典型工业遗留场地土壤污染特征分析及风险评估

2021-03-07林斌

皮革制作与环保科技 2021年24期

林斌

（福建省环保设计院有限公司，福建福州 350002）

城市化进程的加快和产业转移的发展，导致越来越多的工业企业开始搬迁，这一行为有利于改善城市环境卫生，保障居民身体健康。但是大量污染场地遗留下来，使土地利用类型不断发生变化。目前，关于污染土壤的风险评价大多集中于正在运行中的工业场地，对退役遗留场地关注较少，尤其是对有机物、重金属复合污染的工业遗留场地关注较少[1]。工业企业搬迁后遗留场地将对人体和周边环境产生风险，也关系其后续恢复、开发与利用的方向。因此，非常有必要对遗留场地的污染现状进行调查和风险评估。现以河南省中部某城镇工业遗留场地为研究区域，开展环境调查及风险评估，以期为政府有关部门对遗留场地的使用和开发决策提供科学依据，也为我国化工厂搬迁后退役遗留场地的土壤污染评估及风险评价起到借鉴作用[2]。

1 研究区域

研究区域为位于河南省中部某重要工业城镇内的工业遗留场地。该场地历史上建有某染料化工总厂（以下简称总厂）、某染料化工一分厂（以下简称一厂）和某染料化工二分厂（以下简称二厂）。3家化工厂始建于1993年，2002年左右关闭，生产年限久，主要生产染料中间体、颜料中间体等多种产品，均属于化学原料和化学制品制造业。

2 材料与方法

2.1 采样点布设

依据《场地环境调查技术导则》（HJ25.1-2014）相关要求在调查场地内布设土壤采样点。根据地块的具体情况、地块内外的污染源分布以及污染物的迁移和转化等因素，对地块内不同类型的土壤或有不同污染特征的土壤分开采集。

通过前期现场踏勘调查，发现各化工厂内分为不同的区块单元：已废弃原染料厂生产区、新单位办公区、已废弃原排污池。采用分区布点法布设采样点，保证各分区及分区内不同单元都有样点控制；针对存在污染的原生产区等重点区域，加密布点[3]，共布设18个表层土壤点、1个深层土壤点。其中，总厂布设6个表层土壤点：原生产车间附近2个（T01、T06），原排污池附近2个（T03、T05），新办公区2个（T02、T04）；一厂布设6个表层土壤点和1个深层土壤点：原生产区3个表层土壤点（T10、T11、T13），新办公区3个表层土壤点（T07-T09），并在原生产区可能存在“跑冒滴漏”的生产装置区布设1个深层土壤点（T12）；二厂布设6个表层土壤点：原生产区5个表层土壤点（T14、T15、T17-T19），新办公区附近1个表层土壤点（T16）。

2.2 样品采集

2017年6月根据土壤采样点布设情况使用铁锹、竹片、洛阳铲等工具在3个厂区共采集18件表层土壤样品，5件深层土壤分层样品（1个深层土壤采样点），共计23件土壤样品。采样位置用GPS定位，并记录采样过程。在采集测试有机物的土壤样品时采用棕色玻璃瓶装满、装实并密封。所采样品均于保温箱内低温保存，送至检测机构。

2.3 样品分析和质量控制

土壤无机物测试指标为砷（A s）、镉（C d）、总铬（Cr）、铜（Cu）、汞（Hg）、镍（Ni）、铅（Pb）、锌（Zn）和pH值共9项；土壤有机物测试指标为多环芳烃（PAHs）16项、有机氯农药（OCPs）24项和总石油烃（TPH）。

9项无机物测定参照《多目标区域地球化学调查规范（1∶250000）》（DZ/T0258-2014）《区域地球化学样品分析方法》（DZ/T0279-2016）中的相关方法。PAHs、OCPs和TPH测定分别参照《土壤和沉积物多环芳烃的测定高效液相色谱法》（HJ784-2016）《土壤和沉积物多氯联苯的测定气相色谱－质谱法》（HJ743-2015）中的有关方法。PAHs的替代物对三联苯-D14m控制限在60%～130%之间，回收率为106%。OCPs的替代物2，4，5，6-四氯间二甲苯控制限在60%～130%之间，回收率为82.6%；替代物二丁基氯菌酸酯控制限在60%～130%之间，回收率为97.9%。表明分析测试数据可控。

2.4 土壤污染风险评估标准及方法

该工业遗留场地未明确用地规划。场地土壤污染状况评价参照当地土壤背景值，背景值为当地城镇全域2017年的1∶50000土地质量地球化学调查项目采集的土壤样品重金属含量均值。筛选值采用《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）中的第一类用地筛选值和第二类用地筛选值，以及《污染场地风险评估技术导则》（DB33/T892-2013）[21]中的住宅及公共用地筛选值和商服及工业用地筛选值作为评价依据。所检测的土壤污染物质量比超过筛选值的将被作为关注污染物。同时，考虑当地土壤背景值，若场地土壤污染物质量比超过当地土壤背景值较高，为安全考虑则也将其作为关注污染物。根据《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ25.3-2019）以下简称《HJ25.3-2019》进行第一类用地和第二类用地的土壤风险评估[4]。

3 结果与讨论

3.1 场地土壤污染状况

3.1.1 有机物污染状况

检测土壤中有机物43项，其中PAHs中二氢苊未检出（检出限为0.001 μg/kg），OCPs中24项未检出，除七氯、艾氏剂、环氧七氯、α－氯丹、β－氯丹、狄氏剂、异狄氏剂的检出限为0.001 μg/kg外，其余均为0.5 μg/kg），共检出有机物18项（总DDT包含o，p'-DDT和p，p'-DDT两项）。

3.1.2 无机物污染状况

土壤样品pH值范围为7.51～8.73。检测的23件土壤样品中各元素均有检出，其质量比统计见表1。由表1可知，除了Zn最大值（3858 mg/kg）和Cr最大值（599 mg/kg）超出《DB33/ T892—2013》中住宅及公共用地筛选值外，其余所检测的元素的平均值和最大值均低于标准筛选值。与当地土壤背景值比较，除了Cd和Pb的平均值低于背景值外，其余所检测的元素的平均值和最大值均高于背景值。其中，Cu、Hg最大值超出背景值70多倍，Zn最大值超出背景值50多倍。结合土壤采样情况，发现Zn和Cr最大值均出现在T01样点土壤中，T01样点位于总厂原生产区内，靠近原生产车间和排污池，可能与染料生产、废料运输过程中的“跑冒滴漏”有关。

表1 土壤各类元素质量比统计

3.2 建设用地污染风险评估

3.2.1 确定关注污染物

Zn和Cr最大值超过筛选值；Cu、Hg最大值超出背景值70多倍；Cd毒性较大，是致癌、致畸和致突变的有毒重金属元素，其能破坏人体肝、肾等组织的正常生理功能。鉴于《HJ25.3-2019》附录B中无Cr的毒性参数，所以无法开展毒性评估。综合考虑后，确定关注污染物为重金属Cd、Cu、Hg、Zn，并用土壤中这4种重金属的最大值进行风险计算。

3.2.2 暴露评估

该工业遗留场地未明确用地规划，故按照第一类用地和第二类用地暴露情景分别进行风险评估。未来场地的暴露人群主要为小孩、成人；未来暴露人群主要通过不慎经口摄入、皮肤接触、呼吸吸入颗粒物等暴露途径摄入浅层和下层土壤中相应的污染物。

3.2.3 毒性评估

毒性评估包括致癌效应和非致癌效应的评估。根据《HJ25.3-2019》附录B表B.1中的毒性参数，重金属Cd、Cu、Hg、Zn均无经口摄入致癌斜率因子（SFo）；Cd呼吸吸入单位致癌因子（IUR）为1.8～1 mg/m3，Cu、Hg、Zn均无IUR；Cd、Cu、Hg、Zn经口摄入参考剂量（RfDo）分别为0.001 mg/（kg·d）、0.04 mg/（kg·d）、0.0003 mg/（kg·d）、0.3 mg/（kg·d）；Cd、Hg呼吸吸入参考浓度（RfC）分别为0.00001 mg/m3、0.0003 mg/m3，Cu、Zn均无RfC；Cd、Cu、Hg、Zn消化道吸收效率因子（ABSgi）分别为0.025、1、0.07、1；Cd皮肤接触吸收效率因子（ABSd）为0.001，Cu、Hg、Zn均无ABSd。

3.2.4 风险表征

根据《HJ25.3-2019》附录C计算致癌风险和危害熵的公式，土壤中单一污染物（第n种）经所有暴露途径的总致癌风险（CRn）参照公式C.1—C.3及C.7计算，公式如下：

土壤中单一污染物（第n种）经所有暴露途径的总非致癌危害熵（HIn）参照公式C.8—C.10及C.14计算，公式如下：

Cd存在致癌风险和非致癌危害熵，Cu、Hg、Zn仅存在非致癌危害熵。用地规划为第一类用地，Cd的致癌风险为2.70×10-8，小于可接受致癌风险10-6；Cd、Cu、Hg、Zn的非致癌危害熵分别为0.023、0.542、0.518、0.257，均小于可接受非致癌危害熵1。用地规划为第二类用地，Cd的致癌风险为1.42×10-8，小于可接受致癌风险10-6；Cd、Cu、Hg、Zn的非致癌危害熵分别为0.006、0.060、0.059、0.028，均小于可接受非致癌危害熵1。可见，场地土壤中重金属Cd、Cu、Hg、Zn的风险值均在可接受范围内。