模型,分别采用两种污染暴露模型对该污染场地的健康风险进行了评估,并比较了两种污染暴露模型下该污染场地土壤中苯的健康风险水平、修复目标、修复量和修复费用的差异。结果表明:两种污染暴露模型的评估结果均显示该污染场地土壤中苯的健康风险高于可接收水平(1×10~(-6)),须对污染场地进行修复;采用通用污染暴露模型评估时,评估过程较为简单,但评估结果相对保守,可能会导致污染场地的过度修复,而采用住宅用地规划及建筑结构暴露模型评估时,该污染场地土壤中苯的修复目标值提高了约240倍,污染土壤的修复量减少了约82.03%,土壤修复费用减少了约86.87%,其评估结果比通用污染暴露模型更具科学性。可见,对于污染场地风险评估项目,应结合场地用地规划及建筑结构特点对现有污染暴露评估模型进行修正,以避免评估结果偏离实际。     

PM2.5典型组分诱导MRC-5细胞衰老效应及其机制研究

为探究PM_2.5及其典型组分对肺组织细胞衰老的影响及其作用机制,分别选取PM_2.5标准品SRM1649a、核心颗粒炭黑FW200以及主要有机组分苯并[a]芘(B[a]P)暴露处理正常人胚肺成纤维细胞(MRC-5).实验通过SA-β-Gal活性来评估MRC-5细胞衰老情况,并进一步探讨细胞内活性氧水平、DNA损伤及线粒体膜电位等对细胞衰老的诱导机制.结果发现,在对细胞活力没有影响的情况下,SRM1649a和B[a]P能够显著增加MRC-5细胞衰老的比率,而FW200暴露组的细胞衰老情况并未发生显著变化.相关机制研究显示,炭黑FW200处理仅能导致DNA双链断裂但不会引起细胞衰老,B[a]P暴露可能通过激发ROS水平变化而引发细胞衰老,而混合物SRM1649a能够导致DNA双链断裂和线粒体膜电位的下降,从DNA损伤以及线粒体功能障碍等方面诱导细胞衰老.上述结果表明PM_2.5主要组分的毒性效应存在差异,并在混合物PM_2.5中体现出协同促进效应.     

真菌对污染旱地红壤中苯并[a]芘共代谢降解研究

在恒温和恒定转速培养条件下,模拟生物泥浆反应器法,选择从石油污染土壤中分离出来的青霉菌、黑曲霉、白腐真菌等3种真菌,在添加不同浓度菲和邻苯二甲酸作为共存底物情况下,研究其对旱地红壤中苯并[a]芘(B[a]P)的共代谢降解.结果表明,未灭菌土壤对B[a]P有降解能力,当土壤中添加菲时,提高了B[a]P在土壤中的降解率,100 mg.kg-1浓度菲处理的降解率显著高于200 mg.kg-1浓度菲处理,邻苯二甲酸对B[a]P降解影响不大.灭菌土壤中B[a]P几乎没有降解,添加共代谢底物后土壤中B[a]P降解率变化不明显.添加菲及邻苯二甲酸均促进了青霉菌对B[a]P的降解,提高其降解率,其中添加菲的效果更明显.与灭菌土壤相比,接种黑曲霉提高了B[a]P的降解率,但是添加菲与邻苯二甲酸却均抑制了黑曲霉菌对B[a]P的降解.白腐真菌对旱地红壤中B[a]P的降解能力较差,但当菲或邻苯二甲酸存在时能显著提高白腐真菌对B[a]P的降解,且菲比邻苯二甲酸效果好.     

一株苯并[a]芘降解菌-紫茉莉联合修复污染土壤的研究

从长期受多环芳烃(PAHs)污染的土壤中获得1株高效降解菌BB-1,经鉴定为巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium.为了考察菌株的降解特性,将10和20 mg·L~(-1)的苯并[a]芘(B[a]P)加入到培养液中并在30℃下振荡培养8 d.结果表明,BB-1对不同浓度的B[a]P的降解率分别为52.1%和23.5%,B[a]P浓度为10 mg·L~(-1)时降解效果更优.将不同重金属外加到培养液中,Cu2+(50 mg·L~(-1))和Cd2+(100 mg·L~(-1))能在一定程度上影响BB-1对B[a]P的生物降解作用,但菌株仍有很强的耐受性;Zn2+(200 mg·L~(-1))和Pb2+(300 mg·L~(-1))会显著影响降解效果.为了研究菌BB-1与植物的联合降解修复作用,通过对比研究将该菌株加入到种植紫茉莉的B[a]P污染土壤中,在未加入BB-1的污染土壤中,紫茉莉在开花期和成熟期对B[a]P的降解率分别为27.42%±1.99%和51.31%±3.06%,在加入BB-1的污染土壤中降解率分别为68.22%±1.21%和77.16%±0.62%,可见加入菌株BB-1后能显著提高紫茉莉对土壤中B[a]P的降解效率.为确定降解作用的菌株来源,分别对比了非根际和根际土壤中的B[a]P含量,发现在开花期和成熟期任何一种处理的根际土中B[a]P残留浓度都小于非根际土,说明土壤中B[a]P的去除主要是源于根际的作用.在植物修复的基础上,添加能耐受一定重金属浓度的高效B[a]P降解菌,能提高B[a]P降解率,有望为日后大规模田间应用提供可靠的技术参数.     

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.     

典型城市土壤中重金属锑(Sb)的含量分布特征及风险评价

为探讨重金属锑（Sb）在城市土壤中的分布特征和潜在风险,基于上海市102个地块1670个不同深度剖面土壤样品数据,分析4种典型土地利用类型土壤重金属Sb的含量分布特征,并通过潜在生态风险指数法和健康风险评价模型进行风险评价.结果表明,研究区域土壤ω（Sb）的平均值为0.52 mg·kg^-1,并呈现明显的聚集分布特性;土壤Sb含量随着土壤深度的增加逐渐降低,表层土壤Sb存在一定程度的富集,人类活动影响了土壤中Sb的分布.工业用地表层土壤Sb含量相较于其它3种类型土壤差异显著,其累积程度高于住宅用地和商服用地,农用地Sb含量水平最低.区域整体上处于清洁至尚清洁水平,但工业用地的单项污染指数相对最高,达到轻度污染水平,住宅用地、商服用地和农用地分别为尚清洁或清洁水平;潜在生态风险指数范围为4.23~7.61,区域整体表现为轻微潜在生态风险.工业用地潜在生态风险等级为中等,需引起重视.健康风险评价结果显示土壤Sb非致癌风险较小或可忽略.     

POPs污染场地土壤健康风险评价

文章以常州市某化工厂为例,介绍了POPs污染场地的健康风险评价,分别对两种土地利用类型假设下土壤的3条暴露途径进行估算,重点考虑了儿童对污染土壤的敏感性,用年龄修正因子计算居民的致癌风险。结果表明两种假设下氯丹和灭蚁灵的致癌风险都超过了可接受的风险水平,在部分高暴露点甚至超过了目标风险值的100倍,需要对场地进行修复。各暴露途径对健康风险的贡献按从大到小排列依次为:直接摄入土壤﹥皮肤接触﹥呼吸摄入。文章还根据健康风险评价的公式反推出适合本污染场地的土壤初级修复目标分别为:氯丹5.2mg/kg、灭蚁灵7.4×10-1mg/kg(工业用地);氯丹1.6mg/kg、灭蚁灵2.7×10-1mg/kg(居住用地)。     

蚯蚓细胞色素P450酶系对土壤中芘或苯并[a]芘的响应

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,通过人工污染草甸棕壤微宇宙试验方法,研究了暴露于不同环境浓度芘或苯并[a]芘(添加量分别为0.12、0.24、0.48、0.96 mg·kg~(-1))污染的土壤中14 d后,蚯蚓体内细胞色素P450(CYPs)酶系,如CYPs总量、CYP1A1及CYP2C9活性的变化.结果显示,芘或苯并[a]芘暴露导致蚯蚓CYPs总量、CYP1A1及CYP2C9活性的变化不同.其中,CYPs总量与CYP1A1活性对芘的响应趋势相似:试验3 d后,0.96 mg·kg~(-1)芘导致二者都显著高于对照水平;14 d后,都显著低于对照水平;CYP1A1活性对芘的响应更为敏感.CYPs总量与CYP2C9活性对苯并[a]芘的响应趋势相似:暴露初期,苯并[a]芘最高暴露剂量(0.96 mg·kg~(-1))导致二者都显著低于对照水平;试验结束后,苯并[a]芘最低暴露剂量(0.12 mg·kg~(-1))导致二者都显著高于对照水平,最高剂量暴露导致二者都显著低于对照水平,CYP2C9活性对苯并[a]芘的响应更为敏感.因此,推断CYPs亚酶对污染物的响应具有选择性且亚酶的响应敏感度高于CYPs总量.将CYPs总量与CYP1A1活性结合,或与CYP2C9活性结合分别诊断土壤芘污染或并[a]芘污染,较为准确有效.     

聊城市城市地表径流污染负荷估算

基于ArcGIS软件,依据土地利用、土壤类型等遥感数据生成聊城市东昌府城区的土地利用图,统计不同土地利用类型的面积,将研究区域按不同功能分为居住区、交通区、工业区、绿化用地、公共建设用地和未利用土地,选择不同CN(Curve Number)值,采用SCS径流曲线模型计算2009年的径流深度和年径流量。结果表明:聊城市东昌府区2009年不同功能分区的降水径流深度分别为272.47 mm、465.00 mm、277.16 mm、30.68 mm、128.47 mm、167.51 mm,同时,根据研究区域内悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)等污染物的平均浓度,估算得出它们的负荷量分别为8 558.8 t、2 415.32 t、201.29 t、10.08 t。     

保护陆生生态的土壤铜环境基准研究

通过调研国内外Cu生态毒理研究,收集并筛选土壤Cu的10%效应浓度（EC₁₀）和无效应浓度（NOEC）,分组构建陆生植物/无脊椎动物和土壤生态过程的物种敏感性分布模型（SSD）,结合模型平均法推导不同土地利用方式下重金属Cu的生态安全阈值.针对保护陆生植物/无脊椎动物,自然保护地和农业用地土壤、公园用地、住宅用地和工/商用地的土壤Cu生态阈值分别为10.9~38.9,21.0~77.5,36.6~124,47.6~151mg/kg;针对保护生态过程,自然保护地和农业用地土壤、公园用地、住宅用地和工/商用地的土壤Cu生态阈值分别为4.49~72.2,19.9~135,60.9~220,96.8~277mg/kg.     

苏北滨海滩涂区土壤重金属含量及其时空变异研究

以苏北沿海某滩涂区为研究区,采用经典统计与地统计相结合的方法总结出2009年和2014年表层土壤Pb、Cr、Cd、As四种元素的含量,分析了土地利用方式对重金属含量影响以及重金属空间分布与时空变异.结果表明:滩涂区土壤4种元素含量基本都低于土壤环境质量一级标准值; 2009~2014年的5a间,研究区土壤Cd含量发生显著累积,居民区土壤Pb含量显著增加,工业园区土壤Pb、Cd亦显著累积,各土地利用方式下土壤Cr、As含量变化不显著;受大尺度的潮汐沉积作用与小尺度的人为活动共同控制,两个时期Pb、Cr含量分布具有空间相似性,而Cd、As含量空间分布差异较大;不同土地利用方式下研究区土壤重金属的累积具有变异性和明显的趋势效应,大气沉降是除了土地利用方式以外影响重金属时空变异格局的重要途径.该沿海滩涂区正面临土壤重金属不断累积的问题,应加强监控与源头减量,优化产业布局,推进过程阻断与生态修复.     

荷兰人体健康土壤环境基准与标准研究及其对我国的启示

土壤环境基准与标准是开展土壤环境保护与管理的基础. 荷兰是世界上较早开展污染土壤风险管控与土壤环境基准研究的发达国家之一,本文以荷兰为例,综述其土壤环境基准与标准研究,以期为我国土壤环境基准制定提供参考. 通过分析荷兰建立的有关土壤环境保护与管理的政策与法规,系统梳理已经制定的基于保护人体健康的土壤环境基准与标准,从人体毒理学基准、用地类型、暴露途径以及暴露参数四方面阐述荷兰土壤环境基准的制定方法,最后提出对我国土壤环境基准研究的建议. 荷兰较早制定了有关土壤修复的法案,形成了以土壤修复和可持续管理为主的法律体系,建立了以干预值和最大值为主的标准体系,并确定了土壤环境基准推导的理论方法. 我国应完善土壤污染防治的法规标准体系,开展符合区域具体情况、多种用地方式下的精细化土壤环境基准研究,加强本土化暴露评估模型研究,建立土壤环境基准数据库与优控污染物名录.      

河北坝上与坝下不同土地利用类型土壤入渗特征及其影响因素

为查明河北省坝上与坝下不同土地利用类型土壤入渗能力,选择张北县（坝上风蚀区）和阳原县（坝下水蚀区）作为典型研究区,采用微型圆盘入渗仪测量土壤入渗特性,并分析其主要影响因素。研究结果表明：（1）阳原县不同土地利用类型土壤渗透性能表现为：高盖度草地>低盖度草地>耕地>林地,张北县表现为：草地>耕地>灌木林地>防护林地;（2）不同入渗模型拟合度之间存在显著差异,其中Philip模型拟合效果最佳;（3）土壤初始入渗速率、稳定入渗速率、稳定入渗时间与容重呈极显著负相关关系,而与总孔隙度均呈极显著正相关关系。结果表明,该区草地土壤入渗能力最强,后期开展生态工程建设时应更加重视草地涵养水源的作用。