南京某化工企業搬遷場地土壤有機汙染調查及健康風險評價研究

南京某化工企業搬遷場地土壤有機汙染調查及健康風險評價研究

北極星環境修復網  來源:《四川環境》

  作者:王甫洋 田珺 夏晶 陳華 劉寧  

2020/12/1 9:49:02  我要投稿  

北極星環境修復網訊:摘要：對南京某化工企業搬遷場地進行了有機汙染物監測，並進行了健康風險評價研究，在此基礎上提出了汙染物修複目標值。結果表明：該場地有機汙染物超標的有苯並a芘(BaP)、1,2 二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷、氯仿和雙(2-氯異丙基)醚；1,2,3-三氯丙烷、氯仿、雙(2-氯異丙基)醚等物質存在致癌風險；1,2 二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷、氯仿三種物質存在非致癌風險; 經計算BaP、1,2 二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷、氯仿和雙(2-氯異丙基)醚基於人體健康的修複目標值分別為0.063 mg/kg、0.890 mg/kg、0.005 mg/kg、0.290 mg/kg和0.210 mg/kg；場地內風險最大的區域是堆桶區，生產區、辦公區、廠房和儲罐區未檢測到超標物質; 單個物質汙染程度隨土壤深度無明顯規律。

關 鍵 詞：土壤; 有機汙染物; 健康風險評價; 修復

引 言

我國城市化速度不斷加快，城市規模不斷擴大，大量農村人口進入城市，使得城市中的土地更顯珍貴。許多城市制定發展規劃時，要求原城區中的工廠和企業遷入工業集中區，這些措施實施後，對改善當地城市人居環境、促進經濟快速發展起到了重要推動作用。然而，在工業生產過程中，可能會對場區土壤造成汙染，特別是企業搬遷後，城區中留下了大量嚴重汙染的土地，若不加以監測評估和處理，勢必會對當地環境產生長期的影響。因此，對可能受汙染的場地進行汙染調查與風險評價是非常重要且有現實意義的。

西方發達國家在汙染場地健康風險評價研究方面開展較早並處於較高水平。荷蘭在1994年就制定了有關健康風險評估的技術方法，並基於保護人體健康為目的確定了土壤汙染基準值；英國在2002年發布了汙染土地健康風險評估的技術方法並於2009年進行了修訂。目前，英國已經建立汙染場地健康風險評價框架；美國在1998年提出了場地風險評價模型Risk-Based Corrective Action (簡稱RBCA)模型，還制定了基於人體健康為出發點的《區域性土壤篩選值》，並針對不同功能用地方式下的土壤篩選值提供了技術方法。RBCA模型受到世界各國參考借鑑，我國也以參考借鑑RBCA模型進行健康風險評價為主。

我國對健康風險評價的研究始於80年代，最初主要集中於水環境方面，隨著土壤和大氣環境日益受到重視，相關風險評估研究也逐漸增多。比如，土壤方面，有學者對土壤中的殘留農藥和有機物進行了健康風險評價研究，有對汙染土壤中殘留重金屬進行了健康風險評價研究；大氣方面，近期對PM2.5進行了較多的健康風險評價研究。我國於90年代後相繼出臺了一些有關場地或土壤風險監測、調查以及評價技術導則與方法。

本研究以健康風險評價理論為基礎，採用國際上認可程度較高的汙染場地健康風險評價方法和模型，對南京市某有機汙染場地進行汙染調查與健康風險評價，以期為該場地汙染治理提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 場地背景

該公司佔地面積約為6 922.5 m2，裝置用地為3 138.75 m2，其他用地為存儲用地。裝置組成有四部分：原料罐區、生產裝置區、堆桶區及辦公區(其中有：配電間、更衣室、沐浴室、辦公室、實驗室)。主要原料種類有：基礎聚醚、胺類催化劑、穩定劑、阻燃劑及水。該公司主要產品為組合聚醚，組合聚醚生產工藝流程是依照配方將基礎聚醚與添加劑進行混配，混配過程中無化學反應，沒有高溫高壓，為物理混配過程。該公司北面與某化工有限公司聚醚裝置隔路相望，東面與丙稀球罐相鄰，西面與破乳車間(已停產)相鄰，西北角是環丙裝置。這些化學裝置主要涉及的易爆、劇毒危險化學品有：苯乙烯、丙烯腈、氯氣、環氧丙烷、環氧乙烷、液化丙烯等。根據南京市工業產業布局規劃，要求對該企業進行整治搬遷，並將該企業所在地塊規劃為R2二類居住用地，該企業於2013年1 月1 日停產關閉。

1.2 場地監測布點

根據場地已完成的工程勘察及現場鑽探柱狀圖，本場地地質特點如下：表層為雜填土(深度範圍0～0.35m至0～2.5m，包括混凝土及水泥墊層)，灰黑色鬆散含碎石、建築垃圾；下層為粉質黏土(深度範圍0.35～2.5m至6.0～7.0m)，黃褐色(部分為灰色)、可塑～硬塑、夾高嶺土團塊及鐵錳結核。

前期初步調查布設7個監測點位編號WS1～WS7，在初步調查檢測出有汙染物的WS1和WS5號點位周邊按照20m×20m 加密布設詳細監測點位，共布設詳細監測點位11 個編號WS8～WS18，各採樣點見下圖。

1.3 土壤採樣

採集土樣採用50 鑽機螺旋鑽杆進行鑽井，為防止交叉汙染，不同點位的土壤取樣前用純淨水清洗二遍鑽頭後擦乾再次取樣。根據前期收集到的場地水文地質情況，並結合場地未來土地規劃的需要，樣品採集深度3 m以內每0.5 m採集一個樣，3 m以外每1 m採集一個樣，採樣深度達9 m。採集的土壤樣品層數，主要根據現場土質結構、所在裝置區以及觀察結果進行適當調整。採樣後立即測定樣品PID值。

土壤樣品裝樣：快速採集鑽探出來的樣品至1 000 mL棕色廣口玻璃瓶中，將容器裝滿(消除樣品頂空)，所有樣品採集後及時放入裝有冷凍藍冰的低溫保溫箱中，並及時送至實驗室-23℃冷凍保存。分析前剔除砂礫、植物殘根，研磨過1mm篩，備用。

1.4 樣品分析

土壤樣品檢測因子包括有機汙染物和總石油烴類。其中有機汙染物包括揮發性有機化合物(VOCs)和半揮發性有機化合物(SVOCs)，土壤檢測因子具體見表1。場地內土壤汙染物監測指標分析方法採用國家環境保護標準(HJ)或美國環保署(USEPA)標準方法，如表2所示。

圖 土壤監測點位圖

Fig. Monitoring points of soil samples

表1土壤有機汙染物種類

Tab.1Organicpollutantsinsoil

表2土壤有機汙染物標準檢測方法

Tab.2Standarddetectionmethodforsoilorganicpollutants

1.5 健康風險評價

由於該場地將被開發為居住用地，因此，根據《汙染場地風險評估技術導則》(HJ25.3-2014)，本次風險評價對居住用地暴露情景進行評價，考慮的敏感人群包括兒童和成人兩類，暴露途徑主要通過經口攝入土壤、皮膚接觸土壤、呼吸吸入土壤顆粒物、呼吸吸入表層受汙染土壤揮發至室內、外的蒸氣等途徑。

風險評估包括致癌和非致癌效應評估，本次評估根據《汙染場地風險評估技術導則》(HJ25.3-2014)推薦的評估模型和參數，評價參數的選擇除現場測得的所需參數外均選擇《汙染場地風險評估技術導則》(HJ25.3-2014)所推薦的默認值。

2 結果與分析

2.1 汙染物種類

本場地中檢測出的有機物汙染物包括揮發性有機汙染物(VOCs)和半揮發性有機汙染物(SVOCs)兩類，未檢測到總石油烴類物質，各物質檢出率列於表3。

表3本場地檢出有機汙染物名稱及檢出率

Tab.3Nameanddetectionrateoforganicpollutantsdetectedatthesite

由表3可見，本場地共檢出有機汙染物23種，其中VOCs物質11種，SVOCs物質12種，未檢測到總石油烴類物質。VOCs 的檢出率分別為雙(2-氯異丙基)醚25%；1,2-二氯丙烷和1,2,3-三氯丙烷13.89%；氯仿11.11%；苯酚5.56%；乙苯、間和對-二甲苯、鄰-二甲苯和鄰苯二甲酸雙(2-乙基己基)酯均為2.78%。

SVOCs 檢出率分別為：萘27.78%；2-甲基萘16.67%；熒蒽和芘11.11%；苯並(a)蒽和蒽5.56%；屈、苯並(b)熒蒽、苯並(a)芘、茚並(1,2,3-cd)芘和苯並(g,h,i)苝、均為2.78%。其餘有機汙染物均未檢出。

2.2 汙染物汙染程度分析

將上述檢出結果按照居住用地篩選值與北京市地方標準《場地土壤環境風險評價篩選值》(DB11/T811-2011)進行對比，對於該標準缺乏的汙染物，選擇美國區域篩選值(Regional Screening Level(RSL)Summary Table May 2013)進行對比，最終得到土壤樣品超標有機汙染物種類和超標倍數，結果列於表4。

表4各採樣點超標汙染物濃度及超標倍數

Tab.4Theconcentrationandmultipleofpollutantsexceedingthestandardateachsamplingpoint (mg/kg)

由表4可見，本場地超標有機汙染物共計5種，其中VOCs物質3種：1,2 二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷和氯仿；SVOCs物質2種：雙(2-氯異丙基)醚和苯並a 芘。其中，1,2,3-三氯丙烷在8號、11號、12號、18號等四個點位超標，最高超標倍數達53倍；1,2-二氯丙烷在11號、12號、18號等三個點位超標，最大超標倍數達15倍；雙(2-氯異丙基)醚在11號、18號等兩個點位超標，最大超標倍數為4倍；氯仿在8號點位超標，超標倍數為4倍；BaP在16號點位超標，超標倍數為2倍。

2.3 超標汙染物空間分布特徵

在11個詳細監測點位中，有5個點位監測到汙染物超標，其中有3個點位落在堆桶場區域，另外2個點位離堆桶場較近(1個在堆桶場西北廠界西外側15m左右，1個在堆桶場東北角40m左右)，在生產區、辦公區、廠房及儲罐區沒有檢測到超標物質。以上結果說明該場地最大風險區為堆桶場，由於堆桶場長期堆放儲存物料及廢料的裝置，加之清理周期長，使得該區域汙染最為嚴重，在後期的土壤修復中應重點考慮。

另外，本場地汙染物汙染程度隨土壤深度的變化無明顯規律，表層土壤只有16號點位在0～2 m深度檢測到超標，而16號點位其他深度則無超標；8號、11號點位在7.7～8 m深度檢測到汙染物超標，表層土壤無超標；12號點位在檢測的中下層5.8～6.0 m有汙染物超標；18號點位在上層2～4 m和下層8.8～9 m均檢測到超標。總體來看，汙染程度隨土壤深度的變化無明顯規律，這可能跟土壤特徵和汙染物隨雨水沉降有關。

2.4 健康風險評價

將上述檢出並超標的汙染物1,2 二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷、氯仿、雙(2-氯異丙基)醚和苯並a 芘作為主要關注汙染物進行風險評價。5種汙染物風險值計算結果列於表5。

表5汙染物健康風險

Tab.5Healthriskoforganicpollutants

按照《汙染場地風險評估技術導則》(HJ25.3-2014)的規定單一汙染物的致癌風險值超過10-6，或危害熵超過1，代表風險不可接受。由上表可見， 1,2,3-三氯丙烷、氯仿、雙(2-氯異丙基)醚的致癌風險值都超過了10-6，說明這三種物質都存在致癌風險，其中氯仿的致癌風險值最高，達到了2.01E+00，需要重點關注，其次是1,2,3-三氯丙烷和雙(2-氯異丙基)醚；1,2 二氯丙烷和苯並a 芘(BaP)的致癌風險值小於10-6，不會對敏感人群產生致癌危害。

由非致癌危害熵可見：1,2 二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷、氯仿的危害熵均超過了1，說明三者都存在非致癌風險，其中，氯仿非致癌風險最高，危害熵達到了1.66E+04，其次是1,2 二氯丙烷和1,2,3-三氯丙烷；雙(2-氯異丙基)醚的危害熵小於1，說明不會產生非致癌危害；由於苯並a 芘(BaP)是公認的「三致」物質，因此，未作非致癌風險評價。

綜上所述，本場地檢出的1,2,3-三氯丙烷、氯仿等兩種物質分別同時存在致癌風險和非致癌風險；雙(2-氯異丙基)醚存在致癌風險；1,2 二氯丙烷存在非致癌風險。因此，需針對上述物質重點關注並開展修複目標值的計算。

2.5 土壤修複目標值

上述幾種關注汙染物篩選值的推導依據《汙染場地風險評估技術導則》(HJ25.3-2014)推薦的評估模型和參數，並採用中國科學院南京土壤研究所汙染場地修復中心研發的環境風險評估軟體HERA(Version 1.0)來推導保護人體健康的土壤修複目標值。根據《汙染場地風險評估技術導則》，汙染物可接受的非致癌風險水平即目標危害熵為1，可接受的致癌風險水平為10-6。通過HERA 軟體計算了可接受的致癌風險水平為10-6的修複目標值，修複目標值列於表6。評價參數選擇除現場測得的所需參數外均選擇我國《汙染場地風險評估技術導則》(HJ25.3-2014)所推薦的默認值。

表6土壤汙染物修複目標值

Tab.6Targetvalueoforganicpollutants (mg/kg)

由表6可見，1,2 二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷、氯仿、雙(2-氯異丙基)醚和苯並a 芘(BaP)基於健康風險評價的修複目標值分別為0.890 mg/kg、0.005 mg/kg、0.290 mg/kg、0.210 mg/kg、0.063 mg/kg。

3 結 論

3.1 本次場地調查共布設土壤監測點位11 個，採集土壤樣品102 個。經過檢測分析發現本場地共檢出有機汙染物23種，其中VOCs物質11種，SVOCs物質12種，未檢測到石油烴類物質。

3.2 經過對照有關評價標準，確定超標的有機汙染物有苯並a 芘(BaP)、1,2 二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷、氯仿和雙(2-氯異丙基)醚。

3.3 經空間分布特徵分析發現，本場地汙染最嚴重的區域為堆桶區，生產區、辦公區、廠房及儲罐區未檢測到超標物質。

3.4 健康風險評估分析表明1,2,3-三氯丙烷、氯仿兩種物質分別同時存在致癌風險和非致癌風險；雙(2-氯異丙基)醚存在致癌風險；1,2 二氯丙烷存在非致癌風險。

3.5 1,2 二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷、氯仿、雙(2-氯異丙基)醚和苯並a 芘(BaP)基於健康風險評價的修複目標值分別為0.890 mg/kg、0.005 mg/kg、0.290 mg/kg、0.210 mg/kg、0.063 mg/kg。

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