基于不确定性分析的健康环境风险评价

基于对水源地石油污染等现场调查数据为基础,选取典型污染物苯,利用可传递参数差异的蒙特卡罗技术方法,分析了乙烯厂不同分区苯污染经过呼吸和饮水暴露途径造成人体健康风险的不确定性,量化不确定性因素影响的A地区人体健康风险水平.结果表明,裂解装置区是苯污染影响人体健康风险水平的主要来源,产生的健康风险水平均值为1.17×10^-4,而其他3个分区的影响较小;所有分区苯污染对A地区产生的人体健康总风险均值为1.18×10^-4,大于美国环保局人体健康风险建议值10^-6,对人体健康已产生影响;受不确定性因素影响,根据不同的人体健康可以承受的风险水平限值,污染对人体健康产生影响的概率存在差异.因此量化不确定性对风险水平的影响,可为污染场地的风险管理和修复行动提供科学依据.     

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。     

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.     

典型砒霜厂污染场地重金属污染特征及环境风险评价

以某个砒霜厂旧址为研究对象,分析场地的重金属污染特征。结果表明,该场地受到砷、铜、铅、镉和锌等重金属污染,其中,砷污染指标超过评价标准值达7 199倍;基于《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》条件下,采用RBCA模型计算砷、镉、铜、锌对人体健康的环境风险,结果表明,该场地砷超过了致癌风险指数标准限值-6(10)及非致癌危害商标准限值(1),说明砷具有很大的环境风险;采用IEUBK模型计算铅对人体的健康风险,结果表明,铅也具有一定的环境风险。因此,该污染场地在开发利用过程中需要对环境风险区域进行治理修复后才能使用。     

污染场地健康和生态风险综合评价

综合风险评价可得到比单独的健康及生态风险评价更高效和完整的结论。基于世界卫生组织建立的综合风险评价框架,以污染场地为例,从问题形成、暴露表征、剂量效应关系和风险表征4个方面提出了综合风险评价的基本思路、步骤和方法,并对综合风险评价过程中不确定性的来源及计算方法进行了分析。对综合风险评价在受体及终点的选择、降低不确定性及整个生态系统的风险评价方面的未来发展进行了展望。     

机械厂遗留场地重金属污染特征及健康风险评价

以西南某机械厂遗留场地为研究对象,利用主成分分析法和克里金插值法分析了5种重金属(Ni、Pb、As、Co、V)的污染特征及来源,并在健康风险评价中引入蒙特卡罗模拟进行了不确定性分析。结果表明:研究区表层土壤中Ni、Pb、As和Co存在富集现象,V分布相对均匀。污染主要来源包括厂区内工业活动人为源、土壤母质自然源和周边工业活动大气沉降污染源。非致癌风险主要危害因子为As和Co,As为主要致癌因子。成人和儿童主要的暴露途径分别为皮肤接触和经口摄入。成人和儿童非致癌风险超过阈值的概率分别为11.60%和60.88%,致癌风险超过阈值的概率为4.36%和2.31%,对于成人和儿童最敏感参数分别为皮肤黏附系数和体重。研究结果可为重金属污染场地土壤风险管控或修复工作提供科学指导和技术支撑。     

POPs污染场地土壤健康风险评价

文章以常州市某化工厂为例,介绍了POPs污染场地的健康风险评价,分别对两种土地利用类型假设下土壤的3条暴露途径进行估算,重点考虑了儿童对污染土壤的敏感性,用年龄修正因子计算居民的致癌风险。结果表明两种假设下氯丹和灭蚁灵的致癌风险都超过了可接受的风险水平,在部分高暴露点甚至超过了目标风险值的100倍,需要对场地进行修复。各暴露途径对健康风险的贡献按从大到小排列依次为:直接摄入土壤﹥皮肤接触﹥呼吸摄入。文章还根据健康风险评价的公式反推出适合本污染场地的土壤初级修复目标分别为:氯丹5.2mg/kg、灭蚁灵7.4×10-1mg/kg(工业用地);氯丹1.6mg/kg、灭蚁灵2.7×10-1mg/kg(居住用地)。     

不同三维模型对铅酸蓄电池污染场地土壤Pb空间分布预测的影响

为准确界定污染场地土壤中污染物三维分布范围和受污染土壤土方量并提供相关技术方法和思路,以某典型铅酸蓄电池污染场地为例,对比研究了不同三维插值模型(三维克里格、反距离加权、最邻近点)在不同水平垂直向异性系数设置,对土壤铅污染评价和污染边界分布的影响.研究结果显示,不同模型预测的精度不同,随着水平垂直比值增大,平均误差和均方根误差有增大趋势;通过对比修复目标表明,反距离加权统计的受污染土方量最大,其次是三维克里格和最邻近点,统计值相差约为13%;从污染评价结果和预测精度来看,三维克里格模型和反距离加权要优于最邻近点,选择适宜的模型和合理的参数设置对准确界定污染边界和降低不确定性具有重要影响.     

农药企业场地土壤中苯系物污染风险及管理对策

苯系物主要包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯和苯乙烯等,是一类重要的环境污染物,可以通过呼吸道、消化道和皮肤等进入人体,对人体产生健康危害.采用吹扫捕集-气相色谱/质谱联用对河北省3个代表性农药企业场地内外土壤的苯系物进行分析,研究了土壤中苯系物的污染特征与健康风险.结果表明,A、B、C这3个企业场地土壤中的苯系物,除苯和苯乙烯外,甲苯、乙苯、二甲苯均有检出.苯系物总含量分别在673.50~32363.50 ng·g-1、nd~6 461.80 ng·g-1、461.70~8 740.80ng·g-1之间.检出的甲苯和乙苯含量(4619.50~7234.30 ng·g-1和364.60~7944.60 ng·g-1)超过加拿大工业用地指导值(370 ng·g-1和82 ng·g-1),场地A生产区灰尘中二甲苯含量甚至超过荷兰土壤干预值(17000 ng·g-1).对于场地外,区域Ⅰ(A周边)和区域Ⅱ(B、C周边)土壤苯系物浓度分别在nd~645.81 ng·g-1和nd~309.13 ng·g-1之间,均低于加拿大农业用地指导值.A、B、C场地内土壤中苯系物非致癌风险分别在2.90E-06~1.32E-04、nd~4.30E-05、1.29E-06~5.64E-05之间,远小于1,说明各场地土壤苯系物不存在明显的非致癌风险.场地外区域Ⅰ和Ⅱ苯系物的总非致癌风险分别在nd~2.02E-06和nd~1.10E-06之间,远低于1,同时也低于对应场地内非致癌风险的平均值.苯系物非致癌风险较高的区域主要集中在场地的下风向,此外,村庄和城镇周边土壤苯系物的非致癌风险略高于其他区域.整体来看,各场地内土壤和灰尘已受到不同程度的污染,场地外的农业用地环境质量也有所下降.据此,提出了企业环境管理和职工安全防护的具体对策建议.     

VOCs污染场地挖掘过程的环境健康风险评价

开展了在典型污染场地修复过程中VOCs散逸浓度检测实验,并且建立了3条暴露途径对修复过程进行健康风险评价.结果表明,单污染物多途径累计非致癌指数最高的是四氯化碳,高达8.86E+01,其对综合非致癌影响贡献率为74.45%.多污染物质同一暴露途径危害指数最高的是呼吸暴露途径:1.01E+02,占综合危害指数的84.87%,非致癌综合危害指数为1.19E+02.单污染物多途径累计致癌指数最高的是1,2-二氯乙烷:3.08E-02,其对综合致癌影响贡献率为69.53%.多污染物质同一暴露途径危害指数最高的是呼吸暴露途径:3.96E-02,占综合致癌指数的89.39%,总致癌危害指数达到4.43E-02.     

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.      

某复合型化工污染场地分地层健康风险评估

污染场地风险评估是污染土地再开发过程中的重要环节。由于污染物的属性及来源不同,污染物在土壤中的残留具有明显的分层特点。以某复合型化工污染场地土壤修复为例,采用美国GSI公司开发的RBCA模型,对该污染场地进行分地层健康风险评估,取得了主要污染物在不同地层中的风险状况。结果表明,该污染场地即存在致癌风险也存在非致癌风险,但以有机致癌风险为主。根据该风险评估结果,能为后续的污染场地修复制定有针对性的修复方案,增强修复效果,节约修复费用。     

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.      

有机污染场地地下水风险评价指标体系构建的探讨

污染场地中的有机污染物严重威胁着地下水环境。本文针对化工企业排放的废水、废渣对地下水环境的影响,在地下水环境承载力影响因素、污染场地污染物渗入影响因素识别的基础上,依据指标选取的科学性、针对性、可操作性原则,构建了风险评价指标体系,给出了各指标的选取原则和赋值方法,并应用于典型有机污染场地进行地下水风险评价指标体系的检验。结果表明,在地下水天然防污能力低、污染场地潜在风险高的区域,地下水处于高风险区,而地下水天然防污能力高、污染场地潜在风险低的区域,地下水风险等级低,评价结果可靠。该指标体系的构建、指标的选取原则和赋值方法是合理的,具有实际运用价值。     

RBCA和CLEA模型在某重金属污染场地环境风险评价中的应用比较

应用美国的RBCA模型和英国的CLEA模型对某重金属污染场地中的4种主要重金属污染物As,Cd,Pb和Zn进行健康风险评价,并利用克里格插值方法初步分析了案例场地中风险的空间分布特征.结果表明,RBCA和CLEA模型各有其优缺点,应根据场地的实际情况选择模型进行风险评价.该场地重金属污染的非致癌风险主要来自Pb和Cd,致癌风险主要来自As.尽管w(Zn)很高,但其风险很低,远低于可接受的风险水平.分别应用2种模型计算的风险在大部分情况下基本一致,尽管有一些差异,但均在同1个数量级之内.对于部分采样点的Cd的风险,2种模型的计算结果相差2个数量级,致使总非致癌风险的计算结果差异很大,这主要是由于2种模型在暴露途径的选取上的差异所致.从暴露途径的贡献率来看,地下水摄入途径引起的风险较高,贡献率为50%以上;蔬菜摄入途径引起的风险贡献率为20%左右.风险的空间分布也由于2种模型在暴露途径的选取上存在差异而表现出一定的不同.      

某大型砷渣场地土壤As污染特征及生态风险评价

为精确识别大型污染场地土壤污染特征并评价其生态风险,以我国某大型砷渣场地为研究对象,采集场地土壤样品184个、周边农田土壤样品101个和砷渣样品14个,选择场地中特征污染物As,采用多元统计学、地统计学、地累积指数以及潜在生态风险系数等方法揭示研究区As污染特征和生态风险程度.结果表明,场地土壤、农田土壤及砷渣中As含量的平均值分别为1 333. 0、358. 1和17 316. 1 mg·kg~(-1),其污染程度均远高于国家土壤环境质量Ⅲ级标准.污染物垂向分布特征及3维空间分布范围结果显示,As在各土壤剖面深度内均有不同程度的累积,具有一定的空间异质性,场地表层土壤污染较为严重,场地土壤样点中As含量明显高于周边农田土壤.潜在生态危害系数评价结果表明,各土层的潜在生态危害系数平均值均超过了100,场地土壤和周边农田土壤所有样点中等危害程度以上的样点累积比例分别达到58. 21%和61. 39%,表明该场地及周边农田土壤区域存在着比较严重的生态环境风险.     

起爆药污染场地土壤中锑的环境风险评估

为研究起爆药污染场地土壤中Sb（锑）的环境风险,利用微波消解原子荧光光度法、Tessier逐级提取法、TCLP（toxicity characteristic leaching procedure）毒性浸出法及SBET（simplied bioaccessibility extraction test）方法,分析了某起爆药场地表层土壤中Sb的价态、形态、浸出水平和生物可给性及其对人体健康风险水平和地下水环境风险水平的影响.结果表明:①土壤中w（TSb）为26.7~4 255.0 mg/kg,是GB 36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》中第一类用地筛选值的1.33~212.75倍,最大值超过相应管制值的10.82倍.土壤样品中Sb主要以Sb5+存在,w（Sb5+）在w（TSb）中的占比达65.57%~95.46%.②土壤中不同形态Sb的比例由高到低依次为残渣态（38.05%~94.22%）、铁锰氧化物结合态（0.01%~31.80%）、有机结合态（0.32%~21.55%）、碳酸盐结合态（0.01%~11.16%）和可交换态（0.42%~3.70%）.土壤中w（可交换态Sb）与CEC（阳离子交换量）呈负相关,w（铁锰氧化物结合态Sb）与w（Fe）、w（Mn）均呈正相关.③土壤中Sb的浸出浓度为0.22~35.49 μg/L,并随土壤中w（砂粒）、w（TSb）、w（碳酸盐结合态Sb）和w（可交换态Sb）的增大而升高,随CEC的增大而降低.④土壤中Sb的生物可给性范围在8.03%~67.69%之间,w（Fe）和w（OM）的增加能够降低Sb的生物可给性.⑤基于Sb生物可给性健康风险水平和基于Sb价态健康风险水平的结果分别是以w（TSb）为暴露浓度计算的传统风险评估模型预测结果的8.00%~67.69%和62.00%~77.01%,土壤中Sb的实际浸出浓度较常规模型（三相平衡耦合地下水稀释模型）预测值低3~5个数量级.研究显示,充分考虑Sb在起爆药污染场地土壤中的赋存特征能够降低常规风险评估方法的保守性.