某化工企业搬迁遗留场地环境调查与健康风险评估

鹿守敢,孟慧芳

（江苏方正环保设计研究有限公司, 江苏 徐州 221000）

0 引言

为满足城市建设用地需要，我国已逐步实施“退二进三”、“退城进园”和“产业转移”等政策，许多大中城市正面临重污染工业企业的关闭和搬迁，由此出现大量工业遗留和遗弃场地[1-2]。这些场地因生产历史悠久、工艺设备相对落后，加之生产过程中管理粗放、环保措施缺乏或不完善及对危险废物处置不当等情况，造成了土壤、地表水和地下水的严重污染。

工业企业搬迁后遗留污染场地是社会经济发展的产物，常常伴随城市扩张或城市结构布局的调整产生，污染场地的管理和修复已经成为世界性的难题[3-5]。那些位于城市中心、生产历史悠久、生产工艺变革多的污染企业遗留场地对场地未来使用人群的健康可能产生不利影响[4-5]。针对这类污染场地在开发过程中的环境问题，环境保护部及地方环境管理部门已经出台有关政策，其中，基于健康风险的污染场地管理理念已获得普遍认可。健康风险评估以危害识别、暴露评估、毒性评估及风险表征4个方面进行健康风险评价[6-11]。我国在污染场地管理领域起步相对较晚，但近年来，国内许多研究单位和学者开展了对化工污染场地土壤与地下水健康风险评估工作。

本研究以江苏徐州某化工企业遗留的污染场地为研究对象，对污染场地土壤和地下水环境进行详细调查，分析土壤中各污染物的分布特点及污染程度。在此基础上，按照HJ 25.3—2014《污染场地风险评估技术导则》推荐模型及参数，开展污染场地健康风险评估，分析场地环境风险，为该场地的后续利用提供理论和科学依据。

1 材料与方法

1.1 场地概况

该化工企业搬迁遗留场地位于江苏省徐州市，该厂始建于1958年，占地3.6×104m2，设有生产车间、仓库、电石渣堆放区和办公区等。主要产品为氮气、混合气体、溶解乙炔和羧甲基纤维素钠。为响应地区政府关于主城区工业企业“退城入园”的号召以及公司长远规划发展的需求，公司决定搬迁实施转型发展，2014年厂区已全部停产并实施拆迁，目前，厂区的各类生产设施及配套的管线已全部拆除。依据当地政府的规划说明文件，该厂址所在地块未来规划用地性质主要为居住用地、公共绿地和道路用地。场地所在区域埋深40 m内的地层主要分布特征：埋深3 m以内主要为填筑土；3~9 m为淤泥质黏土；9~12 m为黏土；12~20 m为含沙浆黏土；20 m以下基本为石灰岩。

1.2 采样点布设和样品采集

根据HJ 25.1—2014《场地环境调查技术导则》，HJ 25.2—2014《场地环境监测技术导则》和HJ/T 166—2004《土壤环境监测技术规范》等文件的相关要求，并结合潜在污染区域和潜在污染物的识别结果，对调查场地的土壤和地下水进行布点监测。采样点布设体现突出重点、兼顾均匀性原则，根据原场地使用功能和污染特征，结合场地的地形特征及现场踏勘，采用专业判断布点和分区布点相结合的布点方法在生产车间、仓库、电石渣堆放区等重点污染区和厂区空地及办公区等一般污染区进行土壤监测点位的布设，共设置19个土壤采样点位，土壤采样点用S01~S19编号，共采集209个土壤样品（包括171个监测点土样、17个物理样、2个背景样和19个平行样）。在场地内布设3口地下水监测井，共采集4个地下水样品（包括1组平行样），地下水采样点用W01~W03编号。调查场地布局及采样点布设见图1。

图1 采样点布设及0～2 m多环芳烃类修复范围示意

为了判断土壤中污染物浓度随深度的变化情况，本次采样进行了不同深度的取样。土壤垂直方向采样深度最大达到14 m，清除地表建筑垃圾后3 m以内土壤的采样间隔为0.5m，3~6m采样间隔为1m，6 m以下采样间隔为2 m。地下水监测井点位在完成土壤样品采集后进行监测井安装，完成洗井24~48 h后，测定地下水埋深，进行地下水样品采集及现场常规指标的测定。

将送检的土壤和地下水样品按制样规范，装入实验室提供的样品瓶，并贴上标签纸，写上样品名称、编号和采样日期等参数，立即放置到冷藏箱中，低温保存(＜4℃)，并及时送实验室检测分析。

1.3 检测分析项目

检测分析项目指标需涵盖该场地特征污染物，同时要对场地污染有全面的了解，既要有针对性，又要有全面性。根据该化工企业生产特点，同时考虑到场地历史资料收集的局限性、有效性和场地调查的不确定性，选择土壤检测因子包括pH值、VOCs、重金属(8 项)、SVOC 等；地下水检测因子包括 pH值、TPH、重金属、TOC、氰化物、VOCs及 SVOCs等。

1.4 样品分析方法

样品检测采用国家标准方法进行化学分析，部分参照美国环保署规定方法进行化学分析。土壤pH值测定方法为NY/T 1377—2007；地下水pH值测定方法为GB/T 6920—1986；土壤和地下水中 VOCs的分析方法为 USEPA 8260 C—2006；SVOCs的分析方法为USEPA 8270 D—2007；重金属的分析方法为 GB/T 22105.1—2008，HJ 491—2009 等。

1.5 评价标准

根据当地政府规划，场地未来将作为居住用地、公共绿地和道路用地开发。土壤筛选值选定参考北京市地方标准DB11/T 811—2011《场地土壤环境风险评价筛选值》[12]和《上海市场地土壤环境健康风险评估筛选值（试行）》[13]2者中相对较严的数据。

地下水筛选值选取按照优先顺序依次参考GB/T 14848—93 《地下水质量标准》、DZ/T 0290—2015《地下水水质标准》Ⅲ类和《美国环境保护署区域筛选值》。本文选定的土壤和地下水筛选值见表1和表2。

表1 选用的土壤筛选值mg·kg-1

表2 选用的地下水筛选值μg·L-1

1.6 风险评估方法

本研究根据我国环境保护部编制的HJ 25.3—2014《污染场地风险评估技术导则》的相关要求和规定的模型参数，适当参照国际通用的美国材料实验协会 ASTM等国外标准指南、准则，利用中国科学院南京土壤研究所 HERA污染场地土壤与地下水风险评估软件，对该化工企业搬迁遗留场地进行土壤和地下水环境健康风险评估。土壤中浓度超过筛选值的污染物被筛选出作为关注污染物。

2 结果与讨论

2.1 场地土壤和地下水检测结果

2.1.1 场地土壤检测结果

场地土壤检测结果见表3。采集的土样中重金属铬（Ⅵ）均未检出，其他7项重金属（铜、铬、锌、镍、铅、镉、汞）在所有土样中均有检出，检测结果均未超过非敏感用地土壤筛选值。19个土壤采样点位采集的土样中挥发性有机物均未检出，场地中有检出的半挥发性有机物为多环芳烃类、酞酸酯类、苯胺类和联苯胺类污染物，其他检测因子未检出。苯并(a)蒽质量分数最大值为0.7 mg/kg，苯并(b)荧蒽质量分数最大值为1.2 mg/kg，苯并(a)芘质量分数最大值为0.7 mg/kg，茚并(1,2,3-cd)芘质量分数最大值为0.6 mg/kg。苯并（a）蒽、苯并（b）荧蒽、苯并（a）芘等为代表的多环芳烃类污染物主要分布于空压机房、乙炔瓶库南侧，与生产过程中空压机机油挥发、泄露或者拆迁过程中拆迁设备机油泄露有关。

表3 场地土壤检测结果统计mg·kg-1

2.1.2 地下水检测结果

3个地下水井采集的水样中TPH、氰化物及重金属汞、铬（Ⅵ）均未检出，VOCs和SVOCs大部分未检出，有检出的有机污染物仅有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二丁酯质量浓度最大值为1.1 μg/L，浓度较低。1，2号井水样pH值分别为7.3，7.9；3号井水样pH值为10.0，呈碱性，与3号水井位于电石库堆放区域有关。

2.2 风险评估

2.2.1 危害识别

根据检测分析结果，采集的水样中重金属以及挥发性有机物、半挥发性有机物检测结果均显著小于相应的筛选值。因此，该化工企业场地地下水未受到重金属以及挥发性有机物、半挥发性有机物的污染。

根据污染物的浓度统计分析结果，场地土壤的主要污染物为苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘。与筛选值比较结果表明，苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘所在敏感用地最大值分别为 0.7 ，1.2 ，0.7，0.6 mg/kg，分别为敏感用地筛选值的 3.5，2.4，3.5，3 倍；苯并(a)蒽、苯并(a)芘所在非敏感用地最大值分别为0.6，0.7 mg/kg，分别达到非敏感用地筛选值的1.5，1.75倍。因此将上述4种有机污染物确定为关注污染物。

2.2.2 暴露评估

根据当地政府规划，场地未来将作为居住用地、公共绿地和道路用地开发。居住用地属于敏感用地，根据人群在儿童期和成人期的暴露来评估污染物的终生致癌风险，根据儿童期暴露来评估污染物的非致癌风险；公共绿地和道路用地属于非敏感用地。对于项目所调查场地污染可能对人体健康产生的风险，从最保守的角度出发，充分考虑可能对人体健康产生危害的因素，且该场地地下水不作为饮用水。因此，从以下5种暴露途径进行评估：①经口摄入土壤途径；②皮肤接触土壤途径；③吸入室内土壤颗粒物；④吸入室外土壤颗粒物；⑤吸入室外表层土壤中挥发性污染物暴露途径。暴露量和持续时间主要参考环保部《污染场地风险评估技术导则》的数据确定。

2.2.3 毒性评估

污染物的毒性参数优先考虑《污染场地风险评估技术导则》中给定的，导则中未包括的污染物，其参数主要通过参考国外权威机构建立的数据库获取。本场地风险评估关注的污染物及毒性参数见表4。

表4 污染物的毒理学参数

2.2.4 风险表征

根据《污染场地风险评估技术导则》，单一污染物的致癌风险可接受水平采用10-6，对于非致癌污染物，可接受危害商为小于或等于1，大于可接受的风险值或危害商就表明该污染物存在相应的致癌或者非致癌风险。各点位的总致癌风险为每种物质各个暴露途径的风险值之和，运用HERA软件，场地土壤中污染物健康风险计算结果见表5和表6。

表5 场地敏感用地污染物健康风险计算结果

表6 场地非敏感用地污染物健康风险计算结果

由表5和表6可知，敏感用地方式下，人体健康产生的致癌风险水平在9.44×10-7~1.10×10-5。土壤中致癌物质苯并(a)蒽、苯并（b）荧蒽、苯并（a）芘的总致癌风险在场地生产区内大量超过可接受风险水平，其风险范围多在数量级10-5至10-6之间；非敏感用地方式下，人体健康产生的致癌风险水平在3.24×10-7~3.76×10-6。土壤中致癌物质苯并（a）芘的总致癌风险在场地生产区内超过可接受风险水平。

2.3 修复目标值

根据《污染场地风险评估技术导则》筛选出超过可接受风险1.0×10-6的污染物作为该场地土壤中建议的修复污染物，计算了基于保护人体健康的土壤污染物的风险控制值，作为场地土壤修复目标值的重要依据。经计算，该场地土壤的修复目标值见表7和表8。

表7 敏感用地建议修复目标值mg·kg-1

表8 非敏感用地建议修复目标值mg·kg-1

2.4 修复区域

根据各土壤取样点不同深度处的各种污染物浓度值和地表标高得出各种污染物在地层内的空间分布场。用修复目标值作为需要清理或修复范围的基准，土壤中污染物大于或等于修复指导值的土壤均在修复范围之内，并且据此计算需要修复的土壤体积。

本场地中超过土壤修复目标值的土壤污染物分别是苯并(a)蒽、苯并（b）荧蒽、苯并（a）芘、茚并（1,2,3-cd）芘。根据土壤中污染物的空间分布规律，将污染土壤分为2个层次，分别为0~2，2~4 m，根据将超过修复目标值的分布范围进行叠加的计算结果，在空间分布上，场地0~2 m表层土壤中超过修复目标值的污染物为苯并(a)蒽、苯并（b）荧蒽、苯并（a）芘；场地2~4 m表层土壤中超过修复目标值的污染物为苯并(a)蒽、苯并（b）荧蒽、苯并（a）芘。 场地土壤2个层次中污染物的超标点位与修复范围见图1和图2。

图2 2～4 m多环芳烃类修复范围示意

从图1、图2中可以看出，场地0~2 m表层土壤修复区域主要集中在空压机房、乙炔瓶库南侧；场地2~4 m表层土壤修复区域主要集中在空压机房、乙炔瓶库、工业氧充装台、总配电室。计算各层次土壤修复面积及土方量，其中0~2 m修复区域面积为1 834 m2，2~4 m修复区域面积为5 141 m2。场地土壤污染物超过修复目标值需要修复的土方量约为13 950 m3。

3 结论

（1）该场地土壤污染较重，根据污染物的浓度统计分析结果，场地土壤的主要污染物有苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘4种。从污染物的空间分布来看，土壤污染物苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘超过筛选值的区域分布在空压机房、乙炔瓶库南侧，除此之外的其他区域土壤污染物浓度均未超过筛选值。根据检测分析结果，采集的水样中重金属以及挥发性有机物、半挥发性有机物检测结果均显著小于相应的筛选值。

（2）根据场地规划为西南侧作为居住用地，其他分别为公共绿地和道路用地，将居住用地作为敏感用地方式来进行风险计算，将公共绿地和道路用地作为非敏感用地方式来进行风险计算。单个污染物致癌风险可接受水平设定为10-6。通过对计算结果的分析，该场地主要受到多环芳烃类物质的污染，部分污染物具有致癌性，场地环境风险不可接受，存在风险隐患，场地污染土壤需进行修复。

（3）该场地土壤中超过修复目标值的土壤污染物为以苯并（a）蒽、苯并（b）荧蒽、苯并（a）芘等为代表的多环芳烃类。多环芳烃类污染物主要分布于空压机房、乙炔瓶库、工业氧充装台、总配电室等区域，分布深度在0~4 m。根据开展的健康风险评估划定的建议修复区域，建议修复总面积为6 975 m2。根据修复目标值确定修复范围，场地土壤污染物超过修复目标值需要修复的土方量约为13 950 m3。

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