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        某礦業(yè)企業(yè)遺留重金屬污染場(chǎng)地污染調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

        2021-03-07 08:07:46雷國(guó)建楊廣超
        湖南有色金屬 2021年1期
        關(guān)鍵詞:遺留導(dǎo)則用地

        雷國(guó)建,文 波,李 櫟,彭 軒,劉 朝,楊廣超

        (湖南國(guó)重環(huán)境科技有限責(zé)任公司,湖南 長(zhǎng)沙 410000)

        隨著我國(guó)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(píng)估和修復(fù)開(kāi)發(fā)的工業(yè)場(chǎng)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(wèn)題[5,6]。根據(jù)“土十條”及湖南省環(huán)?!笆逡?guī)劃”,要求盡早啟動(dòng)城市周邊退出污染工業(yè)廢棄場(chǎng)地的修復(fù)工作,消除其對(duì)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(chǎng)地的調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,了解場(chǎng)地污染狀況,評(píng)估環(huán)境污染物對(duì)人體健康風(fēng)險(xiǎn)[7,8]。本研究以湖南某礦業(yè)企業(yè)遺留的重金屬污染場(chǎng)地為研究對(duì)象,對(duì)重金屬污染場(chǎng)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(diǎn)及污染程度。按照《污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 25.3-2014)推薦模型及參數(shù),開(kāi)展污染場(chǎng)地健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,分析場(chǎng)地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),為該地塊的開(kāi)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(chǎng)地概況

        該遺留地塊占地30 000 m2,于2008年建設(shè)氧化鋅粉項(xiàng)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(chǎng)地調(diào)查前主要生產(chǎn)廠房(回轉(zhuǎn)窯、原料庫(kù)、破碎攪拌混合車間、沉降室、脫硫間、冷卻間)均已拆除,且無(wú)遺留相關(guān)拆除固廢;無(wú)任何遺留生產(chǎn)設(shè)備;且場(chǎng)地內(nèi)現(xiàn)已無(wú)遺留原輔料及產(chǎn)品等物料;無(wú)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(gè)25 m2包裝間、60 m煙囪、3個(gè)(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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)地與北、西、南、東南之間敏感點(diǎn)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(diǎn)布置與樣品采集

        1.2.1 土壤樣采集

        依據(jù)《污染場(chǎng)地環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 25.2-2014),采用系統(tǒng)布點(diǎn)法設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,采樣單元面積為400 m2(20 m×20 m網(wǎng)格)。結(jié)合場(chǎng)地污染和采樣具體情況,確定場(chǎng)地污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)位為26個(gè),如圖2所示。采樣深度和間隔根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整,分別對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)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(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整,因此在場(chǎng)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(gè)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(diǎn)圖

        1.2.2 廢水樣采集

        對(duì)場(chǎng)地內(nèi)廢水樣采集。在對(duì)場(chǎng)地調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地東側(cè)廢水收集沉淀池匯集了少量雨水。采集時(shí)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(gè)廢水樣品。

        1.2.3 地下水樣采集

        根據(jù)《場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 25.1-2014),因本場(chǎng)地內(nèi)無(wú)地下水井,場(chǎng)地內(nèi)及周邊地下水位較深,通過(guò)收集以往地勘資料,場(chǎng)地區(qū)域地下水流向?yàn)闁|北偏東,因此此次場(chǎng)調(diào)對(duì)場(chǎng)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(shí)該井位于本場(chǎng)地地下水徑流的下游。

        1.2.4 背景樣采集

        此次場(chǎng)調(diào)布置1個(gè)背景土壤采樣點(diǎn),在場(chǎng)地西南側(cè)紅線外220 m。

        1.3 檢測(cè)分析項(xiàng)目

        檢測(cè)分析項(xiàng)目指標(biāo)需涵蓋該場(chǎng)地特征污染物,同時(shí)要對(duì)場(chǎng)地污染有全面的了解,既要有針對(duì)性,又要有全面性。根據(jù)該礦業(yè)企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn),同時(shí)考慮到場(chǎng)地歷史資料收集的局限性、有效性和場(chǎng)地調(diào)查的不確定性,選擇土壤檢測(cè)因子包括pH值、重金屬總量(9項(xiàng));地下水和廢水檢測(cè)因子包括pH值、硫化物、重金屬(7項(xiàng))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(cè)試按照《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600-2018)[9]和《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 164-2004)中指定方法執(zhí)行。

        1.5 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

        1.5.1 土壤污染物總量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

        本場(chǎng)地修復(fù)后土地用途為居住用地,因此本次調(diào)查對(duì)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(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600-2018)、《重金屬污染場(chǎng)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(píng)價(jià)。

        1.5.2 地下水評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

        本項(xiàng)目采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)三類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)地下水進(jìn)行評(píng)價(jià)。

        1.5.3 廢水評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

        本項(xiàng)目采用《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)廢水進(jìn)行評(píng)價(jià)。

        1.6 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

        根據(jù)該區(qū)域未來(lái)的用地規(guī)劃,該場(chǎng)地規(guī)劃為居住用地,均屬于敏感用地。本次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要依據(jù)《污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(duì)該礦業(yè)企業(yè)搬遷遺留場(chǎng)地進(jìn)行土壤污染人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本研究中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要分以下五個(gè)步驟:危害識(shí)別、暴露評(píng)估、毒性評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)表征、風(fēng)險(xiǎn)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(cè)結(jié)果

        背景點(diǎn)土壤樣品中主要檢測(cè)因子的全量檢測(cè)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(guò)《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB 36600-2018)第一類用地篩選值,鋅、錳、總鉻無(wú)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(xiǎn)評(píng)價(jià);場(chǎng)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(cè)因子均滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。場(chǎng)地周邊居民水井主要監(jiān)測(cè)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(xiǎn)評(píng)估

        2.2.1 危害識(shí)別

        根據(jù)場(chǎng)地監(jiān)測(cè)結(jié)果與《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB 36600-2018)第一類用地篩選值、《重金屬污染場(chǎng)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(duì)比,確定本場(chǎng)地土壤樣品中關(guān)注污染物有:鉛、鎘、砷、鋅。

        2.2.2 暴露評(píng)估

        根據(jù)場(chǎng)地未來(lái)開(kāi)發(fā)計(jì)劃,本場(chǎng)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(xiàng)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(píng)估

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

        表1 重金屬的危害效應(yīng)

        2.2.4 風(fēng)險(xiǎn)表征

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

        表2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估下的污染因子危害商和致癌風(fēng)險(xiǎn)(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(xiǎn)均大于10-6,代表場(chǎng)地內(nèi)部分區(qū)域健康風(fēng)險(xiǎn)在不可接受范圍,須進(jìn)行修復(fù)后才能開(kāi)發(fā)利用。

        2.3 風(fēng)險(xiǎn)控制值和修復(fù)目標(biāo)值

        2.3.1 風(fēng)險(xiǎn)控制值

        根據(jù)《場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(xiǎn)評(píng)價(jià)模型及表中的推薦參數(shù),在可接受風(fēng)險(xiǎn)設(shè)定為:?jiǎn)我晃廴疚?、單一暴露途徑致癌風(fēng)險(xiǎn)可接受水平為1.0×10-6,非致癌風(fēng)險(xiǎn)可接受危害商為1的前提下,計(jì)算得出敏感用地方式下土壤中暴露的致癌/非致癌風(fēng)險(xiǎn)控制值,選擇較小者作為本污染場(chǎng)地的風(fēng)險(xiǎn)控制值。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

        表3 場(chǎng)地土壤健康模型下風(fēng)險(xiǎn)控制值mg/kg

        2.3.2 修復(fù)目標(biāo)值

        本項(xiàng)目評(píng)價(jià)及修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)選取依據(jù)為《場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 25.3-2014)計(jì)算得到的土壤風(fēng)險(xiǎn)控制值及《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)控制值小于篩選值時(shí),修復(fù)目標(biāo)值為篩選值;(2)土壤風(fēng)險(xiǎn)控制值介于篩選值與管控值之間時(shí),修復(fù)目標(biāo)值為土壤風(fēng)險(xiǎn)控制值;(3)土壤風(fēng)險(xiǎn)控制值大于管控值時(shí),修復(fù)目標(biāo)值為管控值。本場(chǎng)地修復(fù)目標(biāo)值見(jiàn)表4。

        表4 場(chǎng)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(chǎng)地污染各層污染面積及土壤量。場(chǎng)地污染土方統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表5。

        3 結(jié) 論

        1.關(guān)注污染物污染情況。場(chǎng)地遺留廢水和地下水均未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。場(chǎng)地內(nèi)土壤含量檢測(cè)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(guò)《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB 36600-2018)第一類用地篩選值,鋅、錳、總鉻無(wú)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(xiǎn)評(píng)價(jià)。

        表5 場(chǎng)地污染土方統(tǒng)計(jì)表

        2.風(fēng)評(píng)結(jié)果。敏感用地條件下,場(chǎng)地的關(guān)注污染物鋅、鉛、鎘、砷危害商超過(guò)1,鎘、砷致癌風(fēng)險(xiǎn)值超過(guò)10-6,在不可接受范圍,場(chǎng)地存在健康風(fēng)險(xiǎn),須進(jìn)行修復(fù)后才能開(kāi)發(fā)利用,對(duì)比《場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 25.3-2014)計(jì)算得到的土壤風(fēng)險(xiǎn)控制值及《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600-2018)的篩選值和管控值,確定本場(chǎng)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(chǎng)地污染土方量。場(chǎng)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。

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