＊潘子安

（上海市地礦工程勘察（集團(tuán)）有限公司 上海 200072）

引言

隨著我國(guó)環(huán)保法規(guī)的完善，建設(shè)用地的安全利用問題逐步得到重視。對(duì)疑似污染地塊的人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以及對(duì)污染地塊的土壤修復(fù)工作已成為建設(shè)用地開發(fā)最關(guān)鍵的前置條件。目前國(guó)內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作雖已較為成熟，但修復(fù)工程正處于發(fā)展階段，技術(shù)手段眾多，優(yōu)劣不同，作為從業(yè)者，只有針對(duì)場(chǎng)地特征選擇合適的修復(fù)技術(shù)，制定科學(xué)的修復(fù)施工方案，才能保證修復(fù)效果達(dá)到預(yù)期。本文旨在通過對(duì)上海市某鉛污染地塊健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的論述，結(jié)合污染物的特性和地塊特點(diǎn)，對(duì)選擇合理的修復(fù)技術(shù)進(jìn)行探討研究。

1.地塊概況

上海市某地塊占地面積37892.7m2。曾為農(nóng)田、苗圃、游樂場(chǎng)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、人員宿舍、工礦企業(yè)等，之后主要為空地。擬規(guī)劃作為社區(qū)公園使用，屬于第一類用地。地塊前期開展了土壤污染狀況初步及詳細(xì)調(diào)查工作。兩階段調(diào)查結(jié)果表明，該地塊部分區(qū)域存在重金屬鎳和鉛超標(biāo)情況，超標(biāo)樣品深度分布在0.0～1.8m深度范圍區(qū)間，調(diào)查結(jié)論分析超標(biāo)系由歷史上不明來源的外來填土導(dǎo)致。據(jù)此對(duì)該地塊仍需開展后續(xù)相關(guān)工作。

2.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

(1)危害識(shí)別

危害識(shí)別需根據(jù)調(diào)查獲取的資料，結(jié)合場(chǎng)地土地的規(guī)劃利用方式，明確污染場(chǎng)地土壤關(guān)注污染物的種類、濃度、空間分布及場(chǎng)地可能的敏感受體，對(duì)檢測(cè)結(jié)果中超過相應(yīng)篩選值的污染物項(xiàng)目進(jìn)行人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

地塊未來擬規(guī)劃作為公共綠地，主要作為社區(qū)公園使用，根據(jù)《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）》（GB36600-2018）屬于第一類用地。根據(jù)前期地塊土壤污染狀況調(diào)查結(jié)論，本地塊內(nèi)關(guān)注污染物為土壤中的鎳與鉛，敏感人群為將來在該地塊上活動(dòng)的人群，包含兒童及成人。初步及詳細(xì)調(diào)查檢測(cè)的土壤樣品中，1個(gè)點(diǎn)位重金屬鎳含量（最高含量268mg/kg）超過篩選值（150mg/kg）；10個(gè)點(diǎn)位重金屬鉛含量（最高含量6730mg/kg）超過篩選值（400mg/kg）。

(2)暴露評(píng)估模型

金屬鎳幾乎沒有急性毒性，一般的鎳鹽毒性也較低，但羰基鎳卻能產(chǎn)生很強(qiáng)的毒性，可以以蒸氣形式迅速由呼吸道吸收，也能由皮膚少量吸收。國(guó)際癌癥研究中心1987年將鎳化合物列為直接化學(xué)致癌物。

針對(duì)重金屬鎳，采用《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.3-2019）暴露評(píng)估推薦模型中第一類用地暴露模型，包含單一污染物致癌效應(yīng)和非致癌效應(yīng)條件下，經(jīng)口攝入、皮膚接觸、吸入土壤顆粒三種土壤途徑的土壤暴露量計(jì)算模型。

鉛也是有毒的重金屬，而且一旦排入環(huán)境則無法再降解，可以長(zhǎng)時(shí)間保持毒性，所以一直被列入強(qiáng)污染范圍。鉛中毒會(huì)導(dǎo)致胃疼、頭痛、顫抖、神經(jīng)性煩躁突觸數(shù)量降低，甚至人事不省，直至死亡。另外，兒童是室內(nèi)空氣鉛污染的首要受害者，兒童血鉛濃度偏高會(huì)明顯影響兒童的智力，包括說話能力、記憶力和注意力等。

針對(duì)重金屬鉛，采樣兒童血鉛模型（IEUBK）和成人血鉛模型（ALM）。

IEUBK模型包含了暴露、攝入、體內(nèi)代謝動(dòng)力學(xué)過程和概率分布四個(gè)模塊，通過計(jì)算預(yù)測(cè)0～84個(gè)月兒童暴露于鉛污染介質(zhì)后的血鉛水平。以兒童血鉛濃度超過10μg/dL的可能性低于5%為控制標(biāo)準(zhǔn)。

ALM模型采用生物動(dòng)力學(xué)斜率系數(shù)（BKSF）表征環(huán)境鉛暴露與成人（孕婦）血鉛含量的線性關(guān)系，采用幾何標(biāo)準(zhǔn)差描述類似鉛暴露途經(jīng)下個(gè)體間血鉛含量的差異，包括暴露模塊和概率模塊兩部分，通過胎兒與母親血鉛含量比例系數(shù)，評(píng)價(jià)成人（孕婦）在土壤鉛污染的脅迫下，引起胎兒血鉛含量超過10ug/dL事件的發(fā)生概率，超過5%即表明風(fēng)險(xiǎn)不可接受。

(3)風(fēng)險(xiǎn)表征及風(fēng)險(xiǎn)控制值確定

①關(guān)注污染物鎳的風(fēng)險(xiǎn)表征借助中科院南京土壤研究所研發(fā)的HERA++軟件進(jìn)行，評(píng)估結(jié)果顯示，鎳的總致癌風(fēng)險(xiǎn)為7.11E-07，低于限值10-6；總非致癌危害商為7.15E-01，低于限值1，故S23超標(biāo)點(diǎn)位（鎳）的致癌風(fēng)險(xiǎn)與非致癌危害商均可接受。

②關(guān)注污染物鉛采用血鉛模型，計(jì)算結(jié)果顯示，出基于保護(hù)兒童和成人的土壤風(fēng)險(xiǎn)控制值分別為326mg/kg及578mg/kg，第一類用地標(biāo)準(zhǔn)篩選值為400mg/kg，建議最終土壤重金屬鉛風(fēng)險(xiǎn)控制值為400mg/kg。

3.修復(fù)技術(shù)探討

(1)修復(fù)技術(shù)篩選

本修復(fù)項(xiàng)目的目標(biāo)污染物為重金屬鉛，適用的修復(fù)技術(shù)有挖掘—填埋、固化/穩(wěn)定化、植物修復(fù)、土壤淋洗等技術(shù)。各類技術(shù)特點(diǎn)如下：

挖掘—填埋技術(shù)：將污染土壤通過挖掘，通過運(yùn)輸置于防滲阻隔填埋場(chǎng)內(nèi)。該技術(shù)處理周期較短，但成本較高，且需找到合適填埋場(chǎng)接收污染土壤。地塊周邊難以找到合適的填埋場(chǎng)，故不適用。

固化/穩(wěn)定化技術(shù)：通過一定的機(jī)械力在原位向污染介質(zhì)中添加固化劑/穩(wěn)定化劑，在充分混合的基礎(chǔ)上，使其與污染介質(zhì)、污染物發(fā)生物理、化學(xué)作用，將污染土壤固封為結(jié)構(gòu)完整的具有低滲透系數(shù)的固化體，或?qū)⑽廴疚镛D(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活潑形態(tài)，降低污染物在環(huán)境中的遷移和擴(kuò)散。本技術(shù)需長(zhǎng)期監(jiān)控，不能滿足地塊后期開發(fā)利用，故不適用。

植物修復(fù)技術(shù)：利用植物進(jìn)行提取、根際濾除、揮發(fā)和固定等方式移除﹑轉(zhuǎn)變和破壞土壤中的污染物質(zhì)，使污染土壤恢復(fù)其正常功能。本技術(shù)修復(fù)周期長(zhǎng)，影響土地開發(fā)建設(shè)進(jìn)度，故不適用。

異位土壤淋洗技術(shù)：用水或添加表面活性劑、螯合劑的水溶液來淋洗土壤，將土壤中污染物淋洗到溶液中。被清洗后的土壤經(jīng)檢測(cè)合格后可以回收利用。淋洗土壤的溶液需要收集起來進(jìn)行無害化處理。該技術(shù)處理周期較短，技術(shù)成熟，適用于本地塊。

綜上所述，綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性、環(huán)境和安全因素等考慮，初步篩選采用異位土壤淋洗技術(shù)對(duì)該場(chǎng)地重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)。

(2)污染土壤修復(fù)技術(shù)可行性評(píng)估

①實(shí)驗(yàn)室異位淋洗可行性評(píng)估分析

A.樣品準(zhǔn)備

a.土壤樣品采集及前處理

對(duì)污染物鉛含量較高的點(diǎn)位采集土壤作為試驗(yàn)用的樣本。采集的土壤樣品均置于通風(fēng)處，經(jīng)自然風(fēng)干。將風(fēng)干后的土壤樣品置于研缽中研磨，并將研磨后的土壤樣品通過2mm篩。收集篩下樣品，充分混勻并儲(chǔ)存于塑料盒中密封保存。后續(xù)所有實(shí)驗(yàn)均是針對(duì)篩下土壤樣品進(jìn)行的。

b.樣品初始含量分析

現(xiàn)場(chǎng)采集的所有樣品，開始小試試驗(yàn)前，先進(jìn)行污染物含量分析，分析結(jié)果顯示小試樣品初始檢測(cè)含量為4240mg/kg，修復(fù)目標(biāo)值為400mg/kg。

B.試驗(yàn)方案

a.選擇檸檬酸作為洗脫液。因?yàn)闄幟仕峋哂恤然土u官能團(tuán)，易溶于水，對(duì)土壤破壞性很小，能夠附著并降解普通金屬形成化合物，使重金屬?gòu)耐寥赖腃HO溶液中分離出來以達(dá)到回收利用的目的。檸檬酸是洗脫重金屬鉛最常用的藥劑之一，成本低，效果好。

b.配制不同濃度的洗脫液，濃度分別為0.03mol/L、0.1mol/L和0.2mol/L。用天平稱取5g左右待洗脫的土壤于三角燒瓶中，按照液固比10:1的比例添加不同濃度洗脫劑。然后將三角燒瓶放在恒溫振蕩器中振蕩洗脫/洗滌2h，結(jié)束后，將洗脫/洗滌液和土樣混合物轉(zhuǎn)移到布氏漏斗中，抽濾，收集抽干后的土樣，進(jìn)行檢測(cè)。

表1 不同濃度淋洗效果試驗(yàn)結(jié)果

c.用天平稱取5g左右待洗脫的土壤于三角燒瓶中，按照液固比3:1、5:1和10:1的比例添加洗脫劑（0.2mol/L）。然后將三角燒瓶放在恒溫振蕩器中振蕩洗脫/洗滌2h，結(jié)束后，收集抽干后的土樣，進(jìn)行檢測(cè)。

表2 不同液固比淋洗效果試驗(yàn)結(jié)果

d.用天平稱取5g左右待洗脫的土壤于100ml離心管中，按照液固比10:1的比例添加洗脫劑，以220r/min振蕩不同時(shí)間（1h、2h和4h），于3000r/min的轉(zhuǎn)速離心20min，結(jié)束后移去上清液，分別測(cè)定土壤殘?jiān)蜕锨逡褐蠵b的含量，以及淋洗鉛后淋洗液的pH。

表3 不同淋洗時(shí)間淋洗效果試驗(yàn)結(jié)果

C.試驗(yàn)結(jié)論

針對(duì)污染土壤中鉛的洗脫過程中檸檬酸的濃度為0.2mol/L，洗脫時(shí)間為2h，液固比為10:1，目標(biāo)污染物濃度低于修復(fù)目標(biāo)。

②廢水處理技術(shù)可行性分析

為驗(yàn)證混凝絮凝藥劑過濾對(duì)廢水中污染物等的去除效果，采集重金屬淋洗試驗(yàn)后產(chǎn)生的洗脫廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室小試。

A.樣品準(zhǔn)備

采用小試實(shí)驗(yàn)中3種不同條件下的淋洗廢水作為本次試驗(yàn)樣品。

B.試驗(yàn)方案

廢水小試：選用淋洗小試試驗(yàn)后3種不同條件下的淋洗廢水作為原樣，將生石灰和聚合氯化鋁（PAC）按照1:1的量投加，PAC配成3個(gè)質(zhì)量濃度梯度1mg/L、3mg/L、6mg/L加入水樣中，放置30min后，待有絮凝物沉淀后將上清液移出檢測(cè)pH、重金屬鉛是否達(dá)標(biāo)。

C.試驗(yàn)結(jié)論

針對(duì)污染土壤中鉛的淋洗后的廢液，選用將生石灰和PAC按照1:1的量投加（添加比例0.1mg/L，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%）、PAC質(zhì)量濃度1mg/L（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%）加入水樣中，目標(biāo)污染物濃度可達(dá)排放及回用標(biāo)準(zhǔn)。即經(jīng)廢水處理系統(tǒng)處理后淋洗廢水可達(dá)標(biāo)進(jìn)行回用或者排放市政管網(wǎng)。

③結(jié)論及應(yīng)用效果

根據(jù)可行性評(píng)估結(jié)果綜合分析以及施工方的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)本地塊可采用原地異位淋洗技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。污染土壤鉛的洗脫過程中檸檬酸的濃度為0.2mol/L，固液比控制在1:10，洗脫時(shí)間為2h，可實(shí)現(xiàn)修復(fù)目標(biāo)；對(duì)淋洗液處理采用絮凝沉淀法去除鉛，藥劑添加比例為PAM 0.01%，PAC 0.1%，可實(shí)現(xiàn)淋洗液處理達(dá)標(biāo)之后納管排放或回用。

該地塊修復(fù)施工已開展。實(shí)際修復(fù)過程采納了上述結(jié)論，實(shí)現(xiàn)了土壤中重金屬鉛的修復(fù)目標(biāo)，同時(shí)修復(fù)廢水處置達(dá)標(biāo)后納管排放，未造成二次污染。

4.結(jié)語

通過開展人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，發(fā)現(xiàn)土壤中的重金屬鉛風(fēng)險(xiǎn)不可控，需要進(jìn)行修復(fù)后方可開發(fā)利用。結(jié)合關(guān)注污染物的特征，通過比選，初步確定異位土壤淋洗技術(shù)比較適合項(xiàng)目地塊的特點(diǎn)。從實(shí)驗(yàn)室可行性進(jìn)行論述以及實(shí)驗(yàn)操作，肯定了該修復(fù)技術(shù)的可行，后續(xù)修復(fù)施工也采納了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)論，取得了預(yù)期的修復(fù)效果。通過本研究，對(duì)今后重金屬污染地塊的修復(fù)技術(shù)選擇思路提供了一定的借鑒意義和參考價(jià)值。