搬迁农药厂地下水污染调查与健康评价

葛秋凡　彭明国　陈冬　田开洋　徐成华　毛林强　张文艺

摘 要：为评估苏南某搬迁农药厂地下水污染现状和风险，采用USEPA污染场地环境健康评价方法，采样、检测、分析、评价了该厂区地下水对人体暴露所存在的健康风险。结果表明：该厂区地下水确定的目标污染物为2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、邻苯二甲酸二甲酯，其中2，4，6-三氯苯酚为致癌物；厂区地下水污染对居民和工人造成的非致癌风险分别为0.81和0.079，致癌风险分别为5.6×10-7和2.7×10-8，均未超出安全范围；致癌物对于场地附近居民，以吸入吸收为主要暴露途径（74.8%），对于场地工人，则以口入为主要暴露途径（55%），居民和工人均以皮肤接触暴露途径最小。本研究结果可为该搬迁农药厂地下水污染修复设计提供依据，亦可为苏南地区类似农药厂污染场地地下水调查与健康风险评价提供参考。

关键词：废弃农药厂；地下水；健康风险评价；致癌；环境风险

中图分类号：X522 文献标志码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.03.014

Abstract：In order to investigate the present situation of groundwater pollution and its environmental risk in an abandoned pesticide factory in south of Jiangsu Province， the environmental health assessment method of USEPA on contaminated site was used to evaluate and analyze the risk of groundwater to exposed human bodies in that factory. The results indicated that the main organic pollutants were 2，4-dichlorophenol， 2，6-dichlorophenol， 2，4，6-trichlorophenol， dimethyl phthalate， in which 2，4，6-trichlorophenol was the only carcinogen. The non-carcinogenic risks of groundwater pollution to residents and workers in the factory area were 0.81 and 0.079 respectively， and the carcinogenic risks were 5.6×10-7 and 2.7×10-8 respectively， and the risks were all under the safety limits. For nearby residents， they were mainly exposed through breathing， occupying 74.8%. For site workers， they were mainly exposed through mouth， occupying 55%. Both residents and workers had the lowest exposure to skin contact. The survey could provide reference for groundwater pollution in South Area of Jiangsu Province.

Key words：abandoned pesticide factory， groundwater， health risk assessment， carcinogenicity， environmental risk

近年來，苏南城市在推行产业转型的过程中，城市产业结构不断调整。为了保护城市环境，提高对土地利用效率，大量重工业和高污染企业由市区搬迁至郊区，但是有关搬迁后原有土地土壤污染程度的报道较少[1]。搬迁后的原地块土壤存在大量有机物和重金属，随着雨水和灌溉水的渗入，大量污染物进入地下水，扩大了污染区域，地下水在生物圈循环速度慢，污染难以被发现，但对区域内饮用地下水的居民健康带来了严重威胁。近年来，李振红等[2]对某油库地下水污染进行调查和健康风险评估，结果显示地下水中1，2-二氯乙烷超标，有致癌风险；王若师等[3]对某地区饮用水水源地进行了健康风险评价，结果显示致癌风险由大到小依次为江河、水库、山泉、地下水；王兰化等[4]对某化工厂地下水取样调查，1，2-二氯丙烷、苯超过了限值，存在较高致癌风险。因此，这种搬迁后的污染场地已成为制约区域社会经济持续发展的重大环境问题[5]，为此环保部在《污染地块土壤环境管理办法》中发布，坚持谁污染谁治理，实行终身责任制，对企业提高环保意识具有很大作用。

李志萍等[6]对地下水健康风险评价方法进行了讨论与总结，提出了现有的健康风险NAS1983和USEPA1989模型。本文采用USEPA污染场地环境健康评价方法，检测、分析、评价该厂区地下水对人体存在的健康风险，通过潜在生态危害系数法和毒性风险评估法对数据进行分析处理，为该搬迁农药厂地下水污染现状评价与修复设计提供依据。

1 调查区域概况

所调查污染地块为某搬迁农药厂，主要生产2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚等农化产品，有20多年生产历史。厂区南侧是未命名小河流向长江，东西两侧有化工公司，北侧为砖窑厂，如图1所示。

该搬迁农药厂区域位于华北和扬子板块的衔接部位，郯（城）—庐（江）深断裂带斜贯西北部，地质结构复杂多样，海拔由南至北逐渐升高，北部为丘陵山岗地区，中南部为河谷平原、山岗地区，南部为沿江平原圩区。区域地质组成为震旦纪、寒武纪灰岩，白垩纪火山岩系，老第三纪浦口组及赤山组，新第三纪的雨花台组及玄武岩。震旦纪、寒武纪灰岩，常为储水层，当其上有隔水层存在时，地下水溢出为泉，或为温泉。区域水系分属长江和滁河水系，区域沿东北部治山至中部骡山向西北至大庙沿线，为江淮分水岭，南侧为长江水系，北侧为滁河水系，地下水位平均在4～9 m之间，水源主要来自雨水补给[7]。

2 监测井布置

该农药厂厂址所处区域地貌属于平原区，确定属于“平原及平缓高原孔隙水”范畴，应按照“十”字型布点方法对其进行监测井布设，采样点位位于场地的地势最低处，是原厂区存放药品处，所设检查井位置如图2所示。

现场采样方法根据《地下水环境检测技术规范》（HJ/T164-2004），现场利用浮球、绳子和卷尺制成简易测量地下水水位的工具，在布设好的采样井测算记录各个点地下水水位，将300 mL贝勒管放入采样井中，管下方至地下水水位距离0.5 m以下。采样前，先将贝勒管放入采样井中取出地下水样品，用地下水先清洗管内部3次[8]。

3 健康风险评价

3.1 目标污染物的确定

2016年12月在场地周围采样并进行监测，所采集5个点的水样均检测出15种半挥发性有机污染物，包括2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、邻苯二甲酸二甲酯、五氯苯、2，3，4，6-四氯酚等有毒有害物质，其中前4者浓度较高，分别为0.222，0.088，0.202，4.7 μg·L-1，故被选择用作风险评价的目标污染物。

3.2 危害识别方法

以国际相关环境监测的毒理数据库—国际癌症研究署（IARC）和美国环境保护署综合风险信息系统（IRIS）中的数据为评价目标等级和类别的判别依据，通过危害识别确定致癌和非致癌目标污染物。

危害识别结果表明，目标污染物中2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、邻苯二甲酸二甲酯为非致癌物质，而2，4，6-三氯苯酚为致癌物质2B。

3.3 暴露途径

根据该搬迁农药厂周边环境情况确定该地区属于工业区环境，环境介质为地下水，暴露受体主要为厂区工人和厂内常住居民（均视为成年人）。受体暴露于污染物的可能途径有4条：途径1饮用地块下的地下水从口中吸收入体内；途径2在使用地块下地下水沐浴过程中水汽蒸发，通过呼吸作用吸入体内；途径3在日常清洗过程中，水分汽化通过呼吸道吸收的途径；途径4在使用污染地块地下水沐浴或者清洗物品的过程中，地下水中污染物通过皮肤渗透入身体的途径。

3.4 暴露量计算

3.4.1 暴露量计算参数及取值 暴露量分析过程中参数为美国环保署数据库[9-13]中的给定值和推测值，与采样点当地居民和工人生活真实存在误差，数据仅供参考。具体取值为：地下水饮用量（IRWo），居民和工人分别为2，1.5 L·d-1；暴露頻率（EF），居民和工人分别为304，84 d·y-1；暴露时间（ED），居民和工人设定居住时间分别为70，35 y；体重（BW）设定为70 kg；暴露发生的平均时间（AT），致癌与非致癌污染物分别为25 550 d和ED×365 d；呼吸速率（B）为1 m3·h-1；每次淋浴时间和日常清洗时间（t1）0.5 h；淋浴后仍在浴室的时间（t2）0.2 h；呼吸速率（IRinh）17.15 m3·d-1；身体表面积（SA），脸400 cm2，手900 cm2，前臂1 100 cm2，全身18 000 cm2；淋浴次数（EV）1 d -1；日常清洗次数（EV）4 d-1[2]。

3.4.2 暴露量计算方法 不同途径暴露量计算公式（USEPA，1992）：

途径1：（1）

途径2：

（2）

途径3： （3）

途径4：

（4）

式中：Intakeoral为口入吸收暴露量、Intakeinh为吸入吸收暴露量、Intakederaml为皮肤接触吸收暴露量，单位：mg·（kg·d）-1；Ca1为淋浴时空气中污染物浓度（mg·m-3）、Ca2为淋浴后空气中污染物浓度（mg·m-3）；Cair为空气中污染物浓度（mg·m-3）；DAevent为每次暴露剂量（mg·cm-2）。评价所用生活习惯参数为USEPA参考值或者估计值，不是准确值，对风险评估值存在可接受范围内的误差。

搬迁农药厂地下水对地面工人和居民的暴露量计算值详见表2和表3。

3.5 风险表征

风险表征是估算暴露人群在不同浓度目标污染物下所发生不良健康反应的机率。风险表征是风险评价的第4步，通过将前3步所计算的数据和指标进行结合分析，来判定不良健康反应发生的概率，可接受的风险水平和评价结果不确定性。

3.5.1 风险计算 从表4可以看出，居民在口入、吸入、皮肤接触3个途径暴露总风险显著高于工人；3个途径中，居民以吸入接触暴露风险占比最高（74.8%），其次为口入暴露风险（25%），皮肤接触暴露风险最低（0.2%）；而工人则以口入暴露风险占比最高（55%），其次为吸入风险（44%），皮肤接触暴露风险最低（1%）。

因此，工人在场地上补充水分时不建议使用地下水。

3.5.2 健康评价分析 该搬迁农药厂址地下水中的主要污染物是可挥发性有机物，经计算，地块对居民和工人造成的非致癌风险分别为0.81和0.079，均未超过1，说明非致癌风险在安全范围内，未对人体造成不可接受风险；而地块对居民和工人造成的致癌风险（表4）为5.6×10-7和2.7×10-8，均未超过10-6，说明污染对场址内居民和工人造成的致癌风险在安全范围之内，并未达到对人体致癌的暴露量。2，4，6-三氯苯酚为该地块主要致癌物质，居民接受风险的主要暴露途径为受体使用受污染地下水作为沐浴和日常清洗用途过程中水分蒸发吸入体内造成的暴露风险，而工人则主要为口入吸收暴露，二者皮肤接触风险均较低。为了减少致癌物质的吸入，在场地上的人群应尽量保持室内通风，尽量避免使用地下水淋浴，如果淋浴建议将窗户打开，减少呼吸吸入的致癌物质，生活饮用水以自来水为主，如使用地下水必须将水煮开使用。

4 结 论

（1）该搬迁农药厂地块地下水中主要的污染物为：2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、鄰苯二甲酸二甲酯，对场址内居民和工人造成的非致癌风险分别为8.1×10-1和7.9×10-2，致癌风险分别为5.6×10-7和2.7×10-8，均未超出安全范围。

（2）该搬迁农药厂地块地下水中致癌物为2，4，6-三氯苯酚，对居民的致癌途径主要为吸入吸收（74.8%），对工人则为口入吸收为主（55%），二者均以皮肤接触占比最小。

综上所述，通过对该搬迁农药厂地下水污染现状进行评价，原厂区地下水对人体所产生的影响不足以产生致癌等效果，但亦需要通过饮水、通风等方式降低其风险，研究结果可为该区域场地污染修复设计提供依据，亦可为苏南地区类似农药厂污染场地地下水调查与健康风险评价提供参考。

参考文献：

[1]周迅.苏南地区加油站地下储油罐渗漏污染研究[D].北京：中国地质科学院，2007.

[2]李政红，张胜，毕二平，等.某储油库地下水有机污染健康风险评价[J].地球学报，2010，31（2）：258-262.

[3]王若师，张娴，许秋瑾，等.东江流域典型乡镇饮用水源地有机污染物健康风险评价[J].环境科学学报，2012，32（11）：2874-2883.

[4]王兰化，李明明，张莺，等.某废弃化工场地地下水有机污染健康风险评价[J].地质调查与研究，2012，35（4）：293-298.

[5]高艳丽，刘世伟.城市化引发的污染场地问题详解与分析——看污染场地修复这十年[J].世界环境，2013（2）：40-41.

[6]李志萍，李慧，张帅，等.地下水有机污染健康风险评价研究综述[J].华北水利水电大学学报（自然科学版），2014，35（6）：21-24.

[7]许乃政，刘红樱，魏峰.长江三角洲地区水文水资源变化趋势及其对气候变化的响应[J].安徽农业科学，2012（12）：7277-7279.

[8]国家环境保护总局.HJ/T 164-2004.地下水环境监测技术规范[S].北京：中国环境科学出版社，2005.

[9]IARC. IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risks of human[EB/OL]. [2017-08-01]. http：//www.quakerchem.com.cn/wp-content/uploads/pdf/mtlw_issues/dea_tea_article.pdf.

[10]U.S.EPA.Exposure Factors handbook[EB/OL].[2017-08-01].http：//www.epa.gov/sites/production/files/2015-09/documents/efh-frontmatter.pdf.

[11] IRIS. IRIS Quick Lists[EB/OL]. [2017-08-01]. https：//cfpub.epa.gov/ncea/iris_drafts/simple_list.cfm.

[12]U.S.EPA. Integrated Risk Information System （IRIS） [EB/OL]. [2017-08-01]. http：//www.epa.gov/ncea/risk/recordisplay.cfm？deid=2776.

[13]U.S.EPA.Guidelines for Exposure Assessment[EB/OL].[2017-08-01]http：//www.epa.gov/risk/guildelines-exposure-assessment.