上海市某铅污染地块健康风险评估与修复技术探讨研究

＊潘子安

（上海市地矿工程勘察（集团）有限公司 上海 200072）

引言

随着我国环保法规的完善，建设用地的安全利用问题逐步得到重视。对疑似污染地块的人体健康风险评估，以及对污染地块的土壤修复工作已成为建设用地开发最关键的前置条件。目前国内风险评估工作虽已较为成熟，但修复工程正处于发展阶段，技术手段众多，优劣不同，作为从业者，只有针对场地特征选择合适的修复技术，制定科学的修复施工方案，才能保证修复效果达到预期。本文旨在通过对上海市某铅污染地块健康风险评估的论述，结合污染物的特性和地块特点，对选择合理的修复技术进行探讨研究。

1.地块概况

上海市某地块占地面积37892.7m2。曾为农田、苗圃、游乐场、农贸市场、人员宿舍、工矿企业等，之后主要为空地。拟规划作为社区公园使用，属于第一类用地。地块前期开展了土壤污染状况初步及详细调查工作。两阶段调查结果表明，该地块部分区域存在重金属镍和铅超标情况，超标样品深度分布在0.0～1.8m深度范围区间，调查结论分析超标系由历史上不明来源的外来填土导致。据此对该地块仍需开展后续相关工作。

2.风险评估

(1)危害识别

危害识别需根据调查获取的资料，结合场地土地的规划利用方式，明确污染场地土壤关注污染物的种类、浓度、空间分布及场地可能的敏感受体，对检测结果中超过相应筛选值的污染物项目进行人体健康风险评估。

地块未来拟规划作为公共绿地，主要作为社区公园使用，根据《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）属于第一类用地。根据前期地块土壤污染状况调查结论，本地块内关注污染物为土壤中的镍与铅，敏感人群为将来在该地块上活动的人群，包含儿童及成人。初步及详细调查检测的土壤样品中，1个点位重金属镍含量（最高含量268mg/kg）超过筛选值（150mg/kg）；10个点位重金属铅含量（最高含量6730mg/kg）超过筛选值（400mg/kg）。

(2)暴露评估模型

金属镍几乎没有急性毒性，一般的镍盐毒性也较低，但羰基镍却能产生很强的毒性，可以以蒸气形式迅速由呼吸道吸收，也能由皮肤少量吸收。国际癌症研究中心1987年将镍化合物列为直接化学致癌物。

针对重金属镍，采用《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ 25.3-2019）暴露评估推荐模型中第一类用地暴露模型，包含单一污染物致癌效应和非致癌效应条件下，经口摄入、皮肤接触、吸入土壤颗粒三种土壤途径的土壤暴露量计算模型。

铅也是有毒的重金属，而且一旦排入环境则无法再降解，可以长时间保持毒性，所以一直被列入强污染范围。铅中毒会导致胃疼、头痛、颤抖、神经性烦躁突触数量降低，甚至人事不省，直至死亡。另外，儿童是室内空气铅污染的首要受害者，儿童血铅浓度偏高会明显影响儿童的智力，包括说话能力、记忆力和注意力等。

针对重金属铅，采样儿童血铅模型（IEUBK）和成人血铅模型（ALM）。

IEUBK模型包含了暴露、摄入、体内代谢动力学过程和概率分布四个模块，通过计算预测0～84个月儿童暴露于铅污染介质后的血铅水平。以儿童血铅浓度超过10μg/dL的可能性低于5%为控制标准。

ALM模型采用生物动力学斜率系数（BKSF）表征环境铅暴露与成人（孕妇）血铅含量的线性关系，采用几何标准差描述类似铅暴露途经下个体间血铅含量的差异，包括暴露模块和概率模块两部分，通过胎儿与母亲血铅含量比例系数，评价成人（孕妇）在土壤铅污染的胁迫下，引起胎儿血铅含量超过10ug/dL事件的发生概率，超过5%即表明风险不可接受。

(3)风险表征及风险控制值确定

①关注污染物镍的风险表征借助中科院南京土壤研究所研发的HERA++软件进行，评估结果显示，镍的总致癌风险为7.11E-07，低于限值10-6；总非致癌危害商为7.15E-01，低于限值1，故S23超标点位（镍）的致癌风险与非致癌危害商均可接受。

②关注污染物铅采用血铅模型，计算结果显示，出基于保护儿童和成人的土壤风险控制值分别为326mg/kg及578mg/kg，第一类用地标准筛选值为400mg/kg，建议最终土壤重金属铅风险控制值为400mg/kg。

3.修复技术探讨

(1)修复技术筛选

本修复项目的目标污染物为重金属铅，适用的修复技术有挖掘—填埋、固化/稳定化、植物修复、土壤淋洗等技术。各类技术特点如下：

挖掘—填埋技术：将污染土壤通过挖掘，通过运输置于防渗阻隔填埋场内。该技术处理周期较短，但成本较高，且需找到合适填埋场接收污染土壤。地块周边难以找到合适的填埋场，故不适用。

固化/稳定化技术：通过一定的机械力在原位向污染介质中添加固化剂/稳定化剂，在充分混合的基础上，使其与污染介质、污染物发生物理、化学作用，将污染土壤固封为结构完整的具有低渗透系数的固化体，或将污染物转化成化学性质不活泼形态，降低污染物在环境中的迁移和扩散。本技术需长期监控，不能满足地块后期开发利用，故不适用。

植物修复技术：利用植物进行提取、根际滤除、挥发和固定等方式移除﹑转变和破坏土壤中的污染物质，使污染土壤恢复其正常功能。本技术修复周期长，影响土地开发建设进度，故不适用。

异位土壤淋洗技术：用水或添加表面活性剂、螯合剂的水溶液来淋洗土壤，将土壤中污染物淋洗到溶液中。被清洗后的土壤经检测合格后可以回收利用。淋洗土壤的溶液需要收集起来进行无害化处理。该技术处理周期较短，技术成熟，适用于本地块。

综上所述，综合技术和经济可行性、环境和安全因素等考虑，初步筛选采用异位土壤淋洗技术对该场地重金属污染土壤进行修复。

(2)污染土壤修复技术可行性评估

①实验室异位淋洗可行性评估分析

A.样品准备

a.土壤样品采集及前处理

对污染物铅含量较高的点位采集土壤作为试验用的样本。采集的土壤样品均置于通风处，经自然风干。将风干后的土壤样品置于研钵中研磨，并将研磨后的土壤样品通过2mm筛。收集筛下样品，充分混匀并储存于塑料盒中密封保存。后续所有实验均是针对筛下土壤样品进行的。

b.样品初始含量分析

现场采集的所有样品，开始小试试验前，先进行污染物含量分析，分析结果显示小试样品初始检测含量为4240mg/kg，修复目标值为400mg/kg。

B.试验方案

a.选择柠檬酸作为洗脱液。因为柠檬酸具有羧基和羟官能团，易溶于水，对土壤破坏性很小，能够附着并降解普通金属形成化合物，使重金属从土壤的CHO溶液中分离出来以达到回收利用的目的。柠檬酸是洗脱重金属铅最常用的药剂之一，成本低，效果好。

b.配制不同浓度的洗脱液，浓度分别为0.03mol/L、0.1mol/L和0.2mol/L。用天平称取5g左右待洗脱的土壤于三角烧瓶中，按照液固比10:1的比例添加不同浓度洗脱剂。然后将三角烧瓶放在恒温振荡器中振荡洗脱/洗涤2h，结束后，将洗脱/洗涤液和土样混合物转移到布氏漏斗中，抽滤，收集抽干后的土样，进行检测。

表1 不同浓度淋洗效果试验结果

c.用天平称取5g左右待洗脱的土壤于三角烧瓶中，按照液固比3:1、5:1和10:1的比例添加洗脱剂（0.2mol/L）。然后将三角烧瓶放在恒温振荡器中振荡洗脱/洗涤2h，结束后，收集抽干后的土样，进行检测。

表2 不同液固比淋洗效果试验结果

d.用天平称取5g左右待洗脱的土壤于100ml离心管中，按照液固比10:1的比例添加洗脱剂，以220r/min振荡不同时间（1h、2h和4h），于3000r/min的转速离心20min，结束后移去上清液，分别测定土壤残渣和上清液中Pb的含量，以及淋洗铅后淋洗液的pH。

表3 不同淋洗时间淋洗效果试验结果

C.试验结论

针对污染土壤中铅的洗脱过程中柠檬酸的浓度为0.2mol/L，洗脱时间为2h，液固比为10:1，目标污染物浓度低于修复目标。

②废水处理技术可行性分析

为验证混凝絮凝药剂过滤对废水中污染物等的去除效果，采集重金属淋洗试验后产生的洗脱废水进行实验室小试。

A.样品准备

采用小试实验中3种不同条件下的淋洗废水作为本次试验样品。

B.试验方案

废水小试：选用淋洗小试试验后3种不同条件下的淋洗废水作为原样，将生石灰和聚合氯化铝（PAC）按照1:1的量投加，PAC配成3个质量浓度梯度1mg/L、3mg/L、6mg/L加入水样中，放置30min后，待有絮凝物沉淀后将上清液移出检测pH、重金属铅是否达标。

C.试验结论

针对污染土壤中铅的淋洗后的废液，选用将生石灰和PAC按照1:1的量投加（添加比例0.1mg/L，质量分数为0.01%）、PAC质量浓度1mg/L（质量分数为0.1%）加入水样中，目标污染物浓度可达排放及回用标准。即经废水处理系统处理后淋洗废水可达标进行回用或者排放市政管网。

③结论及应用效果

根据可行性评估结果综合分析以及施工方的项目经验，针对本地块可采用原地异位淋洗技术进行修复。污染土壤铅的洗脱过程中柠檬酸的浓度为0.2mol/L，固液比控制在1:10，洗脱时间为2h，可实现修复目标；对淋洗液处理采用絮凝沉淀法去除铅，药剂添加比例为PAM 0.01%，PAC 0.1%，可实现淋洗液处理达标之后纳管排放或回用。

该地块修复施工已开展。实际修复过程采纳了上述结论，实现了土壤中重金属铅的修复目标，同时修复废水处置达标后纳管排放，未造成二次污染。

4.结语

通过开展人体健康风险评估，发现土壤中的重金属铅风险不可控，需要进行修复后方可开发利用。结合关注污染物的特征，通过比选，初步确定异位土壤淋洗技术比较适合项目地块的特点。从实验室可行性进行论述以及实验操作，肯定了该修复技术的可行，后续修复施工也采纳了实验室试验结论，取得了预期的修复效果。通过本研究，对今后重金属污染地块的修复技术选择思路提供了一定的借鉴意义和参考价值。