地下水修复的技术不可达性及美国管理对策对我国的启示

由于地下水文地质条件的非均质性、污染物环境行为的多样性、修复技术应用的局限性等原因,地下水修复过程存在较大的不确定性,导致出现修复时间和资源的消耗与修复预期不匹配等问题,对地下水修复效果评估和场地再开发利用带来压力. 美国提出了地下水修复技术不可达性的概念,推行了技术不可达豁免政策,将技术不可达评估纳入地下水修复管理程序中,并提出适应性管理、低风险结案、长期监测等一系列管理要求,以保障场地修复后的健康风险和环境风险. 我国尚未建立技术不可达情景的应对措施和技术体系,在复杂污染场地地下水修复中仍存在修复目标、修复周期、修复效果评估周期等各方面的挑战. 本文围绕地下水修复的技术不可达性,借鉴美国污染场地管理经验,提出了修复技术不可达情景下的应对策略,包括建立修复过程跟踪管理技术体系、适时开展残留污染物风险评估、严格落实污染场地后期管理等建议,以期为保障修复后场地再开发安全利用提供理论依据和技术支撑.      

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.      

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.     

基于修复效果的污染土壤修复工程环境足迹分析

为定量评估污染土壤修复工程的环境影响，基于北方某焦化厂有机污染场地原位热脱附和阻隔通风技术的实际修复效果，计算了该工程各阶段的环境足迹及相对贡献，阐明了其主要来源，并对这两种技术修复单位方量土壤的环境足迹和基于污染物含量变化与风险削减的环境足迹强度进行了分析. 结果表明:在达到修复目标的情况下，工程施工准备阶段环境足迹占比仅在1%左右，高风险区原位热脱附施工运行阶段温室气体排放量、能源消耗量、耗水量、空气污染物排放量占比分别为63.39%、93.02%、72.82%和71.08%，低风险区阻隔通风施工运行阶段温室气体排放量、能源消耗量、耗水量、空气污染物排放量占比分别为35.40%、6.77%、26.26%和27.74%；原位热脱附技术修复单位方量土壤的环境足迹高于阻隔通风技术，原位热脱附技术的能源消耗量约为阻隔通风技术的49.70倍，温室气体排放量、耗水量、空气污染物排放量为阻隔通风技术的6.32~10.30倍. 研究显示:天然气使用、电能消耗和现场机械设备使用是该工程环境足迹的主要来源，在高风险区原位热脱附修复工程中苯的环境足迹强度高于苯并[a]芘，原位热脱附技术的能源强度高于阻隔通风技术，基于污染物含量降低情况的环境足迹强度对量化原位热脱附技术的环境足迹适用性较好，而基于风险削减的环境足迹强度适用于阻隔通风技术.