云南省某電池廠遺留場地調(diào)查及風險評估

吳霞+劉軒志+馮秋分+熊昂+賀鍇+徐巍

摘要：以云南省某電池廠遺留場地為例，根據(jù)《污染場地風險評估技術(shù)導則》（HJ25.3-2014）對其進行了場地調(diào)查及風險評估。結(jié)果表明：該場地作為商業(yè)開發(fā)用地，土壤中鎳對人體有致癌風險和非致癌危害，重金屬鋅對人體有非致癌危害，且均在可接受風險水平內(nèi)；場地主要污染物為鉛，土壤中鉛的修復目標為400 mg/kg，修復范圍為場區(qū)車間內(nèi)，修復面積160 m²，修復深度0.56 m，修復土方量89.6 m³。

關(guān)鍵詞：電池廠；污染場地調(diào)查；風險評估；云南

中圖分類號：X53

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）14-0126-05

1 引言

土壤污染問題是繼大氣和水污染問題之后人類面臨的又一重大環(huán)境問題。由土壤污染引發(fā)的安全問題和群體性實踐逐年增多，成為影響群眾身體健康和社會穩(wěn)定的重要因素[1]。伴隨我國城市布局的調(diào)整與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，大批化工企業(yè)關(guān)停和搬遷，遺留的工業(yè)場地存在不同程度的污染[2]。根據(jù)原國家環(huán)保總局《關(guān)于切實做好企業(yè)搬遷過程中環(huán)境污染防治工作的通知》（環(huán)辦[2004] 47號）及環(huán)境保護部《關(guān)于保障工業(yè)企業(yè)場地再開發(fā)利用環(huán)境安全的通知》（環(huán)發(fā)[2012] 140號）的要求，開展搬遷地塊的土壤和地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查，摸清搬遷企業(yè)場地的土壤、地下水污染狀況勢在必行。今對云南省某電池廠遺留場地調(diào)查，采集土壤和地下水樣品，監(jiān)測pH值、鉛、鋅、鎘、砷、汞以及六價鉻等指標，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進行風險評估，旨在為該電池廠廠區(qū)后期土地開發(fā)利用提供科學依據(jù)。

2 調(diào)查方法

2.1 場地概況

該電池廠成立于1958年，2005年停產(chǎn)關(guān)閉。該電池廠生產(chǎn)的電池主要為鋅、錳電池，主要生產(chǎn)工藝包括傳統(tǒng)的糊式鋅錳干電池生產(chǎn)階段和無汞堿性電池技術(shù)生產(chǎn)2個階段。項目區(qū)總體地勢南高北低，呈不規(guī)則多邊形型，南北長290～484 m，東西寬82～375 m。場地原始標高在1296.17～1297.60 m，最大高差1.43 m，場地較為開闊平坦。項目所在地位置圖及衛(wèi)星遙感圖見圖1和圖2。依據(jù)當?shù)卣囊?guī)劃說明文件，該場地未來規(guī)劃為商業(yè)用地及生活用地。

經(jīng)過現(xiàn)場查勘、調(diào)查訪問收集場地現(xiàn)狀及歷史資料，對場地土壤進行污染識別。初步判斷場地潛在污染物如表1所示。

2.2 采樣點布設(shè)和樣品采集

依據(jù)《場地環(huán)境監(jiān)測技術(shù)導則》（HJ25.2-2014）和《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 166-2004）要求以及場地前期環(huán)境監(jiān)測結(jié)果，對調(diào)查場地的土壤、地下水布點監(jiān)測。采樣點布設(shè)體現(xiàn)突出重點、兼顧均勻性原則，分區(qū)布點，共布設(shè)24個土壤采樣點和5個地下水采樣點。采樣點布設(shè)見圖3。

因場區(qū)大部分為硬化地面，對污染物向下迀移起到一定程度的阻隔作用，結(jié)合場區(qū)水文地質(zhì)情況，土壤采樣點的深度平均為2～4 m，實際采樣深度及采集樣品數(shù)根據(jù)現(xiàn)場土層分布情況而定，故本次調(diào)查設(shè)定每個點位采集4～6個土壤樣品。

（1）表層土：0～0.5 m內(nèi)采集1個土樣，本層主要是考察回填土內(nèi)是否存在污染，該污染應(yīng)主要是回填時采用的土質(zhì)污染情況決定的。

（2）表層與含水層之間：主要是0.5～2.0 m內(nèi)采集3個土樣。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查過程中的土壤鉆孔，該層土壤為粘土/粉土交互層，考慮到厚度較深，1個樣品不足以說明土壤變化情況，故各采樣點位設(shè)計3個樣品?，F(xiàn)場采樣時，需根據(jù)土壤性質(zhì)變化、結(jié)合現(xiàn)場快速檢測儀器設(shè)計采樣深度，保證樣品代表性。

（3）地下水位線附近：由于場區(qū)內(nèi)不同區(qū)域存在地勢高差，因此地下水位存在較大的差別，結(jié)合污染分布概率情況設(shè)計在廠區(qū)車間地表下2.0～4.0 m內(nèi)采集3個地下水位附近的樣品。

地下水采樣：場地面積較小，生產(chǎn)工藝較為簡單，場地所在區(qū)域降水相對較少，但土壤中的污染物可能通過地表降水入滲從而污染地下水。根據(jù)《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》 （HJ/T 164-2004）相關(guān)要求，本項目確定的地下水監(jiān)測點為5個，其中場內(nèi)3處、場外2處，保證上下游皆有監(jiān)測井。

2.3 樣品分析方法

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況及相關(guān)資料，確定土壤樣品監(jiān)測指標：含水率、鉛、砷、鎘、汞、總鉻、銅、鋅、鎳。另外，場區(qū)部分區(qū)域可能出現(xiàn)六價鉻、釩等污染，采集部分樣品進行六價鉻、釩的分析；確定地下水樣品監(jiān)測指標： pH、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氰化物、砷、汞、鉻（六價）、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、錳、鎳、銅、鋅、溶解性總固體、高錳酸鹽指數(shù)、硫酸鹽、氯化物、大腸菌群、總硬度等。

根據(jù)主要污染物測試方法《建設(shè)用地土壤污染風險篩選指導值》（第三次征求意見稿）[3]，對預處理后的土樣進行實驗室分析，包括樣品的消解、定容，標準品的制備及標準曲線的繪制校正，平行樣及質(zhì)控樣品的準備，最終上機測試，并對檢測結(jié)果進行精密度及準確度分析，以檢測數(shù)據(jù)的可靠性。

2.4 評價方法

為嚴格把控調(diào)查區(qū)污染情況，確保不遺漏任何可能存在的污染物，本報告分別以《建設(shè)用地土壤污染風險篩選指導值》（三次征求意見稿）和北京市《場地土壤環(huán)境風險評價篩選值》（DB11/T 811-2011）[4]兩個標準中最嚴標準，再結(jié)合《中國土壤元素背景值》（1996）確定最終篩選值，根據(jù)最終篩選值對土壤中全部檢測出的指標進行篩查，從而確定調(diào)查區(qū)內(nèi)疑似污染物，根據(jù)《污染場地風險評估技術(shù)導則》HJ/T 25.3-2014）[5]（以下簡稱《導則》）進行風險評估。地下水質(zhì)量評價依據(jù)《地下水質(zhì)量標準》（GB/T14848-93）執(zhí)行。

3 結(jié)果與討論

3.1 土壤檢測結(jié)果

所送檢土壤樣品中，15種重金屬（砷、銅、鋅、鉛、鎘、汞、鎳和鉻等）進行了實驗室分析檢測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果各點位均有該15種重金屬檢出。根據(jù)檢出的濃度數(shù)據(jù)，選擇檢出各污染物濃度的最大值與篩選值進行比選，超標指標和超標點位羅列如表2所示。

根據(jù)分析結(jié)果，重金屬超標點位共計12個，濃度區(qū)間和所在位置如表3所示。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，檢測的15種重金屬有3種重金屬鋅、鉛、鎳超過了重金屬污染篩選值，超標點位共計12個。其中，鎳的超標點位11個，鉛的超標點位1個、鋅的超標點位3個，超標倍數(shù)在1.2～1.6倍之間?？傮w來說，本場地重金屬污染種類較少，污染程度較輕。

3.2 地下水檢測結(jié)果

本次地下水污染調(diào)查在5個地下水監(jiān)測點各取地下水樣品1個，共5個地下水樣品。檢測的污染物指標包括pH值、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氰化物、砷、汞、鉻（六價）、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、錳、鎳、銅、鋅、溶解性總固體、高錳酸鹽指數(shù)、硫酸鹽、氯化物、大腸菌群、總硬度共23余項，地下水中各疑似污染物均無超標現(xiàn)象。

4 風險評估

4.1 關(guān)注污染物篩選

根據(jù)場地調(diào)查結(jié)果和污染概念模型分析，本次風險評估范圍主要針對場區(qū)內(nèi)污染土壤及地下水。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，本場地土壤超過篩選標準的污染物共3種，分別為鉛、鋅、鎳3種重金屬。這些污染物對人體具有潛在危險，列為關(guān)注污染物，需進行健康風險評估，具體污染種類見表4。

根據(jù)《污染場地風險評估技術(shù)導則》（HJ25.3-2014）相關(guān)要求對場地土壤與地下水進行健康風險評估。其中，鉛因受導則模型適用性及毒理參數(shù)完整性等因素限制，不適用于導則風險評估模型。其它2種污染物則根據(jù)導則要求進行計算。故本次參加風險評估的污染物共2種。本次風險評估中所用到的毒理參數(shù)參考《污染場地風險評估技術(shù)導則》（HJ25.3-2014）附錄B。

4.2 暴露評估

暴露評估是指在危害識別的基礎(chǔ)上，分析場地內(nèi)關(guān)注污染物遷移和危害敏感受體的可能性，確定場地土壤和地下水污染物的主要暴露途徑和暴露評估模型，確定評估模型參數(shù)取值，計算敏感人群對土壤和地下水中污染物的暴露量。

（1）暴露情景

污染物的暴露途徑不同，敏感受體不同，其對人體健康的危害存在差異。根據(jù)該市《城市近期建設(shè)規(guī)劃圖（2016-2020）》，本項目場地未來擬規(guī)劃為商住用地。因此，本項目場地的風險評估工作按照我國《污染場地風險評估技術(shù)導則》（環(huán)保部HJ25.3-2014）規(guī)定的以住宅為代表的敏感用地的風險評估方法進行，屬于敏感用地類型，主要暴露人群為未來場地的使用人群。

（2）暴露途徑

一般攝入土壤中的污染物途徑包括以下6種：經(jīng)口攝入土壤、皮膚接觸土壤、吸入土壤顆粒物、吸入室外空氣中來自表層土壤的氣態(tài)污染物，吸入室外空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物、吸入室內(nèi)空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物。

4.3 毒性評估

采用《污染場地風險評估技術(shù)導則》（HJ25.3-2014）進行風險評估的2種污染物的毒理學參數(shù)如表5所示。毒性參數(shù)主要用以計算呼吸吸入致癌斜率因子（SFi）、呼吸吸入?yún)⒖加嬃浚≧fDi）、皮膚接觸致癌斜率系數(shù)（SFd）和參考計量（RfDd），計算過程如下所示。

呼吸吸入致癌斜率因子和參考劑量外推模式公式

呼吸吸入致癌斜率因子（SFi）和呼吸吸入?yún)⒖加嬃浚≧fDi）的計算過程，分別如下：

4.4 風險評估計算方法

本項目按照《污染場地風險評估技術(shù)導則》（HJ25.3-2014）中規(guī)定的風險評估方法，結(jié)合場地調(diào)查獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，針對場地污染源污染物進行風險評估和風險控制值計算，導則共列出來9種主要暴露途徑和暴露評估模型，其中包括6種土壤污染物暴露途徑和3種地下水污染物暴露途徑。

4.5 風險評估計算軟件

本項目采用中國科學院南京土壤研究所陳夢舫團隊研發(fā)的HERA軟件進行風險評估，該軟件為我國首款污染場地健康與環(huán)境風險評估軟件。HERA軟件自發(fā)布以來備受業(yè)界關(guān)注，目前已在國內(nèi)24 個省市的近百家高等院校、科研院所、環(huán)保企業(yè)等單位得到推廣，并且已在北京、南京、南寧、常州、蘇州、無錫、上海、杭州、溫州、寧波、武漢、鄭州等城市的污染場地調(diào)查與風險評估項目中得到廣泛應(yīng)用。

4.6 人體可接受風險水平

根據(jù)《污染場地風險評估技術(shù)導則》（HJ25.3-2014）中的規(guī)定，單一污染物的可接受致癌風險水平為10-6，可接受危害商為1。即當單一污染物致癌風險水平大于10-6，危害商大于1時，可能對人體具有危害，需采取進一步的管理措施。

4.7 風險評估結(jié)果

本項目場區(qū)地勢平坦、面積較小，土壤性質(zhì)差異不大，本次風險評估將廠區(qū)污染土壤按照“表層+下層”土壤模式進行風險評估，根據(jù)每種污染物在該層最大濃度值計算其風險水平，風險水平計算均采用該層相應(yīng)土工參數(shù)，最大限度保證風險評估結(jié)果的真是可靠性。

考慮到未來場區(qū)規(guī)劃利用方式及未來修復方式，污染區(qū)土壤可能涉及基坑開挖工程，土壤中6種暴露途徑均存在，故各層均按照全途徑風險模型評估。

本場地土壤中關(guān)注的污染物共3種，為重金屬鎳、鋅、鉛。因鉛受導則模型適用性及毒理參數(shù)完整性等因素限制，不適用于導則風險評估模型，故本次采用《污染場地風險評估技術(shù)導則》（HJ25.3-2014）進行評估的土壤中污染物共2種。具體評價結(jié)果如圖4所示。

根據(jù)風險評估計算結(jié)果：鎳致癌風險計算結(jié)果6.82E-07，小于1E-06，非致癌危害計算結(jié)果7.60 E-01，小于1；鋅無致癌風險，非致癌危害計算結(jié)果1.62 E-01，小于1。故2種重金屬中，重金屬鎳對人體有致癌風險和非致癌危害，重金屬鋅對人體有非致癌危害，且均在可接受風險水平內(nèi)。

4.8 修復目標值

根據(jù)風險評估結(jié)果，本項目進行風險評估的2種土壤污染物鎳、鋅，風險評估結(jié)果均在人體可接受風險水平內(nèi)。這兩種重金屬對未來土地使用人群不存在健康隱患，該兩種重金屬風險評估工作結(jié)束。由土壤污染調(diào)查結(jié)果與分析可知，超過污染篩選值的重金屬還有鉛，鉛因受導則模型適用性及毒理參數(shù)完整性等因素限制，不適用于導則風險評估模型，故本項目需要進行修復的重金屬為鉛。

由于各地區(qū)的土壤本底水平不同，為保證修復目標值的合理科學，避免過度修復，將修復目標與當?shù)赝寥辣尘爸颠M行比較考慮，修復目標值不宜低于當?shù)氐沫h(huán)境背景值。

表6通過綜合比較分析結(jié)合我國相關(guān)標準，最終提出了建議修復目標值為400 mg/kg，該修復目標值既能有效控制環(huán)境和健康風險，又能滿足修復工程的經(jīng)濟、合理性。

4.9 修復范圍及修復方量確定

本項目修復范圍的確定采用常用方法進行，主要是依據(jù)各采樣點坐標和污染物監(jiān)測濃度及現(xiàn)場調(diào)研結(jié)果通過內(nèi)插法計算確定修復范圍。內(nèi)插法計算土壤邊界結(jié)果見表7，各邊界點用曲線連接，修復深度采用12號點計算的最大深度0.56 m。

本項目修復范圍見圖5，待修復污染物為鉛，分布在場區(qū)車間內(nèi)，面積160 m²，修復深度0.56 m，修復土方量89.6 m³。

5 結(jié)論

根據(jù)該污染場地的生產(chǎn)特點和車間分布情況，及相關(guān)技術(shù)導則、標準和規(guī)范等要求，對其布點采樣進行調(diào)查與評價。主要結(jié)論如下。

（1）該場地土壤主要受鉛污染。主要污染區(qū)域集中在場區(qū)生產(chǎn)車間內(nèi)。

（2）該場地土壤污染物鉛的修復目標值為400 mg/kg，修復面積160 m²，修復深度0.56 m，修復土方量89.6 m³。

參考文獻：

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[2]陳夢舫，駱永明， 宋 靜， 等.場地含水層氯代烴污染物自然衰減機制與納米鐵修復技術(shù)的研究進展[J]. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)， 2011， 23（3）：85～89.

[3]環(huán)境保護部.建設(shè)用地土壤污染風險篩選指導值（征求意見稿三）[EB/OL].[2016-03-10].http：//www.mep.gov.cn/gkml/hbb/bgth/201603/W020160315362776739892.pdf.

[4]北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.DB11/T811-2011 場地土壤環(huán)境風險評價篩選值[S/OL].[2011-12.06].http：//www.bjepb.gov.cn/eportal/fileDir/oldfile/bjepb/resource/cms/2015/05/811場地土壤環(huán)境風險評價評價篩選值.pdf.

[5]環(huán)境保護部.HJ 25.3-2014 污染場地風險評估技術(shù)導則[S].北京：中國環(huán)境科學出版社，2014.