廖高明 張鎮(zhèn)星 劉麗麗 呂明超 李洪偉 鐘名譽 鄧一榮

(廣東省環(huán)境科學(xué)研究院，廣東 廣州 510045)

近年來，工業(yè)搬遷后遺留的污染地塊的環(huán)境管理、修復(fù)及土地再開發(fā)等問題逐步成為城市建設(shè)的重大議題[1，2]。國務(wù)院和生態(tài)環(huán)境部相繼發(fā)布《中華人民共和國土壤污染防治法》和《關(guān)于貫徹落實土壤污染防治法推動解決突出土壤污染問題的實施意見》(環(huán)辦土壤〔2019〕47號)等文件規(guī)定，對有污染風(fēng)險的疑似污染地塊，應(yīng)由土地使用權(quán)人或相關(guān)責(zé)任單位對遺留地塊進行土壤污染調(diào)查和風(fēng)險評估。

目前已有相關(guān)研究探討了香料廠地塊[3]和化工廠類型地塊[4-6]的土壤污染狀況調(diào)查與風(fēng)險評估，但少有研究報道華南地區(qū)玻璃廠類型企業(yè)地塊土壤和地下水的污染物的種類和污染水平等。本文以華南某遺留典型玻璃廠地塊為例，對該地塊土壤和地下水的污染狀況進行了調(diào)查，確定該類企業(yè)土壤與地下水污染物種類和污染水平。根據(jù)地塊特征水文地質(zhì)參數(shù)、土層分布和污染源情況，構(gòu)建了該地塊污染概念模型，基于二類用地的評價標準下，確定敏感受體為成人，通過危害識別、暴露評估、毒性評估、風(fēng)險表征，對關(guān)注污染物進行風(fēng)險評估，判斷各超標污染物是否對人體存在健康風(fēng)險；根據(jù)風(fēng)險表征結(jié)果結(jié)合相關(guān)土壤環(huán)境質(zhì)量標準，提出了該地塊土壤風(fēng)險控制值。以期為玻璃類生產(chǎn)企業(yè)遺留地塊的土壤污染調(diào)查和風(fēng)險評估工作提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

該玻璃廠地塊占地面積1.4萬m2，位于華南某鎮(zhèn)。地塊1999年前為農(nóng)田，2000年建設(shè)為工廠并投產(chǎn)運營，主要從事電燈玻璃外殼生產(chǎn)加工工作。2016年，該企業(yè)停產(chǎn)，至2021年，地塊內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備已完全拆除。目標地塊土壤類型為水稻土，目標地塊所在地地處沖積平原地區(qū)，地下水類型主要為松散巖類孔隙水，該類地下水除受降水補給外，還受河水周期性補給，地下水排泄通過滲透、潛水蒸發(fā)及植物蒸騰等作用進行。

1.2 第1階段環(huán)境調(diào)查

該階段調(diào)查主要通過以下方式進行：收集目標地塊環(huán)境影響評價、安全評價、清潔生產(chǎn)等相關(guān)資料；對地塊現(xiàn)場進行踏勘，摸查污染情況；與地塊相關(guān)知情人員進行訪談了解情況等形式，分析目標地塊的潛在的地塊特征污染物和污染情況。

1.3 第2階段環(huán)境調(diào)查

1.3.1 布點采樣

本階段主要為現(xiàn)場采樣調(diào)查，包括初查和詳查采樣。初查階段根據(jù)前期污染識別情況在疑似區(qū)域按照不大于40m×40m網(wǎng)格對布設(shè)采樣點位，對非疑似區(qū)域按不大于100m×100m網(wǎng)格布設(shè)采樣點位。初步調(diào)查共在地塊設(shè)置了13個土壤監(jiān)測點位，4個地下水監(jiān)測點位。

詳查階段采用系統(tǒng)網(wǎng)格布點和專業(yè)判斷布點結(jié)合的方法，在初查結(jié)果劃定污染區(qū)域內(nèi)布設(shè)加密采樣點。土壤點位按照不大于20m×20m對關(guān)注區(qū)域進行網(wǎng)格布點，地下水點位按照不大于80m×80m網(wǎng)格進行布點。詳細調(diào)查共在地塊設(shè)置了34個土壤監(jiān)測點位，6個地下水監(jiān)測點位，見圖1。初步調(diào)查和詳細調(diào)查按照變層取樣的原則共采集了260份土壤樣品，10份地下水樣品。

圖1 土壤與地下水布點圖

1.3.2 土壤與地下水檢測指標

詳細調(diào)查指標根據(jù)初步調(diào)查結(jié)果和前期已有監(jiān)測結(jié)果確定，土壤和地下水檢測指標為砷、氟化物、石油烴(C10-C40)、苯、乙苯、苯并[a]芘。

1.3.3 環(huán)境質(zhì)量評價標準

該地塊暫未有規(guī)劃，但明確不作為居住商業(yè)等經(jīng)營性用地和公園綠地(G1)中社區(qū)公園和兒童公園，基于現(xiàn)狀，土壤環(huán)境評價標準參考建設(shè)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標準GB 36600中第二類用地篩選值標準。目標地塊地下水水質(zhì)保護目標類別為IV類。因此，地塊的地下水使用《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848-2017)[8]的IV類水進行評價。土壤和地下水質(zhì)量標準以外的污染物使用《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 25.3-2019)[9]默認參數(shù)推導(dǎo)得出。

1.4 風(fēng)險評估方法與內(nèi)容

該地塊評價標準為第二類用地，屬于非敏感用地。該地塊基于人體健康的風(fēng)險評估的工作內(nèi)容包括[9，10]：危害識別，掌握關(guān)注污染物的濃度分布，篩選出可能的敏感受體；暴露評估，確定各污染物的暴露途徑，計算敏感受體在各暴露途徑下的土壤暴露量；毒性評估，確定污染物的理化性質(zhì)和毒理參數(shù)，分析其對人體健康的致癌和非致癌效應(yīng)；風(fēng)險表征，計算各污染物致癌風(fēng)險及危害熵，并對風(fēng)險評估結(jié)果的不確定性進行分析；判斷污染物是否超過可接受風(fēng)險水平，若超過，則計算土壤和地下水風(fēng)險控制值。若不超過，則結(jié)束風(fēng)險評估工作。

2 結(jié)果與討論

2.1 第1階段地塊環(huán)境調(diào)查結(jié)果

地塊內(nèi)存在主體構(gòu)筑物5處，見圖2，包括1棟生產(chǎn)廠房、1處油類儲罐儲存區(qū)、1棟外租廠房、1棟宿舍及辦公樓和1處雜貨間，生產(chǎn)設(shè)備已拆除完畢。地塊周邊500m范圍內(nèi)主要敏感目標為居住區(qū)、農(nóng)用地等。

圖2 地塊平面布置情況

該玻璃企業(yè)產(chǎn)生廢水、廢氣、固廢等。廢氣包括配料、投料時產(chǎn)生的顆粒物粉塵，切割、打磨、鉆孔工序產(chǎn)生顆粒物粉塵，熔爐使用重油或煤粉作為燃料燃燒時產(chǎn)生的燃燒廢氣，酸洗工藝中產(chǎn)生的酸洗廢氣；廢水主要包括酸洗廢水、切割打磨廢水、燃燒廢氣堿洗廢水；固廢主要為廢次品和玻璃碎屑、粉塵、廢棄包裝材料等。

企業(yè)主要生產(chǎn)白色透明玻璃。企業(yè)生產(chǎn)主要使用的原輔料有石英砂、石灰石和純堿等，企業(yè)使用的能源為重油和柴油等。企業(yè)玻璃吹制加工項目主體工程包括熔爐、吹制、退火、磨邊、切口、鉆孔、酸洗等工序。

根據(jù)工藝流程以及地塊功能區(qū)分析，將企業(yè)生產(chǎn)區(qū)域和油類儲罐儲存區(qū)劃為疑似污染區(qū)域，面積為7500m2，宿舍食堂等區(qū)域未涉及到工業(yè)生產(chǎn)，但因人為活動等可能對土壤和地下水造成影響，因此將宿舍食堂識別為非疑似污染區(qū)域，見表1。目標地塊主要涉及的關(guān)注污染物為重金屬和無機物(砷、銻、氟化物)、VOCs(苯系物等)、SVOCs(苯并[a]芘等8種多環(huán)芳烴等)、石油烴(C10-C40)、多氯聯(lián)苯等。

表1 地塊疑似區(qū)域和特征污染物識別情況

表2 基于人體健康的土壤污染物風(fēng)險控制值

表3 地塊土壤污染物綜合風(fēng)險控制值

2.2 第2階段地塊環(huán)境調(diào)查

初步采樣調(diào)查結(jié)果表明，地塊內(nèi)土壤樣品主要偏堿性，67個樣品中除砷和氟化物外，其他重金屬、SVOCs、VOCs、石油烴(C10-C40)和多氯聯(lián)苯(PCBs)的檢測值均未超過各指標的二類用地風(fēng)險篩選值或未檢出。砷超標點位位于油類儲罐儲存區(qū)和生產(chǎn)車間外空地處，超篩選值樣品為2個，氟化物超標點位位于生產(chǎn)車間清洗區(qū)域和生產(chǎn)車間外空地處。4個地下水樣品中有3個存在氟化物超過地下水質(zhì)量標準Ⅳ類水標準。

根據(jù)企業(yè)歷史監(jiān)測結(jié)果和本次初查結(jié)果，詳細調(diào)查階段土壤和地下水檢測了砷、氟化物、石油烴(C10-C40)、苯、乙苯、苯并[a]芘。結(jié)合初步調(diào)查和詳細調(diào)查，檢測結(jié)果表明，土壤樣品中存在重金屬和無機物砷和氟化物、VOCs苯、SVOCs苯并[a]芘超GB 36600第二類用地篩選值情況。砷最大超篩選值采樣深度為4.0m，最大超標14.2倍，有14個樣品超篩選值；氟化物最大超篩選值采樣深度為4.9m，最大超標1.9倍，有10個樣品超篩選值；苯最大超篩選值采樣深度為0.3m，最大超標倍數(shù)為2.2倍，有1個樣品超篩選值；苯并[a]芘最大超篩選值采樣深度為0.3m，超標倍數(shù)為1.5倍，有1個樣品超篩選值；10個地下水樣品中有9個存在氟化物超過《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848-2017)中的Ⅳ類標準，最大超標倍數(shù)為47.1倍。

土壤中砷超標點位位于油類儲罐儲存區(qū)、生產(chǎn)車間外空地處、宿舍及辦公區(qū)和生產(chǎn)車間熔爐區(qū)域，氟化物超標點位位于生產(chǎn)車間清洗區(qū)域和生產(chǎn)車間外空地處，苯和苯并[a]芘超標點位位于油類儲罐儲存區(qū)，見圖3。本地塊土壤中氟化物超篩選值采樣深度最大為4.9m，污染物超標均在填土層，見圖4。根據(jù)現(xiàn)場鉆探結(jié)果，污染區(qū)域地層按成因類型均為第四系土層(包含填土、淤泥質(zhì)粘土)。本地塊玻璃生產(chǎn)工藝中涉及使用氟化清洗液對玻璃進行加工，根據(jù)分析，可能是由于生產(chǎn)車間防滲不到位，污染物通過地面裂縫等發(fā)生跑冒滴漏現(xiàn)象及泄漏情況，對生產(chǎn)車間清洗及周邊區(qū)域土壤造成污染，土壤中的氟化物在土壤淋溶作用下及地下水的長期流向作用下發(fā)生遷移擴散，導(dǎo)致地塊內(nèi)土壤氟化物超標[1]。土壤砷超篩選值采樣深度最大為4.0m，且均在填土層超標，生產(chǎn)廠房外空地處歷史上無生產(chǎn)活動，污染原因與生產(chǎn)關(guān)聯(lián)性不大，油類儲罐區(qū)域砷超標的最大采樣深度為0.3m，該層填土為廠區(qū)關(guān)閉拆遷時的填土，熔爐儲罐區(qū)域基坑填土均為廠區(qū)關(guān)閉時使用磚塊碎玻璃渣等，同樣與生產(chǎn)不具關(guān)聯(lián)性，因此砷污染可能與廠房建設(shè)和關(guān)閉搬遷時使用的外來填土有關(guān)。苯和苯并[a]芘在油罐區(qū)域表層土超標，通過人員訪談等得知，該區(qū)域在廠區(qū)關(guān)閉時曾用外來填土與底部油渣等混合，因此導(dǎo)致該區(qū)域小范圍苯和苯并[a]芘超標。

圖3 土壤和地下水超標點位分布

圖4 土壤污染物垂向分布

地下水氟化物超標可能是企業(yè)生產(chǎn)過程中的氟化物清洗廢水跑冒滴漏造成，如車間地面或沉淀池存在破損和裂縫，清洗廢水從車間地面向下滲透，極易進入土壤和地下水造成污染，并經(jīng)過地下水的長期流向作用發(fā)生遷移擴散。

初查和詳查結(jié)果顯示，該玻璃廠地塊土壤有重金屬砷、無機物氟化物、VOCs苯和SVOCs苯并[a]芘不同程度的污染，地下水存在無機物氟化物超標，需啟動地塊健康風(fēng)險評估。

2.3 風(fēng)險評估結(jié)果

項目地塊按照第二類用地方式評價。第二類用地條件下，未來地塊的敏感暴露人群為成人。

根據(jù)本地塊未來的用途與可能的暴露情景，地塊區(qū)域地下水不屬于地下水飲用水源補給徑流區(qū)和保護區(qū)，不對地下水飲用或開發(fā)，因此目標地塊的健康風(fēng)險評估中不考慮飲用地下水途徑及皮膚接觸途徑。地塊按第二類用地評價，可能存在辦公室、廠房等構(gòu)筑物，對于暴露受體而言，土壤需要考慮經(jīng)口攝入、皮膚接觸、吸入土壤顆粒物、吸入土壤蒸氣的暴露途徑；地下水污染物為氟化物無揮發(fā)性，因此無暴露途徑。

經(jīng)計算，地塊土壤中苯并[a]芘和砷針對潛在暴露人群的致癌風(fēng)險水平大于10-6，風(fēng)險不可接受；砷和氟化物對潛在暴露人群的危害商大于1，風(fēng)險不可接受。土壤苯并[a]芘、砷和氟化物對潛在暴露人群構(gòu)成健康風(fēng)險。經(jīng)計算，得出土壤中各污染物風(fēng)險控制值分別為苯并[a]芘1.53mg·kg-1、氟化物17026mg·kg-1、砷1.48mg·kg-1。地下水中關(guān)注污染物氟化物未對暴露受體構(gòu)成健康風(fēng)險。

綜合考慮國家土壤環(huán)境質(zhì)量標準中的要求和地塊實際情況，確定本地塊土壤污染物綜合風(fēng)險控制值。土壤綜合風(fēng)險控制值的確定原則：當基于人體健康的風(fēng)險控制值高于篩選值時且低于管控值時，選擇基于人體健康的風(fēng)險控制值作為綜合風(fēng)險控制值；當基于人體健康的風(fēng)險控制值低于篩選值時，選擇篩選值作為綜合風(fēng)險控制值；當基于人體健康的風(fēng)險控制值高于管制值時，選擇管制值作為綜合風(fēng)險控制值。根據(jù)計算結(jié)果，各污染物的綜合風(fēng)險控制值分別為苯并[a]芘1.53mg·kg-1、砷60mg·kg-1、氟化物17026mg·kg-1。

3 結(jié)論

本次調(diào)查與評估的玻璃廠地塊暫未有規(guī)劃，但明確不作為居住商業(yè)等經(jīng)營性用地和公園綠地(G1)中社區(qū)公園和兒童公園，按第二類用地進行評價。該地塊關(guān)注污染物為重金屬和無機物(砷、銻、氟化物)、揮發(fā)性有機物(苯、甲苯、乙苯、二甲苯等)、半揮發(fā)性有機物(苯并[a]芘等8種多環(huán)芳烴)、石油烴(C10-C40)、多氯聯(lián)苯等。

采樣調(diào)查結(jié)果表明，土壤樣品中存在重金屬砷、無機物氟化物、揮發(fā)性有機物苯、半揮發(fā)性有機物苯并[a]芘超篩選值情況。地下水樣品中存在氟化物超過地下水質(zhì)量Ⅳ類水標準。該企業(yè)土壤與地下水中氟化物污染可能是由企業(yè)生產(chǎn)時環(huán)保措施不到位，使用氟化清洗劑產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水跑冒滴漏造成。砷污染可能與廠房建設(shè)和關(guān)閉搬遷時使用的外來填土有關(guān)。苯和苯并[a]芘污染為遺留重油油渣導(dǎo)致。

基于人體健康的土壤風(fēng)險評估結(jié)果表明，土壤苯并[a]芘、砷和氟化物對潛在暴露人群構(gòu)成健康風(fēng)險。地下水中所有關(guān)注污染物氟化物未對暴露受體構(gòu)成健康風(fēng)險。經(jīng)計算，基于人體健康的土壤中各污染物風(fēng)險控制值分別為苯并[a]芘1.53mg·kg-1、砷60mg·kg-1、氟化物17026mg·kg-1。建議對基于目前規(guī)劃用途下污染土壤確定管控或修復(fù)目標值并采取管控或修復(fù)措施，確保該地塊未來使用人群在可接受的健康風(fēng)險安全水平之內(nèi)。