六氯苯微生物降解研究进展

微生物降解已经成为当前六氯苯环境污染治理研究的重点和前沿。介绍了六氯苯的结构、物理化学性质、来源及其危害,分析了其微生物降解的可行性,从降解菌群的来源、降解途径及降解的影响因素等方面,对六氯苯的微生物好氧降解和厌氧降解进行了系统地归纳和总结,同时对今后六氯苯微生物降解的研究方向进行了展望。     

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.     

修复达标土壤回填对地下水环境影响的层次化评估方法应用研究

以含1,2-二氯乙烷等10种有机物污染土壤异位修复后回填为例,采用层次化方法评估将按原厂址健康风险评价确定的修复目标进行达标修复后的土壤回填对回填区地下水下游700 m处饮用水井水质的影响.第一层次预测结果显示8种污染物在回填土层淋溶液中的浓度将超过评价标准,可能对目标水井水质造成污染.考虑回填区非饱和带土壤的吸附截留进行第二层次评价的结果显示,到达回填区地下水水面处浓度依然超过评价标准的污染物降低至6种,不能排除对目标水井的水质影响.进一步考虑地下水混合稀释进行第三层次评估的结果显示,经地下水混合稀释后,超过评价标准的污染物降低至4种.最后,考虑饱和带吸附截留作用进行第四层次评估的结果显示,目标水井中超过评估标准的污染物仅1种.由此可见,随着评估层次的不断深入,虽然所需开展的工作及获取的场地参数增加,但是污染物预测浓度更接近目标预测点的浓度,需调整修复目标的污染物数量逐渐减少,污染防治成本将逐渐降低.     

基于污染场地土壤中重金属人体可给性的健康风险评价

模拟测试土壤中重金属在人体胃肠系统中的溶解量(即人体可给量),并以此作为暴露剂量进行健康风险评估,能在一定程度上克服基于总量评估导致结果过于保守的问题. 该文综述了国内外目前已有的可给性测试方法,着重介绍了PBET(physiologically based extraction test)、SBET(simplified bioaccessibility extraction test)、RIVM(rijksinstituut voor volksgezondheid en milieu)及UBM(the unified bioaccessibility method)这4种常用方法的原理及主要参数取值;对目前测试方法在参数(pH、提取时间、提取液组分)取值、模拟过程与环境(消化过程、模拟环境、食物、微生物)存在的问题进行了分析;进一步介绍了基于重金属人体可给性的健康风险评估方法. 建议应在以下4个方面进一步开展研究:①基于我国人体胃肠生理特征建立土壤中重金属可给性的标准测试方法;②研究影响重金属可给性的关键因素并建立经验预测模型;③结合in vivo测试,验证方法的准确性,耦合结肠癌细胞跨膜转运测试模型,研究测试重金属的人体有效性的标准方法;④建立基于重金属可给性的层次化风险评估方法,完善现有风险评估技术导则.      

确定空气注射技术影响半径的现场试验——以北京某焦化厂为例

以北京某焦化厂地下水污染场地为例,设计和建立了一套由1口注射井、3口地下水监测井和5口土壤气监测井组成的现场试验系统,并进行了现场注气压力与流量测试,地下水压力响应测试,溶解氧测试,氦气示踪测试与土壤气测试,确定了试验区域的最佳注气压力与流量和影响半径.注气压力与流量测试确定了最佳注气压力与流量为0.03MPa, 23.2m3/h.在最佳注气条件下,地下水监测井G3、G5、G8中,水位分别在10,15,15min后上升到最大值0.36,0.11,0.04m,地下水溶解氧浓度分别在60,65,75min后增加到7.35、2.47、0.74mg/L,以上结果表明,G3和G5响应较明显,G8响应不明显.土壤气监测井S2、S4、S5中氦气浓度分别在10,7,6min后达到最大值83%、13%、41%,S6中氦气无检出;S2、S3、S4、S5、S6中O2浓度分别上升到19.9%、19.6%、19.2%、19.0%、16.6%,以上结果表明,S2~S5响应较明显,S6响应不明显.综合分析以上4种测试结果,确定试验区域的影响半径为5m.     

土壤污染对地下水影响的2种评估方法的应用与比较

以某含1,2-二氯乙烷等10种有机物污染土壤回填项目为例,介绍了2种方法(三相平衡耦合地下水稀释模型和Sesoil耦合地下水稀释模型)在评估土壤污染对地下水影响中的具体应用并进行了比较. 结果表明,采用US EPA(美国国家环境保护局)推荐的三相平衡耦合地下水稀释模型预测的地下水中目标污染物浓度高于新泽西州推荐的Sesoil耦合地下水稀释模型的3~10倍,污染物亨利常数及碳水分配系数越高,二者的差异越明显,达到1个数量级. 对于多环芳烃类的强疏水性有机污染物,2种方法的评估结论无本质差异. 出于保守性及调查成本的考虑,在制订国家或区域范围基于保护地下水的土壤通用筛选值时,建议采用所需参数相对较少的三相平衡耦合地下水稀释模型的方法,以节约调查成本. 对于具体评估项目,当污染物浓度超过通用筛选值时,建议进一步对场地水文地质条件进行调查,采用Sesoil耦合地下水稀释模型重新评估并计算该特定场地的筛选值,以节约修复成本.      

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.     

生物降解对土壤气中苯衰减系数及筛选值的影响

以砂质土壤为例,采用Bio-vapor软件计算了生物降解对苯的a i-s(衰减系数)及筛选值的影响,并对关键影响参数〔c s(污染源苯质量浓度)、LT(建筑底板与污染源距离)、L a(好氧土层厚度)和k w(生物降解系数)〕进行分析.结果表明:当c s≥5×105mg/m3时,生物降解对a i-s基本无贡献;当c s≤1×104mg/m3时,生物降解可导致a i-s降低1~2个数量级,但降幅随c s和LT的变化不明显;当c s介于二者之间时,生物降解对a i-s的作用受LT变化的影响较明显,LT升高1个数量级时,生物降解可导致a i-s降低2个数量级.生物降解对a i-s的作用受L a影响比较明显,L a由0.50 m增至1.50 m时,生物降解可导致a i-s降低2个数量级.Bio-vapor软件预测的砂质土壤条件下L a的最大值为0.63 m,低于现场普遍测试结果(1.50 m),表明该模型预测结果可能过于保守,实际项目中可通过测试土壤气中各组分的纵向分布确定L a.当c s≤5×104mg/m3时,k w由0.033 h-1增至2.000 h-1,生物降解将导致a i-s降低2个数量级.因此,同一概念模型下考虑生物降解时土壤气中苯筛选值高于不考虑生物降解时1~2个数量级.     

基于保护地下水的北京市土壤通用筛选值推导

分别采用三相平衡耦合地下水稀释模型(以下称方法1)和SESOIL耦合地下水稀释模型(以下称方法2)对北京市不同水文地质条件(永定河山前冲洪积扇顶部区域、中上部区域和下部区域)下27种VOCs(挥发性有机污染物)、31种SVOCs(半挥发性有机污染物)、11种农药/PCBs(多氯联苯)及二英基于保护地下水的土壤通用筛选值进行推导. 结果表明,下部区域土壤通用筛选值最保守,顶部区域次之,中上部区域最宽松. 采用方法1推导的中上部区域土壤通用筛选值分别是顶部区域和下部区域的1.1~1.4、9.9~34.9倍,顶部区域土壤通用筛选值是下部的10.7~24.9倍;采用方法2推导的中上部区域土壤通用筛选值是下部区域的9.8~49.9倍. 对于有连续非饱和带弱水层的中上部区域及下部区域,方法2推导的结果较方法1宽松. 其中,PAHs(多环芳烃)、PCBs、二英、多数农药及酯类等高K_oc(有机碳-水分配系数)污染物均难以穿透清洁非饱和土壤进入地下水;而对于VOCs、酚类等低K_oc污染物,方法2推导的中上部区域土壤通用筛选值普遍是方法1的4.3~18.4倍,下部区域为方法1的3.0~24.6倍. 考虑到土壤通用筛选值应具有风险筛选功能及一定保守性,建议各种污染物以顶部区域方法1推导结果及中上部区域和下部区域方法2推导结果中最保守的值作为北京市基于保护地下水的土壤通用筛选值.      

焦化厂不同粒径土壤中PAHs的赋存特征

为分析典型焦化污染场地不同粒径土壤中PAHs的累积及其与土壤有机碳含量（TOC）、比表面积（SA）等土壤性质的相关性,对北京焦化厂长期受PAHs污染的土壤进行粒度分级[P1（0.5~1.0 mm）、P2（0.25~0.5 mm）、P3（0.15~0.25 mm）、P4（0.106~0.15 mm）、P5（0.075~0.106 mm）、P6（<0.075 mm）],测定了各粒径土壤的理化性质及土壤中USEPA优先控制的16种PAHs的浓度,探究PAHs在不同粒径土壤中的累积特征,并通过PAHs质量分数及土壤部分理化性质的曲线拟合结果分析PAHs的赋存特征。结果表明：各粒径土壤中16种PAHs均有检出,其最高质量分数大多出现在P1粒径土样,最低质量分数出现在 P4、P5中。各粒径土壤中2~3（低）环 PAHs、ΣPAHs16质量分数变化趋势相似,均为 P1>P2>P3、P4、P6>P5(P<0.05),4（中）、5~6（高）环PAHs趋势类似,均为P1、P2>P3>P6>P4、P5(P<0.05)。比表面积（SA）、总有机碳（TOC）、可溶解性有机碳（DOC）与各类PAHs的质量分数呈现一定的相关性,各类PAHs质量分数随SA的增大呈先增大随后减小趋势,最大质量分数所对应的SA为38~41 m2·g-1,随TOC的增加呈先减小随后增大趋势,最小质量分数所对应的TOC为7.0~8.7 g·kg-1。不同粒径土壤颗粒中,基于污染物毒性当量因子（TEF）的等效质量分数与污染物实际质量分数变化趋势并不相同,ΣPAHs16实际质量分数变化趋势为P1>P2、P3、P4、P6>P5(P<0.05),而其等效质量分数则为P1、P2、P3、P4、P6>P5(P<0.05)。