基于地下水暴露途径的健康风险评价及修复案例研究

以北京某大型焦化厂苯污染地下水为例,对该场地不同功能地块苯呼吸暴露途径的致癌风险进行了评价,计算了苯的修复目标、修复范围并提出了相应的修复策略.结果表明,室内呼吸含苯的蒸气为关键暴露途径.该途径下,规划为商业用地的地块A苯的致癌风险为6.37×10-8,未超过1.0×10-6,风险可接受.但规划为工业遗址公园的地块B及规划为综合开发区的地块C苯的致癌风险分别为2.20×10-4、7.49×10-5,均超过可接受风险水平.为使风险可接受,该场地地下水应修复至118μg.L-1以下,需修复的地下水面积约为16.5万m2.综合考虑该场地地下水含水层的高渗透性及苯的强挥发性,确定削减污染源强度的空气注射技术并辅以切断暴露途径的工程控制措施为该场地苯污染地下水的优先修复策略.     

某场地土壤苯系物空间分布特征和健康风险评价

对某场地土壤苯系物浓度空间分布特征描述以及结合场地未来土地利用类型,采用健康风险评价模型对土壤苯系物污染可能给未来入住人群带来的空间健康风险进行评价。结果表明,场地土壤中苯系物的污染主要以苯、氯苯和硝基苯为主。从苯系物浓度的空间分布看出,场地土壤存在一定范围的污染,亚表层污染土壤面积远大于表层土壤。空间健康风险评价结果:不同土地利用类型下均存在一定的致癌和非致癌风险,且居民用地风险远高于商业用地风险,亚表层土壤风险高于表层土壤。     

层次化健康风险评估方法在苯污染场地的应用及效益评估

以北京某大型苯污染场地为例,详细介绍了如何开展层次化健康风险评估.同时,结合场地污染调查结果,比较了不同层次风险评价确定的土壤苯修复目标、修复量及修复成本的差异.结果表明,在1×10-6可接受致癌风险水平下,该场地第二层次风险评价确定的0～1.5 m深度范围内土壤苯修复目标为0.26 mg·kg-1、1.5～10 m范围内土壤苯修复目标为0.15mg·kg-1,相应的土壤修复量约为292 759 m3,修复成本约2.06亿元.但是,基于该场地苯污染区域土壤气中苯浓度进行的第三层次风险评价确定的0～1.5 m深度范围内土壤苯修复目标为2.6 mg·kg-1、1.5～10 m范围内土壤苯修复目标为1.5mg·kg-1,相应的土壤修复量约为153 222 m3,减少139 537 m3,修复成本为1.49亿元,减少了5 700万元,修复成本的降低远多于因开展第三层次风险评价所付出的约10万元的成本.因此,对于类似大型VOCs污染场地,开采第三层次健康风险评价能够节省大量修复成本、带来巨大的经济效益.     

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。     

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.      

基于特定场地污染概念模型的健康风险评估案例研究

对某有机化工厂地下水下游方向拟建设的地铁站所在区域土壤及地下水开展污染调查,结果表明,拟建地铁站区域深层土壤及地下水均被1,2-二氯乙烷污染,其中,土壤样品最高浓度104.08 mg·kg-1,位于地表以下8.6 m深处;地下水样品最高浓度18 500μg·L-1.污染主要由位于上游的有机化工厂生产排污所致.本研究依据调查结果并结合地铁站的特殊结构设计构建了该场地特定的污染概念模型,推导了相应的风险计算公式用于计算站内人员的健康风险,并与基于通用污染概念模型建立的风险计算公式的评价结果进行比较.两种模型计算结果均表明该区域土壤及地下水中污染对未来地铁站工作人员造成的致癌风险将远高于目前普遍接受的风险水平(1×10-6),但前者计算的土壤和地下水对未来地铁工作人员造成的致癌风险要比后者分别高2倍和1.5倍.由此可见,对于具体的场地评价项目,应考虑场地的污染特性及未来建筑的结构特性对现有评估模型进行修正后进行健康风险评估,以避免因直接套用现有导则中的计算模型使最终评估结果偏离客观实际.     

基于用地规划的大型污染场地健康风险评估

以某焦化类大型污染场地苯污染土壤为例,针对S1(单一用地)、S2(多种用地)、S3(考虑建筑设计)3种暴露情景,分析不同情景下场地土壤中苯污染的暴露途径并进行健康风险评估. S1情景下的苯致癌风险为9.2×10-5. 在S2情景下,规划的5个分区中仅E区(居住用地)苯的致癌风险(4.3×10-4)高于可接受水平(1.0×10-6), 考虑到各功能区累积致癌风险,则E区高污染可导致其他4个功能区〔A区(商业用地)、B区(城市绿地)、C区(居住用地)、D区(商业用地)〕的累积致癌风险(分别为6.5×10-6、2.2×10-6、7.3×10-6、2.2×10-5)均高于可接受水平,表明单一用地会低估污染物聚集区的风险. 在S3情景下,A、B、C区土壤中苯的致癌风险(分别为1.2×10-7、2.7×10-7、2.5×10-7)均未超过可接受致癌风险水平;D区由于污染土壤被完全清除,不存在健康风险;E区开发后由剩余土壤产生的苯致癌风险为2.7×10-5,D区受E区影响产生的累积致癌风险(1.5×10-6)高于可接受水平. 进一步分析表明,场地的用地规划与建筑设计等因素将影响风险评估中关键参数(包括污染源浓度、水文地质参数、暴露参数、受体参数等)的取值,从而影响风险评估结果;此外,各功能区之间的风险影响也不容忽视. 对于大型污染场地,结合用地规划进行暴露情景分析与风险评估更为科学合理.      

焦化场地包气带区土壤苯的精细化风险评估

苯系物是以煤炭为原料的焦化企业主要挥发类有机污染物（VOCs）.我国现行技术导则在评估VOCs呼吸暴露健康风险时推荐Johnson-Ettinger（J&E）蒸气入侵模型,该模型简单易用,但在某些实际场地应用中存在过于保守的问题,采用双元平衡模型（Dual Equilibrium Desorption,DED）对J&E模型进行校正后可以在一定程度上克服该问题.基于河北省某焦化厂前期土壤调查结果,选取约30 000 m2污染较重的区域开展苯土壤气通量专项调查并进行精细化风险评估,采用J&E-DED模型计算苯的室内呼吸暴露途径健康风险,并与基于J&E模型和实测土壤气挥发通量计算的风险结果进行比较.结果表明:①基于J&E模型、J&E-DED模型、实测土壤气挥发通量计算研究区域土壤苯的致癌健康风险均超过1.00×10-6,对人体存在不可接受的致癌风险.②基于J&E-DED模型计算的风险值比基于J&E模型计算的风险值更接近于基于实测土壤气挥发通量计算的风险值.③当场地土壤性质偏砂性时,可为土壤气中VOCs的扩散迁移提供相对贯通的自由通道,致使整个污染区域土壤气的浓度和风险分布比较均匀.④对J&E-DED模型评估苯室内人体呼吸暴露健康风险时的敏感性参数进行分析发现,地基裂隙中空气体积比对结果的影响最明显（达190.6%）,影响最小的是土壤孔隙水体积比和土壤容重,其他参数对结果均有比较明显的影响.研究显示,该场地地质条件下,J&E-DED模型对于反映土壤中苯的人体健康风险具有较好的适用性,可以在一定程度上克服J&E模型计算结果过于保守的问题.      

基于特定污染场地的蒸汽入侵模型研究

对某化工厂搬迁后拟建的商业住宅用地所在区域地下水开展污染调查,采样结果表明,拟建住宅区存在甲苯、乙苯、二甲苯3种苯系物污染,可能通过蒸汽入侵途径对居民造成健康风险。该研究场地地下水水位2.67 m,地下室埋深3.66 m,地下室底板位于地下水水位以下,导致《污染场地风险评估技术导则》中建议的基于地下室在地下水水位以上的通用污染概念模型不适用于该污染场地。文章创新性地构建了基于地下室底板低于地下水水位的蒸汽入侵模型,该模型根据蒸汽入侵方式的不同,可分为地下室进气污染概念模型和地下室渗水污染概念模型。以该污染场地的实测数据为基础,采用该模型进行室内浓度计算,并与通用污染概念模型的计算结果进行比较,结果表明通用污染概念模型由于存在包气带及裂隙的衰减,导致计算的污染物浓度偏低,比渗水模型少400倍以上,远远低估了污染物侵入室内的浓度。由此可见,在对该污染场地进行风险评估时,直接套用现有的通用污染概念模型来计算室内污染物浓度是偏离客观事实的,必须对现有模型进行修正。     

染料厂遗留场地中氯仿和苯并(a)芘的污染特征与健康风险评价

以江苏省某废弃染料厂搬迁后的遗留地块为研究对象,运用内梅罗综合污染指数法对场地有机污染物污染程度进行评估,并结合Surfer软件中克里金插值法研究有机污染物的健康风险空间分布情况。结果表明:该场地主要超标污染物为氯仿和苯并（a）芘,污染区域主要为生产车间,最大超标深度为12 m,苯并（a）芘在1.5,3.0 m深土壤中对暴露人群造成的致癌风险高,氯仿在6,12 m深的土壤中致癌风险高;但它们在各层中所造成的危害商均<1。因此,该场地开发利用前需进行土壤修复。     

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.     

暴露参数对苯污染场地健康风险评价的影响

由于工业活动的影响,工业废弃场地再开发往往会给公众健康带来许多风险,因此受到各国政府的关注。文章以某化工污染场地中挥发性有机物苯的环境风险评价为例,利用基于蒙特卡罗概率性风险评估的方法分析了我国居民暴露参数对苯污染场地环境风险评价结果的影响。研究结果表明:某苯污染场地的致癌风险值为6.42E-07~8.98E-06,非致癌风险值为6.48E-04~2.03E-01之间;室内吸入蒸汽途径、土壤摄入途径是健康风险的主要途径;参数不确定性分析表明土壤摄入量、暴露周期、室内暴露频率为敏感参数,其相关系数分别为0.084 2、0.711和0.177。因此,在该污染场地风险评估中,有必要重点获取敏感参数取值使场地风险评估结果更准确、可靠。另外,有必要加强暴露参数的调查研究,建立适合中国人群的暴露参数资料库。     

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。     

工业废弃场地再开发的环境评估

由于工业活动地影响,工业废弃场地再开发往往会给公众健康带来许多风险,因此受到各国政府关注.文章对河南某城市进行再开发的工业废弃场地进行了环境调查.结果表明,场地土壤和地下水受到了不同程度的总石油烃和苯系物的污染,部分点位的污染物浓度远远超出了荷兰标准的干涉值水平.作为非水相液体,总石油烃和苯系物会随地下水向场地外迁移.该工业废弃场地未来将作为居住区,居民在该场地上生活会因总石油烃和苯的长期暴露导致健康风险.因此,为保护人体健康,应当在住宅小区建设前进行场地修复.另外,中国还需要进一步修订和完善相应的土壤地下水环境质量标准和污染场地管理的法规.     

一处电镀基地搬迁后的人体健康风险评估研究

以某电镀基地为例,设计采样监测方案,采用"污染场地风险评估技术导则"(报批稿)的推荐模型和参数,开展暴露评估、毒性评估、风险表征和确定土壤修复目标建议值。监测结果显示,场地土壤中镉、铬(Ⅲ)、铬(Ⅵ)、铜、镍、锌6类重金属浓度超过风险评估启动值,列为关注污染物。风险评估结果显示,场内多处暴露点位的人体健康风险值超过可接受风险水平,重点污染区域为污水处理厂及周边,电镀车间及周边的风险值也超标。为了保护人群健康,对具有较高风险的区域,建议实施有效的管理措施,进行场地土壤修复。     

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。     

上海市某重金属污染地块健康风险评估研究

文章通过分析上海市某化工企业场地环境调查报告,按照《上海市污染场地风险评估技术规范》(2016)要求,开展该地块健康风险评估工作。结果表明,该地块土壤中铜对潜在敏感受体的健康风险值在可接受范围内,汞、砷的健康风险值超过了可接受范围,该地块在开发前需进行场地修复。综合考虑后续修复的技术经济可行性以及实验室检测能力,场地风险控制值优先引用计算所得风险控制值,若计算结果小于上海市敏感用地筛选值,则选取敏感用地筛选值作为场地风险控制值。土壤中汞的风险控制值为7.56 mg/kg,需要修复汞的土方量为4 111 m~3;砷的综合风险控制值为20 mg/kg,需要修复砷的土方量为5 211 m~3。     

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.      

某电镀厂搬迁后重金属污染场地的健康风险评价

为了解某电镀厂搬迁后污染场地的土壤环境质量和健康风险状况,运用我国《污染场地风险评估技术导则(征求意见稿)》健康风险评价框架,对该电镀厂搬迁后污染场地进行了健康风险评价。在场地内共设置了34个采样点,采集了69个土壤样品,通过检测分析,检出11种重金属,采用GB 15618—2008《土壤环境质量标准》(修订案)中居住用地土壤环境质量二级标准和单项指数法对场地进行土壤环境质量现状评价,确定Cr、Cu、Ni、Zn为场地目标污染物,并对这4种目标污染物进行健康风险评价。评价结果显示:该电镀厂遗留污染场地所有监测点位均存在致癌风险,其致癌风险主要是由Cr6+引起,且用作住宅用地时的致癌风险比用作商业用地的致癌风险更大,该场地大部分点位的非致癌危害指数小于1,不会影响人体健康。