污染场地健康风险评价中多介质模型的优选研究

综合考虑了参数不确定性、模型不确定性对风险评价结果可信度的影响差异和国内实际污染场地健康风险评价中对已有模型的不当选择可能带来的负面效应,提出相对于参数不确定性的控制,针对目标情景的适当模型选择应成为提高风险评价结果可信度的更重要环节.本研究选取了模型理论架构上符合案例情景的美国环境保护署研发的3MRA、MMSOILS和美国劳伦斯伯克力国家实验室研发的CalTOX 3个被广泛使用的污染场地健康风险评价多介质模型,并与蒙特卡洛模拟相结合,载入污染厂址案例,并对特定受体进行了风险评价,由此定量分析了参数不确定性和模型选择不确定对评价结果可信度的影响程度,并通过对比3个模型的内在架构分析了不确定性的可能来源,最后总结提出了“6步综合评价模式”,该模式能有效提高污染场地健康风险评价的可信度及经济可行性.     

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。     

搬迁企业原址土壤重金属分布特征及其生态风险评价

江苏省某城市由于规划发展的需要,陆续搬迁了一批高污染的化工企业。调查发现其中一家化工厂原厂址存在严重的重金属污染问题,现采集多个表层土壤样品,对样品中的多种重金属(Pb,Cu,Cr,Ni,Zn和Cd)的总量进行分析测试,发现搬迁区土壤重金属累积效应显著,除Zn和Ni外,其它重金属平均含量均超过其背景值,其中Cd的含量是其背景值的324倍,Pb是背景值的1.8倍。重金属的富集顺序为PbCrZnCdCuNi。     

基于IEUBK模型的公路环境多介质铅暴露风险评价

基于对案例区域的采样分析和相关参数资料的搜集,采用国际认可的综合暴露吸收生物动力学模型(IEUBK)对案例公路环境多介质铅暴露风险进行了评价研究。结果表明:以GB 15618—1995《土壤环境质量标准》为参比,研究区域土壤铅含量低于GB 15618—1995二级标准限值;路基西侧各距离采样点中的铅含量均高于路基东侧对应采样点,这很可能与该区域的常年主导风向有关;路基两侧土壤铅含量分布均基本呈现先升高后降低的趋势,距路基150m后的铅含量趋于相对稳定;基于IEUBK计算出案例区域多介质环境铅暴露对0~84个月的儿童受体的血铅贡献的几何均值为15.03~15.14μg/dL,而各采样点儿童血铅超过限值10μg/dL的概率均大于80%,故该区域儿童受体已存在较高风险。     

基于Monte Carlo方法的污染场地风险评价及不确定性研究

风险评价结果的不确定性直接影响风险管理者的管理和决策,为定量研究污染场地评价过程的不确定性,在系统分析污染场地危害产生过程的基础上,构建了污染场地暴露过程评价的概念模型;提出用概率分布函数表征场地污染参数的不确定性,采用基于过程的污染物运移数值模拟模型以减小模型不确定性的影响,用Monte Carlo方法评估参数不确定性对暴露浓度不确定性的贡献,进而形成暴露点污染物浓度的概率分布函数.在此基础上,基于剂量-效应模型,分别采用暴露点浓度的5%、50%和95%置信区间上限值表示乐观情况下,正常情况下以及最不利情况下的暴露浓度,计算敏感人群的健康风险.研究选择国内西南地区某铬渣污染场地进行案例分析,结果表明,在最乐观情况下六价铬和总铬的非致癌危害商分别是8.98和1.02,正常情况下分别是30.57和2.72;最不利情况下分别是77.95和7.11.研究结果表明该方法能较好的表征各参数不确定性影响下的最终风险,为污染场地的修复和后续管理提供决策支持.     

基于数值模拟和风险筛查的地下水污染动态风险评估

针对传统污染地块地下水污染风险评价忽略污染扩散风险的问题,以湖南某地下水污染地块及周边为研究区,开展风险评估和动态变化趋势评估。采用定量-定性结合的方式,通过指标筛选和确定,建立了耦合数值模拟预测和风险筛查静态风险评估的污染地块地下水污染动态风险评估方法。模拟预测结果表明,地块土壤和地下水中的污染物随时间逐渐向下游扩散,地下水中Cr(Ⅵ)在38 d时浓度达到最大值1239.5 mg/L,585 d时迁移至河流,917 d时地下水污染羽面积达到最大。基于风险筛查的地下水污染风险评估,和基于数值模拟和风险筛查的地下水污染动态风险2种方法计算得到的地块地下水污染风险总分分别为76.2和72.4,风险分级均为高风险地块,但后者略低于前者,表明针对污染物在包气带和饱水带中的迁移情况,定性分析结果相比定量分析结果可能趋于保守。动态风险评估结果显示,该地块始终为高风险地块,地下水污染风险先上升再下降,在500～700 d时达到最高风险95.2分。建议污染地块应尽快开展地下水风险管控或修复,避免污染扩散导致风险进一步增大。     

污染场地地下水污染风险分级技术方法研究

借鉴国内外地下水污染风险分级方法,综合分析污染场地对地下水产生风险的关键环节,采用层次分析法,从场地本身存在的风险、场地区域地下水固有脆弱性和场地周边地下水的保护目标特征3个方面,建立了由17个指标构成的污染场地地下水污染风险分级指标体系。在此基础上,以典型污染场地实地调研结果和159种典型地下水污染物理化特性为数据基础,对各指标进行了风险水平的划分,基于聚类分析法,采用各指标风险指数相乘的风险表征方法计算总风险指数,构建了污染场地地下水污染风险分级技术方法。该方法可有效避免指标权重计算的主观性,并且能够直观地反映出导致风险的主要因素。结果表明:利用建立的风险分级技术方法可将我国典型污染场地地下水污染风险划分为3级,风险小于5为一级,风险在5~15为二级,风险大于15为三级。实际应用于某危险废物填埋场的结果表明,该危险废物填埋场地下水污染风险为三级,同时得出场地本身存在的风险,特别是场地特征污染物,是造成该危险废物填埋场地下水污染风险的主要因素。     

瑞典污染场地风险分类方法对我国的启示

为攻克工业化进程带来的土壤污染问题,瑞典环保署从上世纪九十年代开始进行全国范围内的污染场地修复工作,基础工作就是明确污染场地风险等级,确定工业企业污染场地优先修复名录。本文重点介绍了瑞典污染场地风险分类方法,以期给我国的污染场地修复工作提供借鉴和启示。     

基于风险管控的污染地块修复模式概述

基于风险管控的理念,结合风险产生的3要素(污染源、暴露途径和风险受体),分别介绍了污染地块治理修复的多种可选修复模式。在多层次风险防控的思路下构建污染地块的修复模式,可以为污染地块的安全利用提供多样化的解决方案。     

氮肥企业退役地块氨氮污染及其风险研究

基于氮肥企业退役地块土壤、地下水、土壤气和室内空气中氨氮的实测数据,分析了氨氮在各地块中的污染水平和分布特征,评估了氨氮污染的人体健康风险,分析了氨挥发造成的刺激性异味风险和对室内空气质量的影响,及氨氮迁移转化对附近地表水和下游地下水水质的污染风险.分析发现,4个地块中土壤和地下水氨氮含量均表现较强的变异性,土壤中氨氮最高浓度分别高达12700.00,2420.00,2920.00,2370.00mg/kg,地下水中氨氮最高值分别高达7550.00,5100.00,847.00,3760.00mg/L.在平面分布上,4个地块中土壤和地下水较高浓度氨氮均主要分布在生产区和污水处理区,在垂向分布上4个地块间存在差异,氮肥厂I的土壤以黏土为主,多数点位氨氮含量随深度增加而递减,氮肥厂II、III和IV的土壤以粉土/粉砂或粉土夹粉黏为主,氨氮含量总体呈现随深度增加而增加的趋势.4个地块中,仅氮肥厂I在最保守条件下土壤中氨氮的最高危害熵(1.54)略超可接受风险水平(1.0).氮肥厂II和IV的土壤气和室内空气中检出氨浓度范围分别为≤ 9.88mg/m³和≤ 0.18mg/m³,对室内空气质量未产生不利影响.氮肥厂I和II紧邻河流监测井中的氨氮浓度超《地表水环境质量标准》中IV类(1.5mg/L)标准1.05~409.33倍,氮肥厂III和IV污染区地下水中氨氮浓度在至少4次监测结果中有轻微降低,且在下游监测井中发现硝态氮的积累.分析结果表明,4个地块在现状条件下土壤和地下水氨氮污染的人体健康风险较低,对室内空气质量影响较小.但地块地下水中氨氮是附近地表水和下游地下水环境的长期污染源,氨氮转化的硝态氮更易向下游迁移.建议今后处理氮肥企业退役地块氨氮污染时将其对地表水和下游地下水环境的污染风险纳入考虑.     

典型铬渣污染场地健康风险评价及修复指导限值

通过对青海某化工厂铬渣污染场地钻孔采样,分析了样品质地及铬含量,得到场地的水文地质及铬污染状况.根据场地区域生活现状,运用美国环保局健康风险计算模型,评估了现有条件下该场地对周边居民的潜在健康风险.同时,结合场地的修复目标,应用地下水溶质运移方程及土壤中Cr6+的解吸曲线,探讨了场地污染物的修复指导限值.结果表明:场地表层0～4m为黄土状土,4～22m为砾砂,铬污染区域面积约4×104m2;现有条件下场地Cr6+对人体的健康风险值为9.39,需要对Cr6+进行修复治理,而Cr3+的健康风险值在可接受范围内;通过计算得到场地表层0～4m黄土状土Cr6+的修复值为60mg·kg-1;4～22m砾砂Cr6+修复值为15mg·kg-1.     

饮用水源地突发事故环境风险分级方法研究

为了从源头降低饮用水源地环境风险,建立了用于识别环境风险源、划分饮用水源地环境风险级别的方法体系.本研究采用数学模型量化突发事故潜在影响及环境风险水平,应用层次分析法和指标体系法确定分级指标及风险因子.方法基于风险化学品数量与理化性质分析了环境风险源源强特征,研究了针对不同受体的环境风险表征方式,利用分级阈值体现饮用水源地突发事故环境风险水平,形成包含"环境风险源初步筛选"、"风险评估"和"风险分级"三步的分级方法.最后,依据本方法评估了南京某化工园区饮用水源地突发事故环境风险,筛选分级结果表明,通过模型评估可表征饮用水源地突发事故环境风险水平,同时实现风险分级,应用例中水源地突发事故环境污染风险值为6128.3,根据分级矩阵可知该饮用水源地为一级突发事故环境风险饮用水源地.     

原位水平阻隔风险管控技术在某退役工业污染场地治理中的应用

为满足人体健康风险管控目标,结合某退役工业污染场地后期开发工作情景,分别针对室内外区域设计了针对性的风险管控方案。室内区域建筑物地基下方−2 m污染土采用土壤气阻隔控制工程,在建筑物地基底板与导气层之间喷涂隔气膜对土壤气进行阻隔,控制建筑物下方导气层负压为−5~−2 Pa,利用抽提系统对土壤气进行集中收集,经尾气处理系统处理达标排放;室外区域原始地面标高−3 m以下污染土采用HDPE膜（两布一膜）进行水平阻隔,阻隔层上方采用清洁黏土覆盖压实。工程设施完工1年内开展的风险管控效果评估结果表明,室内外区域风险管控工程的工程性能指标及污染物指标均符合评估标准要求,达到预期效果,工程已于2021年12月通过生态环境主管部门验收,进入后期环境监管。

     

基于条件模拟的污染场地土壤修复量的确定研究

针对一般空间插值方法的局限性,以某铁合金厂污染场地为例,利用基于地统计的条件模拟法对研究区待修复的范围及土方量进行评估,定量评价土壤修复量估算结果的不确定性所带来的风险大小,并引入传递函数量化决策结果与风险损失之间的关系,提出一种以风险损失最小化为原则的修复范围划定方法.同时,将结果与利用反距离权重法、径向基函数法和普通克里格法得到的评估结果进行对比分析.研究结果显示,利用条件模拟法可以得到超过修复目标的污染概率的空间分布,进而得到确定不同土壤修复量时所面对的风险大小.研究区大部分面积的土壤中Mn的超标概率在20%~70%,超标概率较高的区域集中在场区北部和西南部.如果分别将超标概率在30%和50%以上的区域作为修复范围,所面对的相对风险值将分别为4.1%和56.5%.此外,通过与传递函数相结合,利用条件模拟法可以得到基于风险损失的修复范围,按照本研究所设定的风险损失条件,得到风险损失最小的待修复土方量为32.4×104m3.该方法将有助于决策者从风险损失出发对污染场地修复范围进行合理划定.     

基于未确知数学理论的水质风险评价模式

基于水质风险评价系统具有未确知性的特点,运用未确知数学理论,在确定性水质风险评价模式的基础上,建立了未确知性水质风险评价模式.该模型对水质风险评价的结果不仅得到了水质风险度及其相应的可信度值,同时也确定了水质风险度超过规定限值时的超标可信度.将模式应用于某市饮用水地下水源中,对污染物6价铬进行水质风险评价,结果表明,在该市水源中污染物6价铬通过饮水途径所致风险度介于3.90×10-5～4.09×10-5a-1范围内的可能性最大,且其相应的可信度为24.94%;此水质风险度已超过瑞典环保局、荷兰建设和环境部推荐的健康危害风险度最大可接受限值1.0×10-6a-1,相对于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受限值5.0×10-5a-1,该市水源水质由污染物6价铬所致的风险度在一定程度上超标,超标可信度为35.31%.     

用密切值法进行海域有机污染物优先排序和风险分类研究

将密切值法应用于大连湾海域有机污染物优先排序和风险分类研究是一种新的尝试 ,首先将大连湾海域有机污染物各评价指标 (污染物的毒性、在环境中的暴露情况和在水环境中的迁移转化 )的极端情况组成最优和最劣样本 ,再求可综合反映与最优和最劣样本距离两者水平的参数—密切值 ,并根据各污染物最优 (劣 )密切值的大小进行排序 ,根据最优 (劣 )密切值的突变来进行分类分析。实例计算结果表明 ,密切值法用于海域有机污染物优先排序和风险分类切实可行 ,而且不需要确定隶属函数、白化函数等主观参量或函数 ,评价结果更客观和可靠。     

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.