搬遷農(nóng)藥廠地下水污染調(diào)查與健康評價(jià)

葛秋凡　彭明國　陳冬　田開洋　徐成華　毛林強(qiáng)　張文藝

摘 要：為評估蘇南某搬遷農(nóng)藥廠地下水污染現(xiàn)狀和風(fēng)險(xiǎn)，采用USEPA污染場地環(huán)境健康評價(jià)方法，采樣、檢測、分析、評價(jià)了該廠區(qū)地下水對人體暴露所存在的健康風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果表明：該廠區(qū)地下水確定的目標(biāo)污染物為2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、鄰苯二甲酸二甲酯，其中2，4，6-三氯苯酚為致癌物；廠區(qū)地下水污染對居民和工人造成的非致癌風(fēng)險(xiǎn)分別為0.81和0.079，致癌風(fēng)險(xiǎn)分別為5.6×10-7和2.7×10-8，均未超出安全范圍；致癌物對于場地附近居民，以吸入吸收為主要暴露途徑（74.8%），對于場地工人，則以口入為主要暴露途徑（55%），居民和工人均以皮膚接觸暴露途徑最小。本研究結(jié)果可為該搬遷農(nóng)藥廠地下水污染修復(fù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，亦可為蘇南地區(qū)類似農(nóng)藥廠污染場地地下水調(diào)查與健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)提供參考。

關(guān)鍵詞：廢棄農(nóng)藥廠；地下水；健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)；致癌；環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

中圖分類號(hào)：X522 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.03.014

Abstract：In order to investigate the present situation of groundwater pollution and its environmental risk in an abandoned pesticide factory in south of Jiangsu Province， the environmental health assessment method of USEPA on contaminated site was used to evaluate and analyze the risk of groundwater to exposed human bodies in that factory. The results indicated that the main organic pollutants were 2，4-dichlorophenol， 2，6-dichlorophenol， 2，4，6-trichlorophenol， dimethyl phthalate， in which 2，4，6-trichlorophenol was the only carcinogen. The non-carcinogenic risks of groundwater pollution to residents and workers in the factory area were 0.81 and 0.079 respectively， and the carcinogenic risks were 5.6×10-7 and 2.7×10-8 respectively， and the risks were all under the safety limits. For nearby residents， they were mainly exposed through breathing， occupying 74.8%. For site workers， they were mainly exposed through mouth， occupying 55%. Both residents and workers had the lowest exposure to skin contact. The survey could provide reference for groundwater pollution in South Area of Jiangsu Province.

Key words：abandoned pesticide factory， groundwater， health risk assessment， carcinogenicity， environmental risk

近年來，蘇南城市在推行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的過程中，城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整。為了保護(hù)城市環(huán)境，提高對土地利用效率，大量重工業(yè)和高污染企業(yè)由市區(qū)搬遷至郊區(qū)，但是有關(guān)搬遷后原有土地土壤污染程度的報(bào)道較少[1]。搬遷后的原地塊土壤存在大量有機(jī)物和重金屬，隨著雨水和灌溉水的滲入，大量污染物進(jìn)入地下水，擴(kuò)大了污染區(qū)域，地下水在生物圈循環(huán)速度慢，污染難以被發(fā)現(xiàn)，但對區(qū)域內(nèi)飲用地下水的居民健康帶來了嚴(yán)重威脅。近年來，李振紅等[2]對某油庫地下水污染進(jìn)行調(diào)查和健康風(fēng)險(xiǎn)評估，結(jié)果顯示地下水中1，2-二氯乙烷超標(biāo)，有致癌風(fēng)險(xiǎn)；王若師等[3]對某地區(qū)飲用水水源地進(jìn)行了健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，結(jié)果顯示致癌風(fēng)險(xiǎn)由大到小依次為江河、水庫、山泉、地下水；王蘭化等[4]對某化工廠地下水取樣調(diào)查，1，2-二氯丙烷、苯超過了限值，存在較高致癌風(fēng)險(xiǎn)。因此，這種搬遷后的污染場地已成為制約區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重大環(huán)境問題[5]，為此環(huán)保部在《污染地塊土壤環(huán)境管理辦法》中發(fā)布，堅(jiān)持誰污染誰治理，實(shí)行終身責(zé)任制，對企業(yè)提高環(huán)保意識(shí)具有很大作用。

李志萍等[6]對地下水健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法進(jìn)行了討論與總結(jié)，提出了現(xiàn)有的健康風(fēng)險(xiǎn)NAS1983和USEPA1989模型。本文采用USEPA污染場地環(huán)境健康評價(jià)方法，檢測、分析、評價(jià)該廠區(qū)地下水對人體存在的健康風(fēng)險(xiǎn)，通過潛在生態(tài)危害系數(shù)法和毒性風(fēng)險(xiǎn)評估法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，為該搬遷農(nóng)藥廠地下水污染現(xiàn)狀評價(jià)與修復(fù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1 調(diào)查區(qū)域概況

所調(diào)查污染地塊為某搬遷農(nóng)藥廠，主要生產(chǎn)2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚等農(nóng)化產(chǎn)品，有20多年生產(chǎn)歷史。廠區(qū)南側(cè)是未命名小河流向長江，東西兩側(cè)有化工公司，北側(cè)為磚窯廠，如圖1所示。

該搬遷農(nóng)藥廠區(qū)域位于華北和揚(yáng)子板塊的銜接部位，郯（城）—廬（江）深斷裂帶斜貫西北部，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，海拔由南至北逐漸升高，北部為丘陵山崗地區(qū)，中南部為河谷平原、山崗地區(qū)，南部為沿江平原圩區(qū)。區(qū)域地質(zhì)組成為震旦紀(jì)、寒武紀(jì)灰?guī)r，白堊紀(jì)火山巖系，老第三紀(jì)浦口組及赤山組，新第三紀(jì)的雨花臺(tái)組及玄武巖。震旦紀(jì)、寒武紀(jì)灰?guī)r，常為儲(chǔ)水層，當(dāng)其上有隔水層存在時(shí)，地下水溢出為泉，或?yàn)闇厝^(qū)域水系分屬長江和滁河水系，區(qū)域沿東北部治山至中部騾山向西北至大廟沿線，為江淮分水嶺，南側(cè)為長江水系，北側(cè)為滁河水系，地下水位平均在4～9 m之間，水源主要來自雨水補(bǔ)給[7]。

2 監(jiān)測井布置

該農(nóng)藥廠廠址所處區(qū)域地貌屬于平原區(qū)，確定屬于“平原及平緩高原孔隙水”范疇，應(yīng)按照“十”字型布點(diǎn)方法對其進(jìn)行監(jiān)測井布設(shè)，采樣點(diǎn)位位于場地的地勢最低處，是原廠區(qū)存放藥品處，所設(shè)檢查井位置如圖2所示。

現(xiàn)場采樣方法根據(jù)《地下水環(huán)境檢測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T164-2004），現(xiàn)場利用浮球、繩子和卷尺制成簡易測量地下水水位的工具，在布設(shè)好的采樣井測算記錄各個(gè)點(diǎn)地下水水位，將300 mL貝勒管放入采樣井中，管下方至地下水水位距離0.5 m以下。采樣前，先將貝勒管放入采樣井中取出地下水樣品，用地下水先清洗管內(nèi)部3次[8]。

3 健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

3.1 目標(biāo)污染物的確定

2016年12月在場地周圍采樣并進(jìn)行監(jiān)測，所采集5個(gè)點(diǎn)的水樣均檢測出15種半揮發(fā)性有機(jī)污染物，包括2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、鄰苯二甲酸二甲酯、五氯苯、2，3，4，6-四氯酚等有毒有害物質(zhì)，其中前4者濃度較高，分別為0.222，0.088，0.202，4.7 μg·L-1，故被選擇用作風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的目標(biāo)污染物。

3.2 危害識(shí)別方法

以國際相關(guān)環(huán)境監(jiān)測的毒理數(shù)據(jù)庫—國際癌癥研究署（IARC）和美國環(huán)境保護(hù)署綜合風(fēng)險(xiǎn)信息系統(tǒng)（IRIS）中的數(shù)據(jù)為評價(jià)目標(biāo)等級(jí)和類別的判別依據(jù)，通過危害識(shí)別確定致癌和非致癌目標(biāo)污染物。

危害識(shí)別結(jié)果表明，目標(biāo)污染物中2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、鄰苯二甲酸二甲酯為非致癌物質(zhì)，而2，4，6-三氯苯酚為致癌物質(zhì)2B。

3.3 暴露途徑

根據(jù)該搬遷農(nóng)藥廠周邊環(huán)境情況確定該地區(qū)屬于工業(yè)區(qū)環(huán)境，環(huán)境介質(zhì)為地下水，暴露受體主要為廠區(qū)工人和廠內(nèi)常住居民（均視為成年人）。受體暴露于污染物的可能途徑有4條：途徑1飲用地塊下的地下水從口中吸收入體內(nèi)；途徑2在使用地塊下地下水沐浴過程中水汽蒸發(fā)，通過呼吸作用吸入體內(nèi)；途徑3在日常清洗過程中，水分汽化通過呼吸道吸收的途徑；途徑4在使用污染地塊地下水沐浴或者清洗物品的過程中，地下水中污染物通過皮膚滲透入身體的途徑。

3.4 暴露量計(jì)算

3.4.1 暴露量計(jì)算參數(shù)及取值 暴露量分析過程中參數(shù)為美國環(huán)保署數(shù)據(jù)庫[9-13]中的給定值和推測值，與采樣點(diǎn)當(dāng)?shù)鼐用窈凸と松钫鎸?shí)存在誤差，數(shù)據(jù)僅供參考。具體取值為：地下水飲用量（IRWo），居民和工人分別為2，1.5 L·d-1；暴露頻率（EF），居民和工人分別為304，84 d·y-1；暴露時(shí)間（ED），居民和工人設(shè)定居住時(shí)間分別為70，35 y；體重（BW）設(shè)定為70 kg；暴露發(fā)生的平均時(shí)間（AT），致癌與非致癌污染物分別為25 550 d和ED×365 d；呼吸速率（B）為1 m3·h-1；每次淋浴時(shí)間和日常清洗時(shí)間（t1）0.5 h；淋浴后仍在浴室的時(shí)間（t2）0.2 h；呼吸速率（IRinh）17.15 m3·d-1；身體表面積（SA），臉400 cm2，手900 cm2，前臂1 100 cm2，全身18 000 cm2；淋浴次數(shù)（EV）1 d -1；日常清洗次數(shù)（EV）4 d-1[2]。

3.4.2 暴露量計(jì)算方法 不同途徑暴露量計(jì)算公式（USEPA，1992）：

途徑1：（1）

途徑2：

（2）

途徑3： （3）

途徑4：

（4）

式中：Intakeoral為口入吸收暴露量、Intakeinh為吸入吸收暴露量、Intakederaml為皮膚接觸吸收暴露量，單位：mg·（kg·d）-1；Ca1為淋浴時(shí)空氣中污染物濃度（mg·m-3）、Ca2為淋浴后空氣中污染物濃度（mg·m-3）；Cair為空氣中污染物濃度（mg·m-3）；DAevent為每次暴露劑量（mg·cm-2）。評價(jià)所用生活習(xí)慣參數(shù)為USEPA參考值或者估計(jì)值，不是準(zhǔn)確值，對風(fēng)險(xiǎn)評估值存在可接受范圍內(nèi)的誤差。

搬遷農(nóng)藥廠地下水對地面工人和居民的暴露量計(jì)算值詳見表2和表3。

3.5 風(fēng)險(xiǎn)表征

風(fēng)險(xiǎn)表征是估算暴露人群在不同濃度目標(biāo)污染物下所發(fā)生不良健康反應(yīng)的機(jī)率。風(fēng)險(xiǎn)表征是風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的第4步，通過將前3步所計(jì)算的數(shù)據(jù)和指標(biāo)進(jìn)行結(jié)合分析，來判定不良健康反應(yīng)發(fā)生的概率，可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平和評價(jià)結(jié)果不確定性。

3.5.1 風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算 從表4可以看出，居民在口入、吸入、皮膚接觸3個(gè)途徑暴露總風(fēng)險(xiǎn)顯著高于工人；3個(gè)途徑中，居民以吸入接觸暴露風(fēng)險(xiǎn)占比最高（74.8%），其次為口入暴露風(fēng)險(xiǎn)（25%），皮膚接觸暴露風(fēng)險(xiǎn)最低（0.2%）；而工人則以口入暴露風(fēng)險(xiǎn)占比最高（55%），其次為吸入風(fēng)險(xiǎn)（44%），皮膚接觸暴露風(fēng)險(xiǎn)最低（1%）。

因此，工人在場地上補(bǔ)充水分時(shí)不建議使用地下水。

3.5.2 健康評價(jià)分析 該搬遷農(nóng)藥廠址地下水中的主要污染物是可揮發(fā)性有機(jī)物，經(jīng)計(jì)算，地塊對居民和工人造成的非致癌風(fēng)險(xiǎn)分別為0.81和0.079，均未超過1，說明非致癌風(fēng)險(xiǎn)在安全范圍內(nèi)，未對人體造成不可接受風(fēng)險(xiǎn)；而地塊對居民和工人造成的致癌風(fēng)險(xiǎn)（表4）為5.6×10-7和2.7×10-8，均未超過10-6，說明污染對場址內(nèi)居民和工人造成的致癌風(fēng)險(xiǎn)在安全范圍之內(nèi)，并未達(dá)到對人體致癌的暴露量。2，4，6-三氯苯酚為該地塊主要致癌物質(zhì)，居民接受風(fēng)險(xiǎn)的主要暴露途徑為受體使用受污染地下水作為沐浴和日常清洗用途過程中水分蒸發(fā)吸入體內(nèi)造成的暴露風(fēng)險(xiǎn)，而工人則主要為口入吸收暴露，二者皮膚接觸風(fēng)險(xiǎn)均較低。為了減少致癌物質(zhì)的吸入，在場地上的人群應(yīng)盡量保持室內(nèi)通風(fēng)，盡量避免使用地下水淋浴，如果淋浴建議將窗戶打開，減少呼吸吸入的致癌物質(zhì)，生活飲用水以自來水為主，如使用地下水必須將水煮開使用。

4 結(jié) 論

（1）該搬遷農(nóng)藥廠地塊地下水中主要的污染物為：2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、鄰苯二甲酸二甲酯，對場址內(nèi)居民和工人造成的非致癌風(fēng)險(xiǎn)分別為8.1×10-1和7.9×10-2，致癌風(fēng)險(xiǎn)分別為5.6×10-7和2.7×10-8，均未超出安全范圍。

（2）該搬遷農(nóng)藥廠地塊地下水中致癌物為2，4，6-三氯苯酚，對居民的致癌途徑主要為吸入吸收（74.8%），對工人則為口入吸收為主（55%），二者均以皮膚接觸占比最小。

綜上所述，通過對該搬遷農(nóng)藥廠地下水污染現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)，原廠區(qū)地下水對人體所產(chǎn)生的影響不足以產(chǎn)生致癌等效果，但亦需要通過飲水、通風(fēng)等方式降低其風(fēng)險(xiǎn)，研究結(jié)果可為該區(qū)域場地污染修復(fù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，亦可為蘇南地區(qū)類似農(nóng)藥廠污染場地地下水調(diào)查與健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)提供參考。

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