湯曼琳,李翌洲
(1.武漢市工程咨詢部有限公司;2.武漢瑞景環(huán)境修復工程有限公司,武漢 430000)
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,石油污染場地已成為國內(nèi)外污染場地環(huán)境管理的焦點。據(jù)統(tǒng)計,全世界每年通過落地原油及事故泄漏途徑進入環(huán)境中的石油污染物約有800 萬t。石油是一種復雜混合物,在石油污染場地調查及風險評估過程中,常用總石油烴(TPH)來衡量烴類物質總量,苯系物(BTEX)、多環(huán)芳烴(PAHs)作為指示化合物。HERA 軟件是國內(nèi)污染場地風險評估的主流軟件,與美國RBCA 軟件、英國CLEA 軟件相比,操作更便捷,更符合我國環(huán)境及地質特點。本研究以湖北省某石油污染場地為對象,分碳段對場地關注的污染物總石油烴和苯進行調查評估,采用HERA 軟件進行風險表征,確定修復目標值和修復范圍,以便后續(xù)進行污染場地修復。
本項目場地位于湖北省武漢市,面積約為2 萬m。 根據(jù)場地調查報告,場地內(nèi)污染物主要為原油管道發(fā)生損壞后泄漏的原油;場地沒有明確的用地規(guī)劃,其位于市郊且距離周邊居住區(qū)500 m 以上,對周邊居住區(qū)影響較小,此外,場地與建筑垃圾填埋場相鄰,因此根據(jù)場地環(huán)境條件,將調查場地定為非敏感用地開展調查評估;場地地層巖性依次為雜填土、素填土、淤泥質黏土、粉質黏土、碎石及泥巖,地下水平均埋深約為0.8 m。調查結果表明,場地內(nèi)土壤的TPH(碳原子數(shù)大于16)和苯,地下水中的TPH 和苯指標超過篩選值,需要進行風險評估。
場地土壤關注污染物為TPH(碳原子數(shù)大于16)、 苯,地下水關注污染物為TPH、苯。根據(jù)相關標準,場地調查階段選用的土壤篩選值是針對非敏感用地,TPH(碳原子數(shù)小于16)、TPH(碳原子數(shù)大于16)及苯篩選值分別為3 833 mg/kg、2 851 mg/kg、 2.9 mg/kg;地下水中TPH 篩選值為600 μg/L,苯篩選值為120 μg/L。
場地調查階段,對土壤和地下水進行了兩輪采樣。第一輪采樣共送檢150 個土壤樣品、7 個地下水樣品。7 個地下水樣品TPH 均超過篩選值,5 個地下水樣品苯超過篩選值。土壤深度0 ~1.0 m 層位中,苯超過篩選值的點位數(shù)量為32 個,TPH(碳原子數(shù)大于16)超過篩選值的點位數(shù)量為1 個,兩者均超的點位數(shù)量為5 個;1.0 ~2.0 m 層位中,僅5 個點位苯超過篩選值。場地內(nèi)土壤污染主要分布在0 ~1 m 深度,且苯的污染程度更大。
為進一步評估場地TPH的污染程度及污染范圍,對土壤和地下水中TPH 進行第二輪采樣,并將TPH按含碳量分成脂肪烴(C~C、C~C、C~C、C~C、C~C、C~C、C~C)、芳香烴(C~C、C~C、C~C、C~C、C~C、C~C、C~C),共計14 段,進行分段檢測分析。為了獲取各碳段濃度最大值,以便開展風險評估,利用第二輪采樣的TPH各碳段檢測數(shù)據(jù),得出各碳段占TPH 的平均比例,利用該比例對第一輪采樣中未分段的TPH 檢測數(shù)據(jù)進行處理,得出第一輪各采樣點TPH 各碳段濃度。最后統(tǒng)計所有數(shù)據(jù),分別得出土壤表層(0 ~1 m)、土壤下層(1 ~2 m)及地下水中苯、TPH 各碳鏈段濃度最大值。
本項目場地的用地情景為非敏感用地暴露情景,暴露受體一般為成人。根據(jù)場地相關人員活動方式,確定本場地污染土壤的暴露途徑包含《建設用地土壤污染風險評估技術導則》(HJ 25.3—2019)規(guī)定的6種土壤污染物暴露途徑,場地污染地下水的暴露途徑為該導則中除飲用地下水外的2 種暴露途徑。本次評估采用的土壤理化參數(shù)均為實測值,如表1 所示。地下水參數(shù)也采用實測值,埋深為0.8 m。除實測參數(shù)外,場地暴露評估中需要的其他參數(shù)均參考《建設用地土壤污染風險評估技術導則》(HJ 25.3—2019)及HERA 軟件默認參數(shù)。
表1 土壤理化性質(天然狀態(tài))
本項目場地苯的理化毒性參數(shù)主要參考《建設用地土壤污染風險評估技術導則》(HJ 25.3—2019)。該導則未提供總石油烴的理化毒性參數(shù),其主要參考HERA 默認參數(shù),HERA 默認參數(shù)主要來源于美國國家環(huán)境保護局的綜合風險信息系統(tǒng)(IRIS)數(shù)據(jù)庫。由于HERA 軟件未提供總石油烴的呼吸吸入?yún)⒖紳舛龋ǎ?,本次評估參數(shù)來源于美國TX12 數(shù)據(jù)庫和TPH 數(shù)據(jù)庫。
目前,各國標準確定的單一污染物可接受致癌風險水平不盡相同,一般為10~10,可接受的非致癌危害商一般為1。根據(jù)《建設用地土壤污染風險評估技術導則》(HJ 25.3—2019),本項目場地選取的目標風險控制值如下:單一污染物可接受致癌風險水平為10,可接受的非致癌危害商為1。
本項目場地風險表征選取關注污染物的最大檢測值進行計算。土壤中TPH(碳原子數(shù)大于16)的總非致癌危害商為0.731,苯的總致癌風險水平為6.25×10,非致癌危害商為0.387;地下水中TPH 的總非致癌危害商為2.45×10,苯的總致癌風險水平為7.64×10,非致癌危害商為0.047。由此可見,本項目場地土壤中苯的總致癌風險超出可接受水平,對人體健康造成潛在危害。因此,采用HERA 軟件對土壤中苯的風險控制值進行計算,結果為1.50 mg/kg。
修復目標值需要根據(jù)風險控制計算值和本項目場地土壤篩選值進行綜合確定。土壤篩選值是在保障人體健康安全的基礎上制定的,使用土壤篩選值對計算結果進行修正,可以保證場地環(huán)境安全,節(jié)約修復成本,避免過度修復。風險評估結果顯示,TPH(碳原子數(shù)大于16)的人體健康風險在可接受范圍內(nèi),但場地內(nèi)還殘留原油污染,為減少二次污染,必須對TPH 進行處理。因此,建議本項目場地TPH(碳原子數(shù)大于16)修復目標值取土壤篩選值2 851 mg/kg,苯修復目標值取土壤篩選值2.9 mg/kg。
土壤關注污染物超過修復目標值的區(qū)域定為風險控制污染范圍。為了準確地描述污染范圍,將本項目場地土壤分為4 個土層:第一層0.0 ~0.5 m、第二層0.5 ~1.0 m、第三層1.0 ~1.5 m、第四層 1.5 ~2.0 m。先劃定單一污染物的修復范圍,然后進行疊加合并,得出綜合考慮各種污染物后每層需要修復的范圍。使用Kriging 插值法,運用Surfer 軟件繪制風險控制污染范圍圖,得到具體超標范圍。若通過Surfer 軟件插值模擬出的污染邊界超過調查邊界,則推薦范圍邊界以調查邊界為準。為便于后期處理工作開展,運用AutoCAD 軟件對風險控制污染范圍圖進行邊界處理,適當截彎取直,得到每層需要修復的具體范圍,制作修復范圍圖并確定拐點坐標,為后續(xù)實施提供參考。
另外,有4 個點位2.0 m 深度檢測值超過控制值,因此,保守起見,第四層向下修復至2.5 m。具體實施時,可依據(jù)現(xiàn)場實際檢測情況適當調整,以達到修復目標。經(jīng)統(tǒng)計,第一層、第二層、第三層和第四層的修復面積分別為8 100 m、4 650 m、650 m和 850 m,修復土方量分別為4 050 m、2 325 m、325 m和850 m,總修復土方量為7 550 m。
本項目場地內(nèi)的TPH 和苯存在超標情況,且土壤中苯的人體健康風險超過可接受水平。苯是原油的常見組分之一,其處理工藝與TPH 相同,且降解速度要高于TPH。為了避免場地內(nèi)殘留的TPH 向外遷移造成二次污染,建議在修復過程中對修復區(qū)域內(nèi)的TPH 進行處理。在處理TPH 的過程中,苯可以得到同步降解,最終達到去除場地內(nèi)所有關注污染物的目的。此外,為保證場地環(huán)境安全,節(jié)約修復成本,避免過度修復,建議選擇各污染物土壤篩選值作為修復目標值,劃定修復范圍,總修復土方量為7 550 m。