甲苯污染场地基于人体健康的风险评估

桂时乔

(1.苹果采购运营管理(上海)有限公司，上海 200135;2.上海格林曼环境技术有限公司，上海 200001 )

江苏的某精细化工厂始建于20 世纪90年代初。由于历史原因，位于该厂的维生素车间发生过甲苯泄漏，导致了周围的土壤和地下水受到不同程度的污染。

土壤和地下水受石油烃类污染以其污染普遍、危害性巨大、去除困难以及治理费用昂贵而受到各国环境学者和水文地质学者的关注。受到石油烃污染的地下水，在污染源控制后，一般几十年都难以在自然状态下使水质复原［1］。

鉴于现场的土壤和地下水污染的情况，现场已于2010年6月至2011年12月之间委托了专业的公司进行了土壤和地下水调查，以了解现场确切的污染状况。于2012年7月对污染区域进行基于人体健康的风险评估，以确定污染的修复目标值和修复范围。

1 污染场地背景概况

1.1 泄漏事故回归

该厂的维生素车间于2009年停产改造，在施工过程中发现一根埋地的连接于储罐和反应釜的管道已经破裂，并且发现周边的土壤和地下水都不同程度的受到了污染。

1.2 土壤和地下水调查结果概述

1.2.1 污染区域地质和水文地质情况

根据现场的钻孔情况，污染区域的浅层地质状况如下:

静止地下水位约为地表以下0.6～1.0m。根据地表水流，地下水的流向大致为向东流向旁边的马汊河。

1.2.2 现场观察结果

现场先后在污染区域钻有35 个土孔，并在其中的10 个土孔位置安装了地下水监测井(图1)。调查过程中共采集了96 个土样，并使用便携式PID 检测仪在现场对土壤进行了半定量的挥发性有机物检测。采样过程中发现部分土样带有明显的有机溶剂异味，并且部分土壤样品的PID 读数超过了10000ppm。调查过程中在一些点位也发现了轻质非水相液体(LNAPL)的存在。调查过程中先后选取了35 个土样和10 个水样送到了实验室分析。实验室结果显示，部分样品中的苯和甲苯浓度超出了评价标准，具体如下:

·地下水样品中苯的检出浓度在“未检出”至295μg/L 之间，其中5 个样品超标

·地下水中样品甲苯的检出浓度在“未检出”至514000μg/L 之间，其中6 个样品超标

·土壤样品中苯的检出浓度在“未检出”至0.96mg/kg 之间，其中41 个样品超标

·地下水中样品甲苯的检出浓度在“未检出”至1673mg/kg 之间，其中16 个样品超标

表1 土层性质

2 风险评估

2.1 风险评估模型

基于人体健康的风险评估过程非常复杂，需要考虑各种污染物的迁移特点及对人群的暴露途径、污染物的毒理学信息等。为了简化风险评估工作流程并且提高工作效率，一些模型被开发出来，目前国际上应用较广的基于风险的土壤标准获取模型有美国的Risk Based Corrective Action(RBCA)和英国的Contaminated Land Exposure Assessment(CLEA)等环境风险评估软件［2］。中国科学院南京土壤研究所于近期开发了健康和环境风险评估软件(简称为HERA 软件)，该软件涵括了RBCA、CLEA 和中国《污染场地风险评估技术导则》中的模型和计算方式。本项目采用了HERA 软件进行了模型计算。

2.2 风险评估

(1)暴露评估

本场地的土地使用类型为工厂用地。本项目的污染源如下:

·表层污染土壤(包气带，≤1m)，地表至地表以下1 米的区域

·下层污染土壤(包气带，＞1m 且≤地下水水位)，地表以下1 米至地下水水位的区域

·受污染的浅层地下水

场地污染物主要通过空气和水等介质进行迁移。土壤和地下水中的挥发性有机物以蒸汽和土壤飘尘的形态通过大气扩散方式进行迁移;上层土壤中的污染物可通过地表径流扩散到场地各处;上层和下层土壤中的污染物可通过渗透方式进入地下水体，并扩散到场地各处;污染土壤还可经由人类活动(如踩踏、挖掘)迁移到场地各处;地下水中的污染物可借助地下水流迁移。由于现场周边都为企业而且近距离不存在居民区等敏感点，本次风险评估主要考虑现场员工的健康风险。对于苯和甲苯污染的土壤，受体处于污染环境中可能通过口腔摄入、呼吸摄入及皮肤接触三种途径受到暴露。

(2)毒性评估

本评估报告依照国际癌症研究署IARC 和美国环保局IRIS 的研究成果进行关注污染物致癌毒性判定。结果显示苯具有致癌性，本报告将既评估其致癌风险，又评估其非致癌风险;甲苯不具有致癌性，本报告将只评估其非致癌风险。

本项目的毒性因子选自于《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3－2014)，包括口服致癌斜率、呼吸致癌斜率、非致癌参考剂量和参考浓度(见表2，表3)。

表2 关注污染物致癌性毒性因子参数表

表3 关注污染物非致癌性毒性因子参数表

(3)风险表征

本次评估针将对苯和甲苯两种关注污染物使用量化的方法，从致癌风险和非致癌风险两方面，表征关注污染物对不同受体的健康影响。本次模型计算中所采用的土壤性质参数、地下水性质参数、建筑物特征参数和空气特征参数部分从前期的场地调查结果中得到，部分直接采用了HERA 软件中的默认参数。

模型计算结果显示共有4 个点位的表层土壤样品的总致癌风险值超出了10－6;9 个点位的表层土壤样品的总非致癌危害商超出了1 。共有9 个点位的下层土壤样品的总致癌风险值超出了10－6;10 个点位的土壤样品的总非致癌危害商超出了1。共有5 个点位地下水样品的总致癌风险值超出了10－6;6 个点位地下水样品的总非致癌危害商超出了1。部分表层土壤风险表征计算结果见表4。

表4 部分表层土壤样品风险表征计算结果

2.3 现场修复目标值和修复范围确定

本项目按照中国《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3－2014)将单个污染物对受体在所有暴露途径下的致癌风险可接受水平定为10－6;单个污染物对受体在所有暴露途径下的非致癌危害商可接受水平定位1。

本次修复目标值计算采用了HERA 软件，并选用了HJ25.3－2014 中的风险评估模型。计算结果见表5。

表5 修复目标值

根据场地环境调查的结果和修复目标，需要修复的受苯和/或甲苯污染的土壤体积预计为5000m3;需要修复的受苯和/或甲苯污染的地下水体积预计为8000m3。部分污染土壤的修复范围见图1。

3 结论和建议

结论如下:

(1)通过风险评估可以计算由于土壤和地下水污染对敏感受体的风险，并确定土壤和地下水污染的修复范围和修复目标。

(2)风险评估过程复杂，涉及到大量的参数确定和模型计算，运用可信的商业模型软件可以大大降低计算时间，提高工作效率。

建议如下:现场进一步采用合理的方式对污染的土壤和地下水进行修复。鉴于现场的污染特性和土壤特性，可以先使用多项抽提(MEP)的方式去除游离态的甲苯(LNAPL)，然后在使用生物法吸附于土壤和溶解于地下水中的甲苯进行生物降解去除［3］。

图1 受甲苯污染土壤修复范围图

［1］汪春香，孟凡生，王业耀．石油烃污染地下水的修复［J］．新疆环境保护，2005，27(2):25－28．

［2］Mark Hosfold．Human Health Toxicological Assessment of Contaminants in Soil［EB/OL］．http://www．environment－agency．gov．uk/static/documents/Research/TOX_guidance_report－final．pdf．

［3］Philip B Bedient，Hanadi S．Rifai，Charles J．Newell．Ground Water Contamination Transport and Remediation［M］．US:Prentince－Hall Inc．，1999．