云南省某电池厂遗留场地调查及风险评估

吴霞+刘轩志+冯秋分+熊昂+贺锴+徐巍

摘要：以云南省某电池厂遗留场地为例，根据《污染场地风险评估技术导则》（HJ25.3-2014）对其进行了场地调查及风险评估。结果表明：该场地作为商业开发用地，土壤中镍对人体有致癌风险和非致癌危害，重金属锌对人体有非致癌危害，且均在可接受风险水平内；场地主要污染物为铅，土壤中铅的修复目标为400 mg/kg，修复范围为场区车间内，修复面积160 m²，修复深度0.56 m，修复土方量89.6 m³。

关键词：电池厂；污染场地调查；风险评估；云南

中图分类号：X53

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）14-0126-05

1 引言

土壤污染问题是继大气和水污染问题之后人类面临的又一重大环境问题。由土壤污染引发的安全问题和群体性实践逐年增多，成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[1]。伴随我国城市布局的调整与产业结构的升级，大批化工企业关停和搬迁，遗留的工业场地存在不同程度的污染[2]。根据原国家环保总局《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》（环办[2004] 47号）及环境保护部《关于保障工业企业场地再开发利用环境安全的通知》（环发[2012] 140号）的要求，开展搬迁地块的土壤和地下水环境质量现状调查，摸清搬迁企业场地的土壤、地下水污染状况势在必行。今对云南省某电池厂遗留场地调查，采集土壤和地下水样品，监测pH值、铅、锌、镉、砷、汞以及六价铬等指标，根据监测结果进行风险评估，旨在为该电池厂厂区后期土地开发利用提供科学依据。

2 调查方法

2.1 场地概况

该电池厂成立于1958年，2005年停产关闭。该电池厂生产的电池主要为锌、锰电池，主要生产工艺包括传统的糊式锌锰干电池生产阶段和无汞碱性电池技术生产2个阶段。项目区总体地势南高北低，呈不规则多边形型，南北长290～484 m，东西宽82～375 m。场地原始标高在1296.17～1297.60 m，最大高差1.43 m，场地较为开阔平坦。项目所在地位置图及卫星遥感图见图1和图2。依据当地政府的规划说明文件，该场地未来规划为商业用地及生活用地。

经过现场查勘、调查访问收集场地现状及历史资料，对场地土壤进行污染识别。初步判断场地潜在污染物如表1所示。

2.2 采样点布设和样品采集

依据《场地环境监测技术导则》（HJ25.2-2014）和《土壤环境监测技术规范》（HJ/T 166-2004）要求以及场地前期环境监测结果，对调查场地的土壤、地下水布点监测。采样点布设体现突出重点、兼顾均匀性原则，分区布点，共布设24个土壤采样点和5个地下水采样点。采样点布设见图3。

因场区大部分为硬化地面，对污染物向下迀移起到一定程度的阻隔作用，结合场区水文地质情况，土壤采样点的深度平均为2～4 m，实际采样深度及采集样品数根据现场土层分布情况而定，故本次调查设定每个点位采集4～6个土壤样品。

（1）表层土：0～0.5 m内采集1个土样，本层主要是考察回填土内是否存在污染，该污染应主要是回填时采用的土质污染情况决定的。

（2）表层与含水层之间：主要是0.5～2.0 m内采集3个土样。根据现场调查过程中的土壤钻孔，该层土壤为粘土/粉土交互层，考虑到厚度较深，1个样品不足以说明土壤变化情况，故各采样点位设计3个样品。现场采样时，需根据土壤性质变化、结合现场快速检测仪器设计采样深度，保证样品代表性。

（3）地下水位线附近：由于场区内不同区域存在地势高差，因此地下水位存在较大的差别，结合污染分布概率情况设计在厂区车间地表下2.0～4.0 m内采集3个地下水位附近的样品。

地下水采样：场地面积较小，生产工艺较为简单，场地所在区域降水相对较少，但土壤中的污染物可能通过地表降水入渗从而污染地下水。根据《地下水环境监测技术规范》 （HJ/T 164-2004）相关要求，本项目确定的地下水监测点为5个，其中场内3处、场外2处，保证上下游皆有监测井。

2.3 样品分析方法

根据现场调查情况及相关资料，确定土壤样品监测指标：含水率、铅、砷、镉、汞、总铬、铜、锌、镍。另外，场区部分区域可能出现六价铬、钒等污染，采集部分樣品进行六价铬、钒的分析；确定地下水样品监测指标： pH、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、砷、汞、铬（六价）、总硬度、铅、氟、镉、铁、锰、镍、铜、锌、溶解性总固体、高锰酸盐指数、硫酸盐、氯化物、大肠菌群、总硬度等。

根据主要污染物测试方法《建设用地土壤污染风险筛选指导值》（第三次征求意见稿）[3]，对预处理后的土样进行实验室分析，包括样品的消解、定容，标准品的制备及标准曲线的绘制校正，平行样及质控样品的准备，最终上机测试，并对检测结果进行精密度及准确度分析，以检测数据的可靠性。

2.4 评价方法

为严格把控调查区污染情况，确保不遗漏任何可能存在的污染物，本报告分别以《建设用地土壤污染风险筛选指导值》（三次征求意见稿）和北京市《场地土壤环境风险评价筛选值》（DB11/T 811-2011）[4]两个标准中最严标准，再结合《中国土壤元素背景值》（1996）确定最终筛选值，根据最终筛选值对土壤中全部检测出的指标进行筛查，从而确定调查区内疑似污染物，根据《污染场地风险评估技术导则》HJ/T 25.3-2014）[5]（以下简称《导则》）进行风险评估。地下水质量评价依据《地下水质量标准》（GB/T14848-93）执行。

3 结果与讨论

3.1 土壤检测结果

所送检土壤样品中，15种重金属（砷、铜、锌、铅、镉、汞、镍和铬等）进行了实验室分析检测，根据监测结果各点位均有该15种重金属检出。根据检出的浓度数据，选择检出各污染物浓度的最大值与筛选值进行比选，超标指标和超标点位罗列如表2所示。

根据分析结果，重金属超标点位共计12个，浓度区间和所在位置如表3所示。

根据上述数据，检测的15种重金属有3种重金属锌、铅、镍超过了重金属污染筛选值，超标点位共计12个。其中，镍的超标点位11个，铅的超标点位1个、锌的超标点位3个，超标倍数在1.2～1.6倍之间。总体来说，本场地重金属污染种类较少，污染程度较轻。

3.2 地下水检测结果

本次地下水污染调查在5个地下水监测点各取地下水样品1个，共5个地下水样品。检测的污染物指标包括pH值、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、砷、汞、铬（六价）、总硬度、铅、氟、镉、铁、锰、镍、铜、锌、溶解性总固体、高锰酸盐指数、硫酸盐、氯化物、大肠菌群、总硬度共23余项，地下水中各疑似污染物均无超标现象。

4 风险评估

4.1 关注污染物筛选

根据场地调查结果和污染概念模型分析，本次风险评估范围主要针对场区内污染土壤及地下水。根据调查结果，本场地土壤超过筛选标准的污染物共3种，分别为铅、锌、镍3种重金属。这些污染物对人体具有潜在危险，列为关注污染物，需进行健康风险评估，具体污染种类见表4。

根据《污染场地风险评估技术导则》（HJ25.3-2014）相关要求对场地土壤与地下水进行健康风险评估。其中，铅因受导则模型适用性及毒理参数完整性等因素限制，不适用于导则风险评估模型。其它2种污染物则根据导则要求进行计算。故本次参加风险评估的污染物共2种。本次风险评估中所用到的毒理参数参考《污染场地风险评估技术导则》（HJ25.3-2014）附录B。

4.2 暴露评估

暴露评估是指在危害识别的基础上，分析场地内关注污染物迁移和危害敏感受体的可能性，确定场地土壤和地下水污染物的主要暴露途径和暴露评估模型，确定评估模型参数取值，计算敏感人群对土壤和地下水中污染物的暴露量。

（1）暴露情景

污染物的暴露途径不同，敏感受体不同，其对人体健康的危害存在差异。根据该市《城市近期建设规划图（2016-2020）》，本项目场地未来拟规划为商住用地。因此，本项目场地的风险评估工作按照我国《污染场地风险评估技术导则》（环保部HJ25.3-2014）规定的以住宅为代表的敏感用地的风险评估方法进行，属于敏感用地类型，主要暴露人群为未来场地的使用人群。

（2）暴露途径

一般摄入土壤中的污染物途径包括以下6种：经口摄入土壤、皮肤接触土壤、吸入土壤颗粒物、吸入室外空气中来自表层土壤的气态污染物，吸入室外空气中来自下层土壤的气态污染物、吸入室内空气中来自下层土壤的气态污染物。

4.3 毒性评估

采用《污染场地风险评估技术导则》（HJ25.3-2014）进行风险评估的2种污染物的毒理学参数如表5所示。毒性参数主要用以计算呼吸吸入致癌斜率因子（SFi）、呼吸吸入参考计量（RfDi）、皮肤接触致癌斜率系数（SFd）和参考计量（RfDd），计算过程如下所示。

呼吸吸入致癌斜率因子和参考剂量外推模式公式

呼吸吸入致癌斜率因子（SFi）和呼吸吸入参考计量（RfDi）的计算过程，分别如下：

4.4 风险评估计算方法

本项目按照《污染场地风险评估技术导则》（HJ25.3-2014）中规定的风险评估方法，结合场地调查获得相关數据，针对场地污染源污染物进行风险评估和风险控制值计算，导则共列出来9种主要暴露途径和暴露评估模型，其中包括6种土壤污染物暴露途径和3种地下水污染物暴露途径。

4.5 风险评估计算软件

本项目采用中国科学院南京土壤研究所陈梦舫团队研发的HERA软件进行风险评估，该软件为我国首款污染场地健康与环境风险评估软件。HERA软件自发布以来备受业界关注，目前已在国内24 个省市的近百家高等院校、科研院所、环保企业等单位得到推广，并且已在北京、南京、南宁、常州、苏州、无锡、上海、杭州、温州、宁波、武汉、郑州等城市的污染场地调查与风险评估项目中得到广泛应用。

4.6 人体可接受风险水平

根据《污染场地风险评估技术导则》（HJ25.3-2014）中的规定，单一污染物的可接受致癌风险水平为10-6，可接受危害商为1。即当单一污染物致癌风险水平大于10-6，危害商大于1时，可能对人体具有危害，需采取进一步的管理措施。

4.7 风险评估结果

本项目场区地势平坦、面积较小，土壤性质差异不大，本次风险评估将厂区污染土壤按照“表层+下层”土壤模式进行风险评估，根据每种污染物在该层最大浓度值计算其风险水平，风险水平计算均采用该层相应土工参数，最大限度保证风险评估结果的真是可靠性。

考虑到未来场区规划利用方式及未来修复方式，污染区土壤可能涉及基坑开挖工程，土壤中6种暴露途径均存在，故各层均按照全途径风险模型评估。

本场地土壤中关注的污染物共3种，为重金属镍、锌、铅。因铅受导则模型适用性及毒理参数完整性等因素限制，不适用于导则风险评估模型，故本次采用《污染场地风险评估技术导则》（HJ25.3-2014）进行评估的土壤中污染物共2种。具体评价结果如图4所示。

根据风险评估计算结果：镍致癌风险计算结果6.82E-07，小于1E-06，非致癌危害计算结果7.60 E-01，小于1；锌无致癌风险，非致癌危害计算结果1.62 E-01，小于1。故2种重金属中，重金属镍对人体有致癌风险和非致癌危害，重金属锌对人体有非致癌危害，且均在可接受风险水平内。

4.8 修复目标值

根据风险评估结果，本项目进行风险评估的2种土壤污染物镍、锌，风险评估结果均在人体可接受风险水平内。这两种重金属对未来土地使用人群不存在健康隐患，该两种重金属风险评估工作结束。由土壤污染调查结果与分析可知，超过污染筛选值的重金属还有铅，铅因受导则模型适用性及毒理参数完整性等因素限制，不适用于导则风险评估模型，故本项目需要进行修复的重金属为铅。

由于各地区的土壤本底水平不同，为保证修复目标值的合理科学，避免过度修复，将修复目标与当地土壤背景值进行比较考虑，修复目标值不宜低于当地的环境背景值。

表6通过综合比较分析结合我国相关标准，最终提出了建议修复目标值为400 mg/kg，该修复目标值既能有效控制环境和健康风险，又能满足修复工程的经济、合理性。

4.9 修复范围及修复方量确定

本项目修复范围的确定采用常用方法进行，主要是依据各采样点坐标和污染物监测浓度及现场调研结果通过内插法计算确定修复范围。内插法计算土壤边界结果见表7，各边界点用曲线连接，修复深度采用12号点计算的最大深度0.56 m。

本项目修复范围见图5，待修复污染物为铅，分布在场区车间内，面积160 m²，修复深度0.56 m，修复土方量89.6 m³。

5 结论

根据该污染场地的生产特点和车间分布情况，及相关技术导则、标准和规范等要求，对其布点采样进行调查与评价。主要结论如下。

（1）该场地土壤主要受铅污染。主要污染区域集中在场区生产车间内。

（2）该场地土壤污染物铅的修复目标值为400 mg/kg，修复面积160 m²，修复深度0.56 m，修复土方量89.6 m³。

参考文献：

[1]张建荣.场地污染土壤调查及评估探讨[J]. 环境监测管理与技术，2011，23（2）：8～14.

[2]陈梦舫，骆永明， 宋 静， 等.场地含水层氯代烃污染物自然衰减机制与纳米铁修复技术的研究进展[J]. 环境监测管理与技术， 2011， 23（3）：85～89.

[3]环境保护部.建设用地土壤污染风险筛选指导值（征求意见稿三）[EB/OL].[2016-03-10].http：//www.mep.gov.cn/gkml/hbb/bgth/201603/W020160315362776739892.pdf.

[4]北京市质量技术监督局.DB11/T811-2011 场地土壤环境风险评价筛选值[S/OL].[2011-12.06].http：//www.bjepb.gov.cn/eportal/fileDir/oldfile/bjepb/resource/cms/2015/05/811場地土壤环境风险评价评价筛选值.pdf.

[5]环境保护部.HJ 25.3-2014 污染场地风险评估技术导则[S].北京：中国环境科学出版社，2014.