某礦業(yè)企業(yè)遺留重金屬污染場地污染調(diào)查與風(fēng)險評估

雷國建，文 波，李 櫟，彭 軒，劉 朝，楊廣超

（湖南國重環(huán)境科技有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410000）

隨著我國城市化進(jìn)程的加快和用地規(guī)劃的調(diào)整，很多城市近郊工業(yè)企業(yè)停產(chǎn)或搬遷，遺留了大量受到污染、亟待調(diào)查評估和修復(fù)開發(fā)的工業(yè)場地［1～4］。土壤污染成為在解決水污染、大氣污染、固體廢物污染后急需解決的環(huán)境污染問題［5，6］。根據(jù)“土十條”及湖南省環(huán)保“十三五規(guī)劃”，要求盡早啟動城市周邊退出污染工業(yè)廢棄場地的修復(fù)工作，消除其對環(huán)境的污染，保障人居安全。遺留地塊修復(fù)前需要進(jìn)行遺留生產(chǎn)場地的調(diào)查與風(fēng)險評估，了解場地污染狀況，評估環(huán)境污染物對人體健康風(fēng)險［7，8］。本研究以湖南某礦業(yè)企業(yè)遺留的重金屬污染場地為研究對象，對重金屬污染場地土壤和地下水環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，分析土壤中各污染物的分布特點及污染程度。按照《污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.3-2014）推薦模型及參數(shù)，開展污染場地健康風(fēng)險評估，分析場地環(huán)境風(fēng)險，為該地塊的開發(fā)建設(shè)提供環(huán)境信息，為政府決策提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 場地概況

該遺留地塊占地30 000 m2，于2008年建設(shè)氧化鋅粉項目生產(chǎn)線，主要設(shè)備有破碎機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、沉降室、冷卻系統(tǒng)、脫硫塔、布袋除塵器等。主要原料為氧化鋅礦石、煤。主要產(chǎn)品：氧化鋅粉。2013年5月徹底關(guān)停。場地調(diào)查前主要生產(chǎn)廠房（回轉(zhuǎn)窯、原料庫、破碎攪拌混合車間、沉降室、脫硫間、冷卻間）均已拆除，且無遺留相關(guān)拆除固廢；無任何遺留生產(chǎn)設(shè)備；且場地內(nèi)現(xiàn)已無遺留原輔料及產(chǎn)品等物料；無遺留與生產(chǎn)相關(guān)的固體廢物；現(xiàn)有廠區(qū)僅保留一個25 m2包裝間、60 m煙囪、3個（5 m3、8 m3、5 m3）沉淀池及一棟辦公樓主體結(jié)構(gòu)，閑置至今。場地內(nèi)部分硬化地面出現(xiàn)破損破裂現(xiàn)象，遺留有部分建筑垃圾。沉淀池中遺留少部分雨水。根據(jù)采訪調(diào)查，企業(yè)以往生產(chǎn)期間未發(fā)生重金屬污染事故。

根據(jù)土地利用規(guī)劃，治理后的場地被規(guī)劃為居住用地，地塊區(qū)域西側(cè)邊界10 m為高速公路連接線；北側(cè)邊界10 m為某公司，東側(cè)邊界10 m為村莊，東南側(cè)15 m為安置小區(qū)。場地與北、西、南、東南之間敏感點均有山體植被阻隔。廠區(qū)平面布置圖如圖1所示。

1.2 采樣點布置與樣品采集

1.2.1 土壤樣采集

依據(jù)《污染場地環(huán)境監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.2-2014），采用系統(tǒng)布點法設(shè)監(jiān)測點位，采樣單元面積為400 m2（20 m×20 m網(wǎng)格）。結(jié)合場地污染和采樣具體情況，確定場地污染監(jiān)測點位為26個，如圖2所示。采樣深度和間隔根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整，分別對每個采樣點設(shè)置采樣深度為0.5 m、1.0 m、1.8 m（根據(jù)導(dǎo)則中建議3 m以內(nèi)深層土壤的采樣間隔為0.5 m，即應(yīng)設(shè)0.5 m、1.0 m、1.5 m等采樣深度，受土壤特征因素影響可根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整，因此在場地調(diào)查中將1.5 m的采樣深度適當(dāng)調(diào)整為1.8 m）處三個垂直層面土壤樣。

圖1 廠區(qū)平面布置圖

圖2 土壤采樣布點圖

1.2.2 廢水樣采集

對場地內(nèi)廢水樣采集。在對場地調(diào)查時發(fā)現(xiàn)場地東側(cè)廢水收集沉淀池匯集了少量雨水。采集時先清除水面漂浮物，然后用專用樣品瓶放到水面下約5 cm采集水樣。采集了1個廢水樣品。

1.2.3 地下水樣采集

根據(jù)《場地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.1-2014），因本場地內(nèi)無地下水井，場地內(nèi)及周邊地下水位較深，通過收集以往地勘資料，場地區(qū)域地下水流向為東北偏東，因此此次場調(diào)對場地東北160 m處居民水井（水井）進(jìn)行采樣分析，根據(jù)走訪調(diào)查該水井戶主，打井深度100 m以上，表面區(qū)域地下水位較深，同時該井位于本場地地下水徑流的下游。

1.2.4 背景樣采集

此次場調(diào)布置1個背景土壤采樣點，在場地西南側(cè)紅線外220 m。

1.3 檢測分析項目

檢測分析項目指標(biāo)需涵蓋該場地特征污染物，同時要對場地污染有全面的了解，既要有針對性，又要有全面性。根據(jù)該礦業(yè)企業(yè)生產(chǎn)特點，同時考慮到場地歷史資料收集的局限性、有效性和場地調(diào)查的不確定性，選擇土壤檢測因子包括pH值、重金屬總量（9項）；地下水和廢水檢測因子包括pH值、硫化物、重金屬（7項）等。

1.4 樣品分析方法

1.4.1 土壤分析方法

土壤樣品關(guān)注污染物的分析測試按照《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）［9］和《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ／T 166-2004）中的指定方法進(jìn)行。

1.4.2 水樣分析

廢水樣品的分析按照《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ／T 91-2002）中指定方法執(zhí)行，地下水樣品分析按照《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ／T 164-2004）中指定方法執(zhí)行。

1.5 評價標(biāo)準(zhǔn)

1.5.1 土壤污染物總量評價標(biāo)準(zhǔn)

本場地修復(fù)后土地用途為居住用地，因此本次調(diào)查對污染現(xiàn)狀采用《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）、《重金屬污染場地土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)》（DB 43／T 1125-2016）［10］中居住用地標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價。

1.5.2 地下水評價標(biāo)準(zhǔn)

本項目采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB／T 14848-2017）三類標(biāo)準(zhǔn)對地下水進(jìn)行評價。

1.5.3 廢水評價標(biāo)準(zhǔn)

本項目采用《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)要求對廢水進(jìn)行評價。

1.6 風(fēng)險評估方法

根據(jù)該區(qū)域未來的用地規(guī)劃，該場地規(guī)劃為居住用地，均屬于敏感用地。本次風(fēng)險評估主要依據(jù)《污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.3-2014）相關(guān)要求和規(guī)定的模型參數(shù)，對該礦業(yè)企業(yè)搬遷遺留場地進(jìn)行土壤污染人體健康風(fēng)險評估。本研究中風(fēng)險評估主要分以下五個步驟：危害識別、暴露評估、毒性評估、風(fēng)險表征、風(fēng)險控制值和修復(fù)目標(biāo)值確定。

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤和地下水檢測結(jié)果

背景點土壤樣品中主要檢測因子的全量檢測數(shù)據(jù)均可滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求；廠區(qū)土壤鉛最高濃度值為2 893 mg／kg、鎘最高濃度值為95.7 mg／kg、砷最高濃度值為73.3 mg／kg，超過《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》（GB 36600-2018）第一類用地篩選值，鋅、錳、總鉻無標(biāo)準(zhǔn)，但鋅最高濃度值為5 932 mg／kg，含量較高，錳、總鉻含量較低，故建議將鋅、鉛、鎘、砷作為關(guān)注污染物進(jìn)行進(jìn)一步的風(fēng)險評價；場地部分區(qū)域經(jīng)雨水沖刷后匯入東側(cè)沉淀池的雨水主要監(jiān)測因子均滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)要求。場地周邊居民水井主要監(jiān)測因子均滿足《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB／T 14848-2017）表1中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)及表2標(biāo)準(zhǔn)限值。

2.2 風(fēng)險評估

2.2.1 危害識別

根據(jù)場地監(jiān)測結(jié)果與《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》（GB 36600-2018）第一類用地篩選值、《重金屬污染場地土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)》（DB43／T 1165-2016）居住用地標(biāo)準(zhǔn)限值對比，確定本場地土壤樣品中關(guān)注污染物有：鉛、鎘、砷、鋅。

2.2.2 暴露評估

根據(jù)場地未來開發(fā)計劃，本場地土地利用方式為居住用地，參照敏感性用地方式進(jìn)行暴露情景分析。本項目中關(guān)注污染物全部為重金屬，飲用水為潔凈水，非地下水，因此忽略吸入室外空氣中氣態(tài)污染物途徑、吸入室內(nèi)空氣中氣態(tài)污染物途徑、飲用地下水途徑。暴露途徑主要有三種，即經(jīng)口攝入土壤途徑、皮膚接觸土壤途徑、吸入土壤顆粒物途徑。

2.2.3 毒性評估

本項目關(guān)注污染物為鉛、鎘、鋅、砷，均為致癌污染物。按照美國IRIS污染物致癌等級劃分，主要關(guān)注污染物的危害效應(yīng)見表1。

表1 重金屬的危害效應(yīng)

2.2.4 風(fēng)險表征

根據(jù)《場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.3-2014），污染物可接受的非致癌風(fēng)險水平即目標(biāo)危害商為1，可接受的致癌風(fēng)險水平為10-6。根據(jù)《場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.3-2014）中敏感用地暴露評估模型計算本場地各污染因子最大值的危害商和致癌風(fēng)險，計算結(jié)果見表2。

表2 風(fēng)險評估下的污染因子危害商和致癌風(fēng)險（最大值）

根據(jù)表2可知，土壤中鉛、鎘、鋅、砷污染物最大值的危害商均大于1，鎘、砷污染物最大值的致癌風(fēng)險均大于10-6，代表場地內(nèi)部分區(qū)域健康風(fēng)險在不可接受范圍，須進(jìn)行修復(fù)后才能開發(fā)利用。

2.3 風(fēng)險控制值和修復(fù)目標(biāo)值

2.3.1 風(fēng)險控制值

根據(jù)《場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.3-2014）中敏感用地方式下土壤污染物暴露的致癌／非致癌風(fēng)險評價模型及表中的推薦參數(shù)，在可接受風(fēng)險設(shè)定為：單一污染物、單一暴露途徑致癌風(fēng)險可接受水平為1.0×10-6，非致癌風(fēng)險可接受危害商為1的前提下，計算得出敏感用地方式下土壤中暴露的致癌／非致癌風(fēng)險控制值，選擇較小者作為本污染場地的風(fēng)險控制值。計算結(jié)果見表3。

表3 場地土壤健康模型下風(fēng)險控制值mg／kg

2.3.2 修復(fù)目標(biāo)值

本項目評價及修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)選取依據(jù)為《場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.3-2014）計算得到的土壤風(fēng)險控制值及《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）中篩選值和管控值。修復(fù)目標(biāo)值選定原則為：（1）土壤風(fēng)險控制值小于篩選值時，修復(fù)目標(biāo)值為篩選值；（2）土壤風(fēng)險控制值介于篩選值與管控值之間時，修復(fù)目標(biāo)值為土壤風(fēng)險控制值；（3）土壤風(fēng)險控制值大于管控值時，修復(fù)目標(biāo)值為管控值。本場地修復(fù)目標(biāo)值見表4。

表4 場地修復(fù)目標(biāo)值表 mg／kg

2.4 修復(fù)區(qū)域

根據(jù)各層污染范圍及各層深度，得到場地污染各層污染面積及土壤量。場地污染土方統(tǒng)計見表5。

3 結(jié) 論

1.關(guān)注污染物污染情況。場地遺留廢水和地下水均未超過標(biāo)準(zhǔn)。場地內(nèi)土壤含量檢測結(jié)果表明，本地塊廠區(qū)土壤鉛最高濃度值為2 893 mg／kg、鎘最高濃度值為95.7 mg／kg、砷最高濃度值為73.3 mg／kg，超過《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》（GB 36600-2018）第一類用地篩選值，鋅、錳、總鉻無標(biāo)準(zhǔn)，但鋅最高濃度值為5 932 mg／kg，含量較高，錳、總鉻含量較低，故建議將鋅、鉛、鎘、砷作為關(guān)注污染物進(jìn)行進(jìn)一步的風(fēng)險評價。

表5 場地污染土方統(tǒng)計表

2.風(fēng)評結(jié)果。敏感用地條件下，場地的關(guān)注污染物鋅、鉛、鎘、砷危害商超過1，鎘、砷致癌風(fēng)險值超過10-6，在不可接受范圍，場地存在健康風(fēng)險，須進(jìn)行修復(fù)后才能開發(fā)利用，對比《場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.3-2014）計算得到的土壤風(fēng)險控制值及《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）的篩選值和管控值，確定本場地修復(fù)目標(biāo)值為鉛400 mg／kg、鎘20 mg／kg、鋅1 323 mg／kg、砷20 mg／kg。

3.場地污染土方量。場地重金屬總污染面積約為10 056 m2，總污染土方量約為14 677.6 m3。