华南某典型玻璃厂地块土壤污染状况调查与风险评估

廖高明 张镇星 刘丽丽 吕明超 李洪伟 钟名誉 邓一荣

(广东省环境科学研究院，广东 广州 510045)

近年来，工业搬迁后遗留的污染地块的环境管理、修复及土地再开发等问题逐步成为城市建设的重大议题[1，2]。国务院和生态环境部相继发布《中华人民共和国土壤污染防治法》和《关于贯彻落实土壤污染防治法推动解决突出土壤污染问题的实施意见》(环办土壤〔2019〕47号)等文件规定，对有污染风险的疑似污染地块，应由土地使用权人或相关责任单位对遗留地块进行土壤污染调查和风险评估。

目前已有相关研究探讨了香料厂地块[3]和化工厂类型地块[4-6]的土壤污染状况调查与风险评估，但少有研究报道华南地区玻璃厂类型企业地块土壤和地下水的污染物的种类和污染水平等。本文以华南某遗留典型玻璃厂地块为例，对该地块土壤和地下水的污染状况进行了调查，确定该类企业土壤与地下水污染物种类和污染水平。根据地块特征水文地质参数、土层分布和污染源情况，构建了该地块污染概念模型，基于二类用地的评价标准下，确定敏感受体为成人，通过危害识别、暴露评估、毒性评估、风险表征，对关注污染物进行风险评估，判断各超标污染物是否对人体存在健康风险；根据风险表征结果结合相关土壤环境质量标准，提出了该地块土壤风险控制值。以期为玻璃类生产企业遗留地块的土壤污染调查和风险评估工作提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

该玻璃厂地块占地面积1.4万m2，位于华南某镇。地块1999年前为农田，2000年建设为工厂并投产运营，主要从事电灯玻璃外壳生产加工工作。2016年，该企业停产，至2021年，地块内生产设备已完全拆除。目标地块土壤类型为水稻土，目标地块所在地地处冲积平原地区，地下水类型主要为松散岩类孔隙水，该类地下水除受降水补给外，还受河水周期性补给，地下水排泄通过渗透、潜水蒸发及植物蒸腾等作用进行。

1.2 第1阶段环境调查

该阶段调查主要通过以下方式进行：收集目标地块环境影响评价、安全评价、清洁生产等相关资料；对地块现场进行踏勘，摸查污染情况；与地块相关知情人员进行访谈了解情况等形式，分析目标地块的潜在的地块特征污染物和污染情况。

1.3 第2阶段环境调查

1.3.1 布点采样

本阶段主要为现场采样调查，包括初查和详查采样。初查阶段根据前期污染识别情况在疑似区域按照不大于40m×40m网格对布设采样点位，对非疑似区域按不大于100m×100m网格布设采样点位。初步调查共在地块设置了13个土壤监测点位，4个地下水监测点位。

详查阶段采用系统网格布点和专业判断布点结合的方法，在初查结果划定污染区域内布设加密采样点。土壤点位按照不大于20m×20m对关注区域进行网格布点，地下水点位按照不大于80m×80m网格进行布点。详细调查共在地块设置了34个土壤监测点位，6个地下水监测点位，见图1。初步调查和详细调查按照变层取样的原则共采集了260份土壤样品，10份地下水样品。

图1 土壤与地下水布点图

1.3.2 土壤与地下水检测指标

详细调查指标根据初步调查结果和前期已有监测结果确定，土壤和地下水检测指标为砷、氟化物、石油烃(C10-C40)、苯、乙苯、苯并[a]芘。

1.3.3 环境质量评价标准

该地块暂未有规划，但明确不作为居住商业等经营性用地和公园绿地(G1)中社区公园和儿童公园，基于现状，土壤环境评价标准参考建设用地土壤环境质量标准GB 36600中第二类用地筛选值标准。目标地块地下水水质保护目标类别为IV类。因此，地块的地下水使用《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)[8]的IV类水进行评价。土壤和地下水质量标准以外的污染物使用《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ 25.3-2019)[9]默认参数推导得出。

1.4 风险评估方法与内容

该地块评价标准为第二类用地，属于非敏感用地。该地块基于人体健康的风险评估的工作内容包括[9，10]：危害识别，掌握关注污染物的浓度分布，筛选出可能的敏感受体；暴露评估，确定各污染物的暴露途径，计算敏感受体在各暴露途径下的土壤暴露量；毒性评估，确定污染物的理化性质和毒理参数，分析其对人体健康的致癌和非致癌效应；风险表征，计算各污染物致癌风险及危害熵，并对风险评估结果的不确定性进行分析；判断污染物是否超过可接受风险水平，若超过，则计算土壤和地下水风险控制值。若不超过，则结束风险评估工作。

2 结果与讨论

2.1 第1阶段地块环境调查结果

地块内存在主体构筑物5处，见图2，包括1栋生产厂房、1处油类储罐储存区、1栋外租厂房、1栋宿舍及办公楼和1处杂货间，生产设备已拆除完毕。地块周边500m范围内主要敏感目标为居住区、农用地等。

图2 地块平面布置情况

该玻璃企业产生废水、废气、固废等。废气包括配料、投料时产生的颗粒物粉尘，切割、打磨、钻孔工序产生颗粒物粉尘，熔炉使用重油或煤粉作为燃料燃烧时产生的燃烧废气，酸洗工艺中产生的酸洗废气；废水主要包括酸洗废水、切割打磨废水、燃烧废气碱洗废水；固废主要为废次品和玻璃碎屑、粉尘、废弃包装材料等。

企业主要生产白色透明玻璃。企业生产主要使用的原辅料有石英砂、石灰石和纯碱等，企业使用的能源为重油和柴油等。企业玻璃吹制加工项目主体工程包括熔炉、吹制、退火、磨边、切口、钻孔、酸洗等工序。

根据工艺流程以及地块功能区分析，将企业生产区域和油类储罐储存区划为疑似污染区域，面积为7500m2，宿舍食堂等区域未涉及到工业生产，但因人为活动等可能对土壤和地下水造成影响，因此将宿舍食堂识别为非疑似污染区域，见表1。目标地块主要涉及的关注污染物为重金属和无机物(砷、锑、氟化物)、VOCs(苯系物等)、SVOCs(苯并[a]芘等8种多环芳烃等)、石油烃(C10-C40)、多氯联苯等。

表1 地块疑似区域和特征污染物识别情况

表2 基于人体健康的土壤污染物风险控制值

表3 地块土壤污染物综合风险控制值

2.2 第2阶段地块环境调查

初步采样调查结果表明，地块内土壤样品主要偏碱性，67个样品中除砷和氟化物外，其他重金属、SVOCs、VOCs、石油烃(C10-C40)和多氯联苯(PCBs)的检测值均未超过各指标的二类用地风险筛选值或未检出。砷超标点位位于油类储罐储存区和生产车间外空地处，超筛选值样品为2个，氟化物超标点位位于生产车间清洗区域和生产车间外空地处。4个地下水样品中有3个存在氟化物超过地下水质量标准Ⅳ类水标准。

根据企业历史监测结果和本次初查结果，详细调查阶段土壤和地下水检测了砷、氟化物、石油烃(C10-C40)、苯、乙苯、苯并[a]芘。结合初步调查和详细调查，检测结果表明，土壤样品中存在重金属和无机物砷和氟化物、VOCs苯、SVOCs苯并[a]芘超GB 36600第二类用地筛选值情况。砷最大超筛选值采样深度为4.0m，最大超标14.2倍，有14个样品超筛选值；氟化物最大超筛选值采样深度为4.9m，最大超标1.9倍，有10个样品超筛选值；苯最大超筛选值采样深度为0.3m，最大超标倍数为2.2倍，有1个样品超筛选值；苯并[a]芘最大超筛选值采样深度为0.3m，超标倍数为1.5倍，有1个样品超筛选值；10个地下水样品中有9个存在氟化物超过《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)中的Ⅳ类标准，最大超标倍数为47.1倍。

土壤中砷超标点位位于油类储罐储存区、生产车间外空地处、宿舍及办公区和生产车间熔炉区域，氟化物超标点位位于生产车间清洗区域和生产车间外空地处，苯和苯并[a]芘超标点位位于油类储罐储存区，见图3。本地块土壤中氟化物超筛选值采样深度最大为4.9m，污染物超标均在填土层，见图4。根据现场钻探结果，污染区域地层按成因类型均为第四系土层(包含填土、淤泥质粘土)。本地块玻璃生产工艺中涉及使用氟化清洗液对玻璃进行加工，根据分析，可能是由于生产车间防渗不到位，污染物通过地面裂缝等发生跑冒滴漏现象及泄漏情况，对生产车间清洗及周边区域土壤造成污染，土壤中的氟化物在土壤淋溶作用下及地下水的长期流向作用下发生迁移扩散，导致地块内土壤氟化物超标[1]。土壤砷超筛选值采样深度最大为4.0m，且均在填土层超标，生产厂房外空地处历史上无生产活动，污染原因与生产关联性不大，油类储罐区域砷超标的最大采样深度为0.3m，该层填土为厂区关闭拆迁时的填土，熔炉储罐区域基坑填土均为厂区关闭时使用砖块碎玻璃渣等，同样与生产不具关联性，因此砷污染可能与厂房建设和关闭搬迁时使用的外来填土有关。苯和苯并[a]芘在油罐区域表层土超标，通过人员访谈等得知，该区域在厂区关闭时曾用外来填土与底部油渣等混合，因此导致该区域小范围苯和苯并[a]芘超标。

图3 土壤和地下水超标点位分布

图4 土壤污染物垂向分布

地下水氟化物超标可能是企业生产过程中的氟化物清洗废水跑冒滴漏造成，如车间地面或沉淀池存在破损和裂缝，清洗废水从车间地面向下渗透，极易进入土壤和地下水造成污染，并经过地下水的长期流向作用发生迁移扩散。

初查和详查结果显示，该玻璃厂地块土壤有重金属砷、无机物氟化物、VOCs苯和SVOCs苯并[a]芘不同程度的污染，地下水存在无机物氟化物超标，需启动地块健康风险评估。

2.3 风险评估结果

项目地块按照第二类用地方式评价。第二类用地条件下，未来地块的敏感暴露人群为成人。

根据本地块未来的用途与可能的暴露情景，地块区域地下水不属于地下水饮用水源补给径流区和保护区，不对地下水饮用或开发，因此目标地块的健康风险评估中不考虑饮用地下水途径及皮肤接触途径。地块按第二类用地评价，可能存在办公室、厂房等构筑物，对于暴露受体而言，土壤需要考虑经口摄入、皮肤接触、吸入土壤颗粒物、吸入土壤蒸气的暴露途径；地下水污染物为氟化物无挥发性，因此无暴露途径。

经计算，地块土壤中苯并[a]芘和砷针对潜在暴露人群的致癌风险水平大于10-6，风险不可接受；砷和氟化物对潜在暴露人群的危害商大于1，风险不可接受。土壤苯并[a]芘、砷和氟化物对潜在暴露人群构成健康风险。经计算，得出土壤中各污染物风险控制值分别为苯并[a]芘1.53mg·kg-1、氟化物17026mg·kg-1、砷1.48mg·kg-1。地下水中关注污染物氟化物未对暴露受体构成健康风险。

综合考虑国家土壤环境质量标准中的要求和地块实际情况，确定本地块土壤污染物综合风险控制值。土壤综合风险控制值的确定原则：当基于人体健康的风险控制值高于筛选值时且低于管控值时，选择基于人体健康的风险控制值作为综合风险控制值；当基于人体健康的风险控制值低于筛选值时，选择筛选值作为综合风险控制值；当基于人体健康的风险控制值高于管制值时，选择管制值作为综合风险控制值。根据计算结果，各污染物的综合风险控制值分别为苯并[a]芘1.53mg·kg-1、砷60mg·kg-1、氟化物17026mg·kg-1。

3 结论

本次调查与评估的玻璃厂地块暂未有规划，但明确不作为居住商业等经营性用地和公园绿地(G1)中社区公园和儿童公园，按第二类用地进行评价。该地块关注污染物为重金属和无机物(砷、锑、氟化物)、挥发性有机物(苯、甲苯、乙苯、二甲苯等)、半挥发性有机物(苯并[a]芘等8种多环芳烃)、石油烃(C10-C40)、多氯联苯等。

采样调查结果表明，土壤样品中存在重金属砷、无机物氟化物、挥发性有机物苯、半挥发性有机物苯并[a]芘超筛选值情况。地下水样品中存在氟化物超过地下水质量Ⅳ类水标准。该企业土壤与地下水中氟化物污染可能是由企业生产时环保措施不到位，使用氟化清洗剂产生的生产废水跑冒滴漏造成。砷污染可能与厂房建设和关闭搬迁时使用的外来填土有关。苯和苯并[a]芘污染为遗留重油油渣导致。

基于人体健康的土壤风险评估结果表明，土壤苯并[a]芘、砷和氟化物对潜在暴露人群构成健康风险。地下水中所有关注污染物氟化物未对暴露受体构成健康风险。经计算，基于人体健康的土壤中各污染物风险控制值分别为苯并[a]芘1.53mg·kg-1、砷60mg·kg-1、氟化物17026mg·kg-1。建议对基于目前规划用途下污染土壤确定管控或修复目标值并采取管控或修复措施，确保该地块未来使用人群在可接受的健康风险安全水平之内。