某矿业企业遗留重金属污染场地污染调查与风险评估

雷国建，文 波，李 栎，彭 轩，刘 朝，杨广超

（湖南国重环境科技有限责任公司，湖南 长沙 410000）

随着我国城市化进程的加快和用地规划的调整，很多城市近郊工业企业停产或搬迁，遗留了大量受到污染、亟待调查评估和修复开发的工业场地［1～4］。土壤污染成为在解决水污染、大气污染、固体废物污染后急需解决的环境污染问题［5，6］。根据“土十条”及湖南省环保“十三五规划”，要求尽早启动城市周边退出污染工业废弃场地的修复工作，消除其对环境的污染，保障人居安全。遗留地块修复前需要进行遗留生产场地的调查与风险评估，了解场地污染状况，评估环境污染物对人体健康风险［7，8］。本研究以湖南某矿业企业遗留的重金属污染场地为研究对象，对重金属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。按照《污染场地风险评估技术导则》（HJ 25.3-2014）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，为该地块的开发建设提供环境信息，为政府决策提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 场地概况

该遗留地块占地30 000 m2，于2008年建设氧化锌粉项目生产线，主要设备有破碎机、回转窑、沉降室、冷却系统、脱硫塔、布袋除尘器等。主要原料为氧化锌矿石、煤。主要产品：氧化锌粉。2013年5月彻底关停。场地调查前主要生产厂房（回转窑、原料库、破碎搅拌混合车间、沉降室、脱硫间、冷却间）均已拆除，且无遗留相关拆除固废；无任何遗留生产设备；且场地内现已无遗留原辅料及产品等物料；无遗留与生产相关的固体废物；现有厂区仅保留一个25 m2包装间、60 m烟囱、3个（5 m3、8 m3、5 m3）沉淀池及一栋办公楼主体结构，闲置至今。场地内部分硬化地面出现破损破裂现象，遗留有部分建筑垃圾。沉淀池中遗留少部分雨水。根据采访调查，企业以往生产期间未发生重金属污染事故。

根据土地利用规划，治理后的场地被规划为居住用地，地块区域西侧边界10 m为高速公路连接线；北侧边界10 m为某公司，东侧边界10 m为村庄，东南侧15 m为安置小区。场地与北、西、南、东南之间敏感点均有山体植被阻隔。厂区平面布置图如图1所示。

1.2 采样点布置与样品采集

1.2.1 土壤样采集

依据《污染场地环境监测技术导则》（HJ 25.2-2014），采用系统布点法设监测点位，采样单元面积为400 m2（20 m×20 m网格）。结合场地污染和采样具体情况，确定场地污染监测点位为26个，如图2所示。采样深度和间隔根据实际情况适当调整，分别对每个采样点设置采样深度为0.5 m、1.0 m、1.8 m（根据导则中建议3 m以内深层土壤的采样间隔为0.5 m，即应设0.5 m、1.0 m、1.5 m等采样深度，受土壤特征因素影响可根据实际情况适当调整，因此在场地调查中将1.5 m的采样深度适当调整为1.8 m）处三个垂直层面土壤样。

图1 厂区平面布置图

图2 土壤采样布点图

1.2.2 废水样采集

对场地内废水样采集。在对场地调查时发现场地东侧废水收集沉淀池汇集了少量雨水。采集时先清除水面漂浮物，然后用专用样品瓶放到水面下约5 cm采集水样。采集了1个废水样品。

1.2.3 地下水样采集

根据《场地环境调查技术导则》（HJ 25.1-2014），因本场地内无地下水井，场地内及周边地下水位较深，通过收集以往地勘资料，场地区域地下水流向为东北偏东，因此此次场调对场地东北160 m处居民水井（水井）进行采样分析，根据走访调查该水井户主，打井深度100 m以上，表面区域地下水位较深，同时该井位于本场地地下水径流的下游。

1.2.4 背景样采集

此次场调布置1个背景土壤采样点，在场地西南侧红线外220 m。

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。根据该矿业企业生产特点，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、重金属总量（9项）；地下水和废水检测因子包括pH值、硫化物、重金属（7项）等。

1.4 样品分析方法

1.4.1 土壤分析方法

土壤样品关注污染物的分析测试按照《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600-2018）［9］和《土壤环境监测技术规范》（HJ／T 166-2004）中的指定方法进行。

1.4.2 水样分析

废水样品的分析按照《地表水和污水监测技术规范》（HJ／T 91-2002）中指定方法执行，地下水样品分析按照《地下水环境监测技术规范》（HJ／T 164-2004）中指定方法执行。

1.5 评价标准

1.5.1 土壤污染物总量评价标准

本场地修复后土地用途为居住用地，因此本次调查对污染现状采用《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600-2018）、《重金属污染场地土壤修复标准》（DB 43／T 1125-2016）［10］中居住用地标准进行评价。

1.5.2 地下水评价标准

本项目采用《地下水质量标准》（GB／T 14848-2017）三类标准对地下水进行评价。

1.5.3 废水评价标准

本项目采用《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级标准要求对废水进行评价。

1.6 风险评估方法

根据该区域未来的用地规划，该场地规划为居住用地，均属于敏感用地。本次风险评估主要依据《污染场地风险评估技术导则》（HJ 25.3-2014）相关要求和规定的模型参数，对该矿业企业搬迁遗留场地进行土壤污染人体健康风险评估。本研究中风险评估主要分以下五个步骤：危害识别、暴露评估、毒性评估、风险表征、风险控制值和修复目标值确定。

2 结果与讨论

2.1 土壤和地下水检测结果

背景点土壤样品中主要检测因子的全量检测数据均可满足相关标准要求；厂区土壤铅最高浓度值为2 893 mg／kg、镉最高浓度值为95.7 mg／kg、砷最高浓度值为73.3 mg／kg，超过《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准》（GB 36600-2018）第一类用地筛选值，锌、锰、总铬无标准，但锌最高浓度值为5 932 mg／kg，含量较高，锰、总铬含量较低，故建议将锌、铅、镉、砷作为关注污染物进行进一步的风险评价；场地部分区域经雨水冲刷后汇入东侧沉淀池的雨水主要监测因子均满足《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级标准要求。场地周边居民水井主要监测因子均满足《地下水质量标准》（GB／T 14848-2017）表1中Ⅲ类标准及表2标准限值。

2.2 风险评估

2.2.1 危害识别

根据场地监测结果与《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准》（GB 36600-2018）第一类用地筛选值、《重金属污染场地土壤修复标准》（DB43／T 1165-2016）居住用地标准限值对比，确定本场地土壤样品中关注污染物有：铅、镉、砷、锌。

2.2.2 暴露评估

根据场地未来开发计划，本场地土地利用方式为居住用地，参照敏感性用地方式进行暴露情景分析。本项目中关注污染物全部为重金属，饮用水为洁净水，非地下水，因此忽略吸入室外空气中气态污染物途径、吸入室内空气中气态污染物途径、饮用地下水途径。暴露途径主要有三种，即经口摄入土壤途径、皮肤接触土壤途径、吸入土壤颗粒物途径。

2.2.3 毒性评估

本项目关注污染物为铅、镉、锌、砷，均为致癌污染物。按照美国IRIS污染物致癌等级划分，主要关注污染物的危害效应见表1。

表1 重金属的危害效应

2.2.4 风险表征

根据《场地风险评估技术导则》（HJ 25.3-2014），污染物可接受的非致癌风险水平即目标危害商为1，可接受的致癌风险水平为10-6。根据《场地风险评估技术导则》（HJ 25.3-2014）中敏感用地暴露评估模型计算本场地各污染因子最大值的危害商和致癌风险，计算结果见表2。

表2 风险评估下的污染因子危害商和致癌风险（最大值）

根据表2可知，土壤中铅、镉、锌、砷污染物最大值的危害商均大于1，镉、砷污染物最大值的致癌风险均大于10-6，代表场地内部分区域健康风险在不可接受范围，须进行修复后才能开发利用。

2.3 风险控制值和修复目标值

2.3.1 风险控制值

根据《场地风险评估技术导则》（HJ 25.3-2014）中敏感用地方式下土壤污染物暴露的致癌／非致癌风险评价模型及表中的推荐参数，在可接受风险设定为：单一污染物、单一暴露途径致癌风险可接受水平为1.0×10-6，非致癌风险可接受危害商为1的前提下，计算得出敏感用地方式下土壤中暴露的致癌／非致癌风险控制值，选择较小者作为本污染场地的风险控制值。计算结果见表3。

表3 场地土壤健康模型下风险控制值mg／kg

2.3.2 修复目标值

本项目评价及修复标准选取依据为《场地风险评估技术导则》（HJ 25.3-2014）计算得到的土壤风险控制值及《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600-2018）中筛选值和管控值。修复目标值选定原则为：（1）土壤风险控制值小于筛选值时，修复目标值为筛选值；（2）土壤风险控制值介于筛选值与管控值之间时，修复目标值为土壤风险控制值；（3）土壤风险控制值大于管控值时，修复目标值为管控值。本场地修复目标值见表4。

表4 场地修复目标值表 mg／kg

2.4 修复区域

根据各层污染范围及各层深度，得到场地污染各层污染面积及土壤量。场地污染土方统计见表5。

3 结 论

1.关注污染物污染情况。场地遗留废水和地下水均未超过标准。场地内土壤含量检测结果表明，本地块厂区土壤铅最高浓度值为2 893 mg／kg、镉最高浓度值为95.7 mg／kg、砷最高浓度值为73.3 mg／kg，超过《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准》（GB 36600-2018）第一类用地筛选值，锌、锰、总铬无标准，但锌最高浓度值为5 932 mg／kg，含量较高，锰、总铬含量较低，故建议将锌、铅、镉、砷作为关注污染物进行进一步的风险评价。

表5 场地污染土方统计表

2.风评结果。敏感用地条件下，场地的关注污染物锌、铅、镉、砷危害商超过1，镉、砷致癌风险值超过10-6，在不可接受范围，场地存在健康风险，须进行修复后才能开发利用，对比《场地风险评估技术导则》（HJ 25.3-2014）计算得到的土壤风险控制值及《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600-2018）的筛选值和管控值，确定本场地修复目标值为铅400 mg／kg、镉20 mg／kg、锌1 323 mg／kg、砷20 mg／kg。

3.场地污染土方量。场地重金属总污染面积约为10 056 m2，总污染土方量约为14 677.6 m3。