劉麗麗，馮秋園，鐘名譽，鄒 耀，嚴 輝，鄧一榮

(1.廣東省環(huán)境科學研究院 廣東省污染場地環(huán)境管理與修復重點實驗室和粵港澳環(huán)境質量協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)合實驗室，廣東 廣州 510045； 2.韶關市生態(tài)環(huán)境局 新豐分局，廣東 韶關 511100； 3.廣東省環(huán)境科學學會，廣東 廣州 510045)

近年來，我國城市化和產業(yè)結構改革過程中遺留了大量的污染地塊，多環(huán)芳烴(PAHs)是污染地塊的典型污染物之一[1-3]。多環(huán)芳烴普遍具有毒性大和致癌、致畸、致突變的“三致效應”，且在環(huán)境中化學性質穩(wěn)定，不易自然降解，并能通過生物鏈富集作用最終對人體健康和生態(tài)環(huán)境構成較大風險，是有機物污染環(huán)境評價的重要參數(shù)指標之一[4-6]。因此，根據(jù)場地未來用地規(guī)劃及水文地質條件等，對PAHs超標地塊進行準確的環(huán)境風險評價，控制污染物風險源，合理修復存在風險的土壤，可為土壤和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供可靠助力，有效保障人居環(huán)境健康[7]。

暴露參數(shù)是健康風險評估中影響結果不確定性的關鍵性技術數(shù)據(jù)，許多國家根據(jù)當?shù)氐难芯拷Y果發(fā)布了適合本地人群的暴露參數(shù)，如美國和日本[8-12]。早在1998年，就有提出健康風險評估結果的不確定性與參數(shù)敏感性的關系密切[13]。國內目前普遍借鑒其他國家已有的成果，在地區(qū)的適應性和實用性方面還有待優(yōu)化。健康風險評估工作中涉及較多的評估參數(shù)和模型，主要包括人體暴露參數(shù)、建筑物參數(shù)、場地和土壤參數(shù)等，實際的風險計算中，對結果影響較大的參數(shù)包括暴露頻率和暴露周期等。由于場地的復雜性和不同地塊的差異性，準確選擇適合特定污染場地的參數(shù)值難度較大，而參數(shù)敏感性分析能夠識別出對模型輸出結果影響較大的參數(shù)，可有效減少參數(shù)值選取的不確定性，提高健康風險評估的準確性與科學性[14]。侯捷等[14]運用蒙特卡洛概率風險評估研究了我國居民暴露參數(shù)對苯污染場地的影響，參數(shù)不確定分析表明：暴露周期、室內暴露頻率、土壤攝入量為敏感參數(shù)。有研究表明，即使是同一種污染物質，在不同模型中的貢獻率差異性較大，敏感性也有較大的差異[7]。

研究以xxx污染場地為例，參照《建設用地土壤污染風險評估技術導則》(HJ 25.3—2019)規(guī)定的評估模型，基于第一類用地規(guī)劃，進行風險貢獻率和模型參數(shù)的敏感性比例分析，探究不同污染因子的風險來源途徑以及評估過程中關鍵參數(shù)的敏感性，以便在開展場地健康風險評估工作時，能夠提高評估工作的準確性和科學性，降低后期的修復成本，為我國污染場地風險評估工作提供參考與借鑒[15-16]。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域概述

研究區(qū)域占地面積為106 513 m2，場地生產期間主要產品為鋁型材等，2004年地塊停產關閉。地塊生產廠房已于2012—2013年期間全部拆除，目前該地塊將重新開發(fā)，所在區(qū)域規(guī)劃為居住用地，根據(jù)要求，需進行土壤污染狀況調查及健康風險評估。

1.2 樣品采集與分析

根據(jù)《建設用地土壤污染風險管控和修復監(jiān)測技術導則》(HJ 25.2—2019) 以及相關指南的要求，調查采樣采用系統(tǒng)網格布點法和判斷加密布點法相結合的方式布設，分為初步調查和詳細調查進行。2個階段共布設117個土壤點位(圖1)，檢測指標主要為US EPA優(yōu)控的16種多環(huán)芳烴(萘、芘、菲、芴、苊、苯并[g，h，i]苝、苯并[a]芘、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、1，2-苯并菲、苊烯、苯并[a]蒽、二苯并[a，h]蒽、茚并[1，2，3-cd]芘、熒蒽、蒽)，檢測方法采用相關的國家標準[17]。篩選值采用《土壤環(huán)境質量 建設用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB 36600—2018)中第一類用地的標準[18]，國家標準沒有的參照HJ 25.3—2019推導。

圖1 布點示意Fig.1 Layout of sampling points

1.3 土壤污染健康風險評價與參數(shù)取值

為簡化計算，健康風險評估只考慮土壤中污染物對人體的致癌風險，暫不考慮土壤對人體的非致癌危害。參照HJ 25.3—2019對超過土壤篩選值的污染物進行健康風險評估，場地污染物的理化性質、毒性特征參數(shù)及人體暴露參數(shù)引用參考HJ 25.3—2019；單一污染物的可接受致癌風險為1.0×10-6；模型中需要的部分參數(shù)根據(jù)場地實際情況確定，主要包括PM10、土壤中污染物濃度、污染土層的厚度、污染土層的深度、土壤理化性質等特征參數(shù)。

1.4 模型參數(shù)敏感性計算

研究采用單因素局部分析法，分別改變模型中參數(shù)的取值，計算土壤與地下水污染物的風險水平。通過對比參數(shù)改變前后的風險水平，分析各參數(shù)在不同污染因子模型計算敏感性。敏感性分析的計算公式見式(1)。

(1)

式中，SR為模型參數(shù)敏感性比例；P1為模型參數(shù)P變化前的數(shù)值；P2為模型參數(shù)P變化后的數(shù)值；X1為按P1計算得到的風險水平；X2為按P2計算得到的風險水平。

SR絕對值越大，風險變化程度越大，反映該參數(shù)對風險計算影響越大。為了使模型參數(shù)之間的敏感性具有可比性，將敏感性分為4 個等級，敏感性比例越高表明該參數(shù)的敏感性越高，敏感性分為不敏感、一般敏感、敏感、極敏感[19]。

2 結果分析

2.1 土壤多環(huán)芳烴含量特征分析

多環(huán)芳烴(萘、芘、菲、芴、苊、苯并[g，h，i]苝、苯并[a]芘、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、1，2-苯并菲、苊烯、苯并[a]蒽、二苯并[a，h]蒽、茚并[1，2，3-cd]芘、熒蒽、蒽)在所有樣品中均有不同程度的檢出(表1)，其中苯并[a]芘、萘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、二苯并[a，h]蒽在部分樣品中檢測結果超過對應的篩選值，最大超標倍數(shù)依次為39.91、11.44、0.07、0.20、1.00?？梢?，地塊內土壤已受到不同程度的多環(huán)芳烴污染，尤其是存在較大毒性的苯并[a]芘，需要進行相應的風險評估及場地修復工作。根據(jù)調查，地塊在生產期間需要使用大量柴油、重油、潤滑油等，在土壤樣品采集過程中發(fā)現(xiàn)土壤中有較多的油類物質和伴隨著氣味的存在，因此生產過程中跑冒滴漏及燃料燃燒可能是導致地塊土壤污染的主要原因。也有研究表明，燃料物質的泄露和燃燒是環(huán)芳烴類物質的主要來源[20-21]。

表1 土壤多環(huán)芳烴監(jiān)測結果統(tǒng)計Tab.1 Statistics of PAHs contents in the soil samples

2.2 地塊健康風險評價

地塊健康風險評估結果見表2。苯并[a]芘、萘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、二苯并[a，h]蒽的風險水平均超過可接受風險水平1.00×10-6。其中，萘的致癌風險為2.27×10-5，苯并[a]蒽的致癌風險為1.08×10-6，苯并[a]芘的致癌風險為4.10×10-5，苯并[b]熒蒽為1.21×10-6，二苯并[a，h]蒽為2.00×10-6，后期應進行土壤修復或風險管控。參照HJ 25.3—2019要求計算污染物的風險控制值，萘為13.700 mg/kg，苯并[a]蒽為5.470 mg/kg，苯并[a]芘為0.549 mg/kg，苯并[b]熒蒽為5.490 mg/kg，二苯并[a，h]蒽為0.549 mg/kg。

表2 風險評估計算結果Tab.2 Risk assessment results

地塊污染物不同暴露途徑的風險貢獻率見表3。萘的主要暴露途徑為吸入室內空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物，苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、二苯并[a，h]蒽的主導暴露途徑為經口攝入土壤顆粒物和皮膚接觸土壤顆粒物，這和以往的研究結果較為一致[16]。經口攝入和皮膚接觸是土壤關注污染物苯并[a]芘人體暴露的主要途徑，且經口攝入引起的風險貢獻率更高[22]。可見，不同類型的多環(huán)芳烴污染物的主導暴露途徑存在較大差別，低分子的萘相對于其他高環(huán)PAHs存在較大差異，這主要是由于萘為易揮發(fā)性有機物，由于室內換氣率低、空氣流動比弱，相對于室外，對空氣中揮發(fā)性有機污染物的稀釋作用小[23-24]，而高分子PAHs主要通過大氣沉降等遷移并賦存于土壤中；也可能是因為其初始濃度較大，促進了污染物的擴散平衡。因此，對低分子PAHs如萘超標的污染場地進行風險控制與管理時，應避免和減少吸入室內空氣，以降低污染物對人體產生的健康風險；而對其他類型的PAHs，應避免和減少人體與土壤的直接接觸。

表3 不同暴露途徑風險貢獻率分析Tab.3 Analysis of risk contribution rate of different exposure pathway %

2.3 暴露參數(shù)的敏感性分析

研究根據(jù)各污染因子單一暴露途徑風險貢獻率，選擇了主導暴露途徑的關鍵參數(shù)進行敏感性分析，包括人群參數(shù)、場地土壤特征參數(shù)等，以確定影響風險評估結果的主要因素。分析結果見表4。

表4 致癌風險參數(shù)敏感性分析結果Tab.4 Sensitivity analysis results of carcinogenic risk parameters

苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、二苯并[a，h]蒽敏感性最大的為兒童暴露期、成人暴露期、兒童平均體重、兒童每日攝入土壤量等，這說明選擇不同的暴露參數(shù)進行風險評估，將導致結果出現(xiàn)較大的差異；萘的風險評估過程中，敏感性最大的為地基裂隙中空氣體積比、土壤顆粒密度、土壤有機質含量、室內空氣交換速率和室內空間體積與氣態(tài)污染物入滲面積之比等，SR為極敏感，說明土壤特征參數(shù)對萘的風險評估結果影響很大。可見，萘的敏感性參數(shù)與其他多環(huán)芳烴污染物存在較大差別。

根據(jù)分析，地基裂隙中空氣體積比、土壤顆粒密度和土壤容重的改變，影響了土壤和裂隙中氣態(tài)污染物的有效擴散系數(shù)，土壤有機質含量可通過影響土壤有機碳質量分數(shù)，間接改變土壤—水中污染物分配系數(shù)，土壤—水中污染物分配系數(shù)/土壤和裂隙中氣態(tài)污染物的有效擴散系數(shù)的改變，直接影響了下層土壤中污染物擴散進入室內空氣的揮發(fā)因子。而萘的風險貢獻率主要來自呼吸吸入室內下層土壤蒸汽途徑，因此地基裂隙中空氣體積比、土壤顆粒密度、土壤有機質含量、室內空氣交換速率和室內空間體積與氣態(tài)污染物入滲面積之比等都表現(xiàn)很強的敏感性，為呼吸吸入下層土壤污染物途徑的主要影響因素。由于苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、二苯并[a，h]蒽主要的暴露途徑為經口攝入土壤顆粒物和皮膚接觸土壤顆粒物，因此涉及經口攝入和皮膚接觸途徑的參數(shù)表現(xiàn)為主要敏感性因素，地基裂隙中空氣體積比、土壤顆粒密度、土壤有機質含量等表現(xiàn)為不敏感?？梢?，場地風險評估的參數(shù)敏感性與污染因子所涉及的暴露途徑有較大關系。針對場地中的不同污染因子，需分析其主要風險來源，并合理取值，以達到準確評價的目的，從而確定合理的修復目標。

3 結論

(1)苯并[a]芘、萘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、二苯并[a，h]蒽在部分樣品中檢測結果超過對應的篩選值，最大超標倍數(shù)依次為39.91、11.44、0.07、0.20、1.00，表明地塊內土壤已受到不同程度的多環(huán)芳烴污染。

(2)地塊健康風險評估結果表明，苯并[a]芘、萘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、二苯并[a，h]蒽的風險水平均超過可接受風險水平1.00×10-6，后續(xù)應進行修復或風險管控。萘的主導暴露途徑為吸入室內空氣中氣態(tài)污染物途徑，而苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、二苯并[a，h]蒽的主導暴露途徑為經口攝入土壤顆粒物和皮膚接觸土壤顆粒物，未來應根據(jù)污染物的主導暴露途徑有針對性地采取管控措施。

(3)萘的主要敏感性參數(shù)為地基裂隙中空氣體積比、土壤顆粒密度、土壤有機質含量、室內空氣交換速率和室內空間體積與氣態(tài)污染物入滲面積之比，而苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、二苯并[a，h]蒽的敏感性參數(shù)為兒童暴露期、成人暴露期、兒童平均體重、兒童每日攝入土壤量等。未來應根據(jù)場地污染物特性，合理取值進行評估，以達到準確評價目的。