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.      

基于土壤气挥发通量的污染场地三氯甲烷健康风险评估

我国现行技术导则在评估VOCs呼吸暴露途径健康风险时推荐Johnson-Ettinger(J&E)模型,该模型虽然简单易用,但在实际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.为准确评估实际场地中VOCs呼吸暴露风险,探索JE-DED模型在预测实际场地中VOCs呼吸暴露途径健康风险的适用性,选取苏州某污染场地面积约314 m2 的重污染区域开展三氯甲烷土壤气挥发通量研究进行精细化风险评估,并与基于土壤中三氯甲烷浓度采用J&E模型和JE-DED模型的计算结果进行比较.多手段风险评估结果显示,评价区域三氯甲烷呼吸暴露途径的人体致癌健康风险水平超过可接受水平1.00×10-6 ;就本场地而言,相对于基于土壤浓度风险评估,以基于实测土壤气挥发通量的风险评估结果来表征研究区域整体暴露风险水平更加稳定;研究区域土壤三氯甲烷浓度整体偏高,J&E和JE-DED模型计算的风险水平无明显差异;通过数据模拟发现,针对该场地,当三氯甲烷浓度＜6 mg·kg-1时,能更好地发挥JE-DED模型的优势.该场地三氯甲烷健康风险评估结果表明,基于实测土壤气挥发通量能够一定程度上避免基于土壤浓度计算带来的偶然性结果;JE-DED模型在较低浓度时,才能发挥优势.     

土壤质地和湿度对SVE技术修复苯污染土壤的影响

土壤蒸汽抽提技术(soil vapor extraction,SVE)是一种安全、经济、高效的土壤治理技术,广泛应用于包气带土壤中挥发性有机污染物的去除.本研究选取有机污染物苯为对象,通过一维土柱通风模拟,分析了土壤质地(壤砂土、粉壤土和黏土)和湿度(0%、10%和20%)对SVE技术修复苯污染土壤的影响.结果表明,由于受到粉壤土有机质和黏土的通透性影响,这两组实验的SVE修复效率(68.3%和43.4%)小于壤砂土实验组(98.5%);此外,20%和10%湿度条件下的壤砂土土柱模拟实验会出现拖尾现象,而且湿度越大,SVE的修复效率越低.     

基于土壤中多环芳烃解吸特性的生物修复效果评价

采用XAD-2树脂辅助解吸方法测试了生物堆修复前后土壤中荧蒽、苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并苝这4种PAHs的解吸特性,并根据解吸结果进行了生物修复效果评价.结果表明,土壤中这4种PAHs的累计解吸量随解吸时间延长而增加,但解吸速率逐渐降低,符合"两阶段"解吸模型,生物修复前土壤中不同种类PAHs"快解吸"量占PAHs总量的32%～70%,修复后土壤中不同种类PAHs"快解吸"量占PAHs总量的14%～39%.经过6个月的生物修复,基于生物可利用含量变化的荧蒽、苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并苝修复效率依次为82.9%、79.7%、64.9%、54.3%,,明显高于基于PAHs总含量的生物修复效率61.0%、51.7%、37.2%、38.7%.     

基于土壤汞形态归趋的健康风险评估方法

土壤汞污染是一个全球性关注问题,矿产资源开采、化工生产和燃煤发电等均造成了不同程度的土壤汞污染,合理评估汞污染场地的健康风险是场地开发再利用的关键.对土壤中汞的形态归趋研究总结表明,由于汞的特殊物理化学性质,并受土壤等环境因素的影响,导致其在土壤中具有复杂的化学形态和变化过程.汞在土壤中的不同化学形态归趋对其毒性效应、生物有效性和暴露途径产生显著影响.基于土壤汞总量的风险评估方法忽略了土壤中不同化学形态汞对毒性、生物有效性和暴露途径的影响,导致高估土壤汞污染的健康风险.针对基于土壤汞总量的风险评估存在的问题,提出了基于土壤汞形态归趋的土壤汞污染健康风险评估理论,并构建基于土壤汞形态归趋-有效剂量-健康效应的土壤汞污染的精细化风险评估技术体系框架:①土壤不同形态汞的测定与表征方法;②汞形态归趋预测模型;③暴露分析与暴露量计算;④有效剂量（生物可给性或生物有效性）测定;⑤风险表征;⑥基于不同形态汞的场地土壤污染风险筛选值和修复目标制定.该方法体系从理论上解决了传统基于土壤汞总量的风险评估方法存在的问题,实际应用中面临的主要问题和今后重点发展方向:①研发可商业化的土壤汞化学物组分分析仪及土壤汞蒸气的原位测定方法;②结合中国场地土壤特点,开展土壤中汞的形态归趋模拟的模型研究,弥补现阶段土壤汞化合物形态分析方法的欠缺;③研发和建立土壤汞的生物可给性和有效性的标准测试方法技术;④本土化的土壤汞筛选值的确定.      

工业化规模生物堆修复焦化类PAHs污染土壤的效果

现场建立处理能力为450 m3工业化规模的生物堆对焦化类PAHs污染土壤进行为期8个月的修复,运行过程中控制土壤C∶N∶P=100∶10∶1、水分10%～20%(质量百分比)、堆内氧气不低于7%(体积百分比)。结果表明:O2与CO2浓度呈负相关。系统连续运行时,微生物数量增加至107数量级,高出自然状态下土壤中微生物数量1～2个数量级。除NO3-在运行后期显著增加外,其余土壤因子均无明显变化。PAHs的降解主要出现在前6个月,之后进入"拖尾"阶段,土壤中各PAH浓度基本不再降低。运行结束后,堆体0.5 m处土壤中含2、3、4、5和6个苯环PAHs的降解率分别介于56.3%～99.5%、34.8%～71.6%、30.7%～40.6%、28.6%～39.2%和39.3%,16种PAHs的平均去除率为65.1%。1.5 m处土壤中含2、3、4、5和6个苯环PAHs的降解率分别介于50.9%～99.8%、57.7%～60.9%、55.9%～63.0%、27.3%～57.1%和52.2%,16种PAHs的平均去除率为71.4%。     

环境政策的综合影响评价模型系统及应用

研究和建立一套以可计算的均衡理论模型(CGE)为核心,同时与大气环境质量模型和健康影响模型(暴露-反应模型)连接,组成了环境政策综合评价模型,为综合评价环境政策产生的各类影响及其相互作用提供了一种评价方法.利用该模型系统,分析北京市采用能源环境税对北京市的大气环境、健康、经济发展和居民福利水平的影响.模型分析认为,北京市采用单一的能源环境税可以改善北京市的大气环境,但也将迟缓北京市的经济发展;如果北京市在采用能源环境税的同时进行绿色环境税收制度改革,则不但可以改善环境,而且可以促进北京市的可持续发展.     

外源营养物质对土壤中六氯苯厌氧降解效能的影响

实验以水淹法营造厌氧环境,研究了4种外源营养物质葡萄糖、乙酸、硫酸亚铁、氯化铁及其组合在不同添加浓度下对实际工业污染土壤中六氯苯厌氧降解效能的影响。研究结果表明,在低添加浓度下,无论单独添加还是组合添加营养物质都能明显强化六氯苯的厌氧降解效能,其强化能力大小顺序为:乙酸+硫酸亚铁>乙酸>葡萄糖>乙酸+氯化铁>氯化铁>硫酸亚铁。当乙酸和硫酸亚铁的添加浓度分别为8 g/L和1 g/L时,六氯苯的降解率达到最大,为62.72%,乙酸与硫酸亚铁的组合对六氯苯的降解起到了协同降解的作用。此外,研究还对高添加浓度下,六氯苯降解效能降低的原因进行了初步探索。     

PRA在焦化厂污染土壤修复目标值制定中的应用

以某焦化污染场地为例,采用PRA(概率风险评价)方法研究了17个人体暴露参数和5个土壤理化性质参数的不确定性对土壤中8种污染物修复目标值的影响.结果表明:PRA与DRA修复目标值的比值仅深层Nap为0.9,其余为1.11~2.49,因此,采用传统的DRA(确定性风险评价)方法制定的修复目标值容易偏保守;将土壤中污染物含量降低到PRA修复目标值所产生的暴露风险均在可接受的范围内,但表层土壤Ben对人体健康产生危害的可能性最大;参数敏感性分析的结果表明成人暴露周期(EDa,贡献率为35%~59.8%)和儿童暴露周期(EDc,6.2%~20.2%)对各污染物修复目标值不确定性的影响均较大,此外,土壤理化性质参数,如土壤有机碳含量(foc)、土壤孔隙中空气体积比(θair,vad)和土壤孔隙中水体积比(θwater,vad)对易挥发的Ben和Nap影响较大,儿童每日土壤摄入量(IRs-c)对不易挥发的BaA~DBA影响较大.     

多证据分析技术在场地重金属污染评价中的应用研究

采用多证据分析技术,综合重金属浓度相对累积频率分布规律及其在场地中的空间分布规律,推导了案例场地土壤中As、Cr6+背景浓度上限.其中,场地1土壤中As、Cr6+背景浓度上限分别为29.8 mg.kg-1、76.1 mg.kg-1,均远高于文献报道的北京地区土壤背景浓度.场地2土壤中As、Cr6+背景浓度上限分别为10.6 mg.kg-1、33 mg.kg-1,略高于文献报道浓度.以推导的背景值作为评估标准,案例场地均存在不同程度污染,与场地历史生产活动中的排污特性分析结果及元素相关性分析结果相符.其中,场地1中As、Cr6+的超标率分别为3.8%、6.0%,场地2中仅As超标,超标率为5.2%,但均远低于以文献报道的背景浓度作为评估标准确定的超标率77.7%、96.7%及41.9%.因此,具体重金属污染场地评估项目中,应避免因直接以文献报道的区域背景浓度作为标准进行评估而使结论缺乏客观性,并导致后续修复过程中投入过多不必要的修复资金.