石油烴污染地塊土壤風(fēng)險評估研究

摘 要：以遼寧某石油烴污染地塊為例，經(jīng)系統(tǒng)調(diào)查與評估，明確了土壤污染狀況、暴露途徑、毒性效應(yīng)及風(fēng)險水平。研究發(fā)現(xiàn)，地塊土壤受石油烴污染，對成人和兒童存潛在健康風(fēng)險。同時，確定了污染物種類、濃度、分布及修復(fù)目標(biāo)值與范圍。

關(guān)鍵詞：石油烴；污染地塊；土壤風(fēng)險評估；修復(fù)目標(biāo)值

中圖分類號：X53 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）12–0-03

石油烴作為石油的主要成分，因其難降解、易積累的特性，對土壤質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。近年來，隨著城市化進程的推進和土地資源的緊張，部分曾經(jīng)的工業(yè)用地被轉(zhuǎn)化為住宅、商業(yè)等用途，這些地塊往往存在不同程度的土壤污染問題。

1 地塊概況與調(diào)查方法

1.1 地塊概況

研究區(qū)域位于遼寧省某地級市，地塊總面積為11 635.15 m2。該地塊自20世紀(jì)80年代起至2013年為油品公司廠址，主要生產(chǎn)產(chǎn)品為潤滑油及潤滑脂。隨著城市發(fā)展規(guī)劃的調(diào)整，地塊土壤可能存在石油烴C10～C40污染問題。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 初步調(diào)查

初步調(diào)查階段，通過現(xiàn)場踏勘、資料收集，確定了環(huán)境關(guān)注區(qū)，布設(shè)了土壤與地下水采樣點。土壤檢測涵蓋45項基本項及石油烴C10～C40，地下水檢測包括16項常規(guī)及微生物指標(biāo)[1]。結(jié)果顯示，該地塊土壤石油烴C10～C40含量超標(biāo)，需進一步評估。

1.2.2 詳細調(diào)查

基于初步調(diào)查結(jié)果，按照20 m×20 m的網(wǎng)格劃分29個網(wǎng)格，共布設(shè)土壤采樣點29個，采樣深度為6 m

（部分點位加深至8 m）。同時，設(shè)置3個地下水監(jiān)測井，監(jiān)測井深度為6 m（其中1個加深至10 m）。詳細調(diào)查共采集了123個土壤樣品（含4個對照樣）和3個地下水樣品，以及6個地質(zhì)勘察孔樣品。土壤監(jiān)測因子增加至47項（包括pH值），地下水監(jiān)測因子增加至26項。詳細調(diào)查結(jié)果表明，土壤樣品中重金屬砷和石油烴C10～C40均超出第一類用地篩選值。

2 土壤污染狀況分析

2.1 污染物種類與濃度

通過初步調(diào)查和詳細調(diào)查，明確了該地塊土壤中的主要污染物為石油烴C10～C40和重金屬砷。石油烴C10～C40的濃度在部分采樣點超過第一類用地篩選值，超標(biāo)倍數(shù)較高。

2.2 污染物分布特征

從空間分布上看，石油烴C10～C40和重金屬砷的超標(biāo)點位主要集中在生產(chǎn)區(qū)域和儲油區(qū)域附近。從深度分布上看，污染物主要集中在表層土壤和淺層土壤。隨著深度的增加，污染物濃度逐漸降低。

2.3 污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律

通過對地質(zhì)勘察孔樣品的分析，發(fā)現(xiàn)石油烴C10～C40和重金屬砷在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化主要受土壤性質(zhì)、地下水流動、微生物活動等因素的影響。石油烴C10～C40具有較強的揮發(fā)性，部分污染物可能通過揮發(fā)作用進入大氣環(huán)境。

3 土壤污染風(fēng)險評估

3.1 危害識別

根據(jù)《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.3—2019），確定了該地塊未來規(guī)劃為居住用地，屬于第一類用地[2]。因此，此次風(fēng)險評估主要關(guān)注石油烴C10～C40和重金屬砷對成人和兒童的潛在健康風(fēng)險。

3.2 暴露評估

暴露評估依據(jù)現(xiàn)場參數(shù)與《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》推薦值，構(gòu)建評估表（表1、表2），涵蓋經(jīng)口攝入、皮膚接觸、吸入土壤顆粒及室外空氣土壤氣態(tài)污染物等暴露途徑，通過模型計算得出各途徑下的暴露量。

表1列出了成人和兒童在不同暴露途徑下的關(guān)鍵參數(shù)，如暴露期、頻率及皮膚接觸面積，對評估污染物潛在暴露量至關(guān)重要[3]。表2提供污染區(qū)域的具體參數(shù)，涵蓋污染物濃度、土壤層厚度及污染源區(qū)面積，有助于明確污染物分布范圍及潛在影響程度。

3.3 毒性評估

毒性評估聚焦于地塊土壤中石油烴C10～C40和重金屬砷的健康風(fēng)險。依托專業(yè)實驗室，嚴(yán)謹(jǐn)評估污染物的化學(xué)性質(zhì)、暴露途徑及敏感人群影響。結(jié)果顯示，石油烴C10～C40長期暴露或致非癌癥健康問題；重金屬砷毒性嚴(yán)峻，具致癌及多種非致癌性健康損害風(fēng)險[4]。評估全面科學(xué)，為風(fēng)險評估提供關(guān)鍵依據(jù)。

3.4 風(fēng)險表征與評估結(jié)果

通過將暴露評估與毒性評估緊密結(jié)合，全面評估污染物對人體健康的整體風(fēng)險水平。研究借助中國科學(xué)院土壤環(huán)境與污染修復(fù)重點實驗室研發(fā)的《污染地塊風(fēng)險評估電子表格》，進行詳盡的風(fēng)險表征計算。計算結(jié)果顯示：土壤中超標(biāo)的重金屬砷對受體產(chǎn)生的致癌風(fēng)險高達1.62×10-4，這一數(shù)值已顯著超出可接受的風(fēng)險水平，意味著重金屬砷的致癌風(fēng)險不容忽視[5]。同時，重金屬砷的非致癌風(fēng)險為6.29，石油烴C10～C40的非致癌風(fēng)險也達到9.58，兩者均遠遠超過了可接受的風(fēng)險閾值。這些數(shù)據(jù)充分表明，該地塊土壤中的污染物對人體健康構(gòu)成了實質(zhì)性的威脅。

3.5 風(fēng)險控制值與修復(fù)目標(biāo)值的科學(xué)確定

基于風(fēng)險評估結(jié)果，科學(xué)確定了石油烴C10～C40和重金屬砷的風(fēng)險控制值，并取最小值作為最終標(biāo)準(zhǔn)。參考《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險控制標(biāo)準(zhǔn)（試行）》，針對石油烴C10～C40，因其風(fēng)險控制值高于國標(biāo)篩選值，直接采用作為修復(fù)目標(biāo)值，提升環(huán)保要求；對于重金屬砷，因其風(fēng)險控制值低于國標(biāo)，選擇更嚴(yán)篩選值作為修復(fù)目標(biāo)，旨在更有效降低濃度，保障人體健康和環(huán)境安全。

4 土壤污染物修復(fù)范圍及土壤方量的確定

研究采用先進的克里金插值法科學(xué)界定污染土壤的修復(fù)面積，結(jié)合地塊的歷史使用情況、可能的污染來源及現(xiàn)場實地調(diào)查結(jié)果，綜合分析了各種因素，在確定修復(fù)平面的同時，還深入考慮了污染土壤的修復(fù)深度。通過仔細分析超修復(fù)目標(biāo)值點位所在的層次，以及未超修復(fù)目標(biāo)值點位所處的深度，科學(xué)、合理地設(shè)定了土壤的修復(fù)深度范圍。這一深度范圍的確定，不僅確保了修復(fù)工作的針對性，還避免了不必要的資源浪費?；谏鲜鲂迯?fù)范圍的劃定，進一步根據(jù)污染土壤的厚度、密度等關(guān)鍵參數(shù)，進行了詳細的修復(fù)方量計算，得出需修復(fù)的污染土壤方量為20 518.7 m3。

5 風(fēng)險評估結(jié)果與修復(fù)建議

5.1 風(fēng)險評估結(jié)果

研究結(jié)果顯示，該地塊土壤確實存在這2種污染物的超標(biāo)情況，且其濃度均超過第一類用地的篩選值。石油烴C10～C40主要呈現(xiàn)出非致癌風(fēng)險，這意味著長期暴露于此類污染物下可能會對人體健康造成非癌癥相關(guān)的負面影響；重金屬砷則同時具有致癌風(fēng)險和非致癌風(fēng)險，其潛在危害更為嚴(yán)重。進一步的風(fēng)險評估表明，土壤中超標(biāo)的石油烴C10～C40和重金屬砷對成人和兒童均構(gòu)成了潛在的健康風(fēng)險。

在研究過程中，還確定了石油烴C10～C40和重金屬砷的風(fēng)險控制值和修復(fù)目標(biāo)值。這些數(shù)值是基于風(fēng)險評估結(jié)果、相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及地塊未來用途的綜合考量而得出的，為后續(xù)的修復(fù)工作提供了明確的指導(dǎo)。通過詳細調(diào)查和分析地塊內(nèi)污染物的分布情況，確定了需要修復(fù)的具體區(qū)域和土壤量，為修復(fù)方案的制定和實施奠定了基礎(chǔ)。

5.2 修復(fù)建議

5.2.1 修復(fù)技術(shù)選擇

針對石油烴C10～C40污染，熱脫附技術(shù)快速、有效，

能夠在短時間內(nèi)去除土壤中的大量揮發(fā)性有機物；生物修復(fù)技術(shù)具有環(huán)保、可持續(xù)的優(yōu)點，利用微生物的降解作用可以將污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)；化學(xué)氧化技術(shù)是通過加入氧化劑而使污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而降解。針對重金屬砷污染，固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)通過物理、化學(xué)或生物的方法將污染物固定在土壤中或轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的形態(tài)，從而降低其遷移性和生物可利用性；電動修復(fù)技術(shù)則利用電場作用將污染物從土壤中遷移出來，適用于處理深層土壤污染。

5.2.2 修復(fù)方案制定

在制定修復(fù)方案時，應(yīng)明確修復(fù)目標(biāo)、選擇合適的修復(fù)技術(shù)或技術(shù)組合，并制定詳細的工作計劃和質(zhì)量控制要求，基于風(fēng)險評估結(jié)果和修復(fù)目標(biāo)值確定，確保修復(fù)后土壤的質(zhì)量符合相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和地塊未來用途的要求。修復(fù)方案的實施需要遵循科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髁鞒?，進行詳細的現(xiàn)場調(diào)查和污染物分析，全面了解污染狀況。根據(jù)污染物的特性和地塊的實際情況，選擇合適的修復(fù)技術(shù)和設(shè)備，并制定詳細的施工方案。在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保修復(fù)效果達到預(yù)期目標(biāo)。

5.2.3 修復(fù)效果評估與監(jiān)測

評估內(nèi)容應(yīng)包括土壤污染物的去除效果、土壤質(zhì)量的改善情況及修復(fù)后對環(huán)境和人體健康的影響等。評估結(jié)果應(yīng)作為驗收修復(fù)工程的重要依據(jù)，并為后續(xù)的環(huán)境管理和監(jiān)測提供數(shù)據(jù)支持。為了確保修復(fù)效果的長期穩(wěn)定性，還應(yīng)建立長期的監(jiān)測機制，定期對修復(fù)區(qū)域進行復(fù)查和監(jiān)測。

6 結(jié)束語

通過對遼寧省某石油烴污染地塊的系統(tǒng)調(diào)查與評估，明確了污染物的種類、濃度、分布特征及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，評估了石油烴和重金屬砷對環(huán)境和人體健康的潛在風(fēng)險，并確定了修復(fù)目標(biāo)值和修復(fù)范圍。結(jié)果表明，該地塊土壤存在石油烴C10～C40和重金屬砷污染，且對成人和兒童構(gòu)成潛在健康風(fēng)險。因此，需采取有效的修復(fù)措施來降低污染風(fēng)險，保護生態(tài)環(huán)境和人體健康。

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收稿日期：2024-09-18

作者簡介：廖小柱（1986—），男，福建龍巖人，工程師，研究方向為石油烴污染地塊土壤風(fēng)險評估。