云南省某電池廠遺留場地調查及風險評估

吳霞+劉軒志+馮秋分+熊昂+賀鍇+徐巍

摘要：以云南省某電池廠遺留場地為例，根據《污染場地風險評估技術導則》（HJ25.3-2014）對其進行了場地調查及風險評估。結果表明：該場地作為商業開發用地，土壤中鎳對人體有致癌風險和非致癌危害，重金屬鋅對人體有非致癌危害，且均在可接受風險水平內；場地主要污染物為鉛，土壤中鉛的修復目標為400 mg/kg，修復范圍為場區車間內，修復面積160 m²，修復深度0.56 m，修復土方量89.6 m³。

關鍵詞：電池廠；污染場地調查；風險評估；云南

中圖分類號：X53

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）14-0126-05

1 引言

土壤污染問題是繼大氣和水污染問題之后人類面臨的又一重大環境問題。由土壤污染引發的安全問題和群體性實踐逐年增多，成為影響群眾身體健康和社會穩定的重要因素[1]。伴隨我國城市布局的調整與產業結構的升級，大批化工企業關停和搬遷，遺留的工業場地存在不同程度的污染[2]。根據原國家環?？偩帧蛾P于切實做好企業搬遷過程中環境污染防治工作的通知》（環辦[2004] 47號）及環境保護部《關于保障工業企業場地再開發利用環境安全的通知》（環發[2012] 140號）的要求，開展搬遷地塊的土壤和地下水環境質量現狀調查，摸清搬遷企業場地的土壤、地下水污染狀況勢在必行。今對云南省某電池廠遺留場地調查，采集土壤和地下水樣品，監測pH值、鉛、鋅、鎘、砷、汞以及六價鉻等指標，根據監測結果進行風險評估，旨在為該電池廠廠區后期土地開發利用提供科學依據。

2 調查方法

2.1 場地概況

該電池廠成立于1958年，2005年停產關閉。該電池廠生產的電池主要為鋅、錳電池，主要生產工藝包括傳統的糊式鋅錳干電池生產階段和無汞堿性電池技術生產2個階段。項目區總體地勢南高北低，呈不規則多邊形型，南北長290～484 m，東西寬82～375 m。場地原始標高在1296.17～1297.60 m，最大高差1.43 m，場地較為開闊平坦。項目所在地位置圖及衛星遙感圖見圖1和圖2。依據當地政府的規劃說明文件，該場地未來規劃為商業用地及生活用地。

經過現場查勘、調查訪問收集場地現狀及歷史資料，對場地土壤進行污染識別。初步判斷場地潛在污染物如表1所示。

2.2 采樣點布設和樣品采集

依據《場地環境監測技術導則》（HJ25.2-2014）和《土壤環境監測技術規范》（HJ/T 166-2004）要求以及場地前期環境監測結果，對調查場地的土壤、地下水布點監測。采樣點布設體現突出重點、兼顧均勻性原則，分區布點，共布設24個土壤采樣點和5個地下水采樣點。采樣點布設見圖3。

因場區大部分為硬化地面，對污染物向下迀移起到一定程度的阻隔作用，結合場區水文地質情況，土壤采樣點的深度平均為2～4 m，實際采樣深度及采集樣品數根據現場土層分布情況而定，故本次調查設定每個點位采集4～6個土壤樣品。

（1）表層土：0～0.5 m內采集1個土樣，本層主要是考察回填土內是否存在污染，該污染應主要是回填時采用的土質污染情況決定的。

（2）表層與含水層之間：主要是0.5～2.0 m內采集3個土樣。根據現場調查過程中的土壤鉆孔，該層土壤為粘土/粉土交互層，考慮到厚度較深，1個樣品不足以說明土壤變化情況，故各采樣點位設計3個樣品?，F場采樣時，需根據土壤性質變化、結合現場快速檢測儀器設計采樣深度，保證樣品代表性。

（3）地下水位線附近：由于場區內不同區域存在地勢高差，因此地下水位存在較大的差別，結合污染分布概率情況設計在廠區車間地表下2.0～4.0 m內采集3個地下水位附近的樣品。

地下水采樣：場地面積較小，生產工藝較為簡單，場地所在區域降水相對較少，但土壤中的污染物可能通過地表降水入滲從而污染地下水。根據《地下水環境監測技術規范》 （HJ/T 164-2004）相關要求，本項目確定的地下水監測點為5個，其中場內3處、場外2處，保證上下游皆有監測井。

2.3 樣品分析方法

根據現場調查情況及相關資料，確定土壤樣品監測指標：含水率、鉛、砷、鎘、汞、總鉻、銅、鋅、鎳。另外，場區部分區域可能出現六價鉻、釩等污染，采集部分樣品進行六價鉻、釩的分析；確定地下水樣品監測指標： pH、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氰化物、砷、汞、鉻（六價）、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、錳、鎳、銅、鋅、溶解性總固體、高錳酸鹽指數、硫酸鹽、氯化物、大腸菌群、總硬度等。

根據主要污染物測試方法《建設用地土壤污染風險篩選指導值》（第三次征求意見稿）[3]，對預處理后的土樣進行實驗室分析，包括樣品的消解、定容，標準品的制備及標準曲線的繪制校正，平行樣及質控樣品的準備，最終上機測試，并對檢測結果進行精密度及準確度分析，以檢測數據的可靠性。

2.4 評價方法

為嚴格把控調查區污染情況，確保不遺漏任何可能存在的污染物，本報告分別以《建設用地土壤污染風險篩選指導值》（三次征求意見稿）和北京市《場地土壤環境風險評價篩選值》（DB11/T 811-2011）[4]兩個標準中最嚴標準，再結合《中國土壤元素背景值》（1996）確定最終篩選值，根據最終篩選值對土壤中全部檢測出的指標進行篩查，從而確定調查區內疑似污染物，根據《污染場地風險評估技術導則》HJ/T 25.3-2014）[5]（以下簡稱《導則》）進行風險評估。地下水質量評價依據《地下水質量標準》（GB/T14848-93）執行。

3 結果與討論

3.1 土壤檢測結果

所送檢土壤樣品中，15種重金屬（砷、銅、鋅、鉛、鎘、汞、鎳和鉻等）進行了實驗室分析檢測，根據監測結果各點位均有該15種重金屬檢出。根據檢出的濃度數據，選擇檢出各污染物濃度的最大值與篩選值進行比選，超標指標和超標點位羅列如表2所示。

根據分析結果，重金屬超標點位共計12個，濃度區間和所在位置如表3所示。

根據上述數據，檢測的15種重金屬有3種重金屬鋅、鉛、鎳超過了重金屬污染篩選值，超標點位共計12個。其中，鎳的超標點位11個，鉛的超標點位1個、鋅的超標點位3個，超標倍數在1.2～1.6倍之間?？傮w來說，本場地重金屬污染種類較少，污染程度較輕。

3.2 地下水檢測結果

本次地下水污染調查在5個地下水監測點各取地下水樣品1個，共5個地下水樣品。檢測的污染物指標包括pH值、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氰化物、砷、汞、鉻（六價）、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、錳、鎳、銅、鋅、溶解性總固體、高錳酸鹽指數、硫酸鹽、氯化物、大腸菌群、總硬度共23余項，地下水中各疑似污染物均無超標現象。

4 風險評估

4.1 關注污染物篩選

根據場地調查結果和污染概念模型分析，本次風險評估范圍主要針對場區內污染土壤及地下水。根據調查結果，本場地土壤超過篩選標準的污染物共3種，分別為鉛、鋅、鎳3種重金屬。這些污染物對人體具有潛在危險，列為關注污染物，需進行健康風險評估，具體污染種類見表4。

根據《污染場地風險評估技術導則》（HJ25.3-2014）相關要求對場地土壤與地下水進行健康風險評估。其中，鉛因受導則模型適用性及毒理參數完整性等因素限制，不適用于導則風險評估模型。其它2種污染物則根據導則要求進行計算。故本次參加風險評估的污染物共2種。本次風險評估中所用到的毒理參數參考《污染場地風險評估技術導則》（HJ25.3-2014）附錄B。

4.2 暴露評估

暴露評估是指在危害識別的基礎上，分析場地內關注污染物遷移和危害敏感受體的可能性，確定場地土壤和地下水污染物的主要暴露途徑和暴露評估模型，確定評估模型參數取值，計算敏感人群對土壤和地下水中污染物的暴露量。

（1）暴露情景

污染物的暴露途徑不同，敏感受體不同，其對人體健康的危害存在差異。根據該市《城市近期建設規劃圖（2016-2020）》，本項目場地未來擬規劃為商住用地。因此，本項目場地的風險評估工作按照我國《污染場地風險評估技術導則》（環保部HJ25.3-2014）規定的以住宅為代表的敏感用地的風險評估方法進行，屬于敏感用地類型，主要暴露人群為未來場地的使用人群。

（2）暴露途徑

一般攝入土壤中的污染物途徑包括以下6種：經口攝入土壤、皮膚接觸土壤、吸入土壤顆粒物、吸入室外空氣中來自表層土壤的氣態污染物，吸入室外空氣中來自下層土壤的氣態污染物、吸入室內空氣中來自下層土壤的氣態污染物。

4.3 毒性評估

采用《污染場地風險評估技術導則》（HJ25.3-2014）進行風險評估的2種污染物的毒理學參數如表5所示。毒性參數主要用以計算呼吸吸入致癌斜率因子（SFi）、呼吸吸入參考計量（RfDi）、皮膚接觸致癌斜率系數（SFd）和參考計量（RfDd），計算過程如下所示。

呼吸吸入致癌斜率因子和參考劑量外推模式公式

呼吸吸入致癌斜率因子（SFi）和呼吸吸入參考計量（RfDi）的計算過程，分別如下：

4.4 風險評估計算方法

本項目按照《污染場地風險評估技術導則》（HJ25.3-2014）中規定的風險評估方法，結合場地調查獲得相關數據，針對場地污染源污染物進行風險評估和風險控制值計算，導則共列出來9種主要暴露途徑和暴露評估模型，其中包括6種土壤污染物暴露途徑和3種地下水污染物暴露途徑。

4.5 風險評估計算軟件

本項目采用中國科學院南京土壤研究所陳夢舫團隊研發的HERA軟件進行風險評估，該軟件為我國首款污染場地健康與環境風險評估軟件。HERA軟件自發布以來備受業界關注，目前已在國內24 個省市的近百家高等院校、科研院所、環保企業等單位得到推廣，并且已在北京、南京、南寧、常州、蘇州、無錫、上海、杭州、溫州、寧波、武漢、鄭州等城市的污染場地調查與風險評估項目中得到廣泛應用。

4.6 人體可接受風險水平

根據《污染場地風險評估技術導則》（HJ25.3-2014）中的規定，單一污染物的可接受致癌風險水平為10-6，可接受危害商為1。即當單一污染物致癌風險水平大于10-6，危害商大于1時，可能對人體具有危害，需采取進一步的管理措施。

4.7 風險評估結果

本項目場區地勢平坦、面積較小，土壤性質差異不大，本次風險評估將廠區污染土壤按照“表層+下層”土壤模式進行風險評估，根據每種污染物在該層最大濃度值計算其風險水平，風險水平計算均采用該層相應土工參數，最大限度保證風險評估結果的真是可靠性。

考慮到未來場區規劃利用方式及未來修復方式，污染區土壤可能涉及基坑開挖工程，土壤中6種暴露途徑均存在，故各層均按照全途徑風險模型評估。

本場地土壤中關注的污染物共3種，為重金屬鎳、鋅、鉛。因鉛受導則模型適用性及毒理參數完整性等因素限制，不適用于導則風險評估模型，故本次采用《污染場地風險評估技術導則》（HJ25.3-2014）進行評估的土壤中污染物共2種。具體評價結果如圖4所示。

根據風險評估計算結果：鎳致癌風險計算結果6.82E-07，小于1E-06，非致癌危害計算結果7.60 E-01，小于1；鋅無致癌風險，非致癌危害計算結果1.62 E-01，小于1。故2種重金屬中，重金屬鎳對人體有致癌風險和非致癌危害，重金屬鋅對人體有非致癌危害，且均在可接受風險水平內。

4.8 修復目標值

根據風險評估結果，本項目進行風險評估的2種土壤污染物鎳、鋅，風險評估結果均在人體可接受風險水平內。這兩種重金屬對未來土地使用人群不存在健康隱患，該兩種重金屬風險評估工作結束。由土壤污染調查結果與分析可知，超過污染篩選值的重金屬還有鉛，鉛因受導則模型適用性及毒理參數完整性等因素限制，不適用于導則風險評估模型，故本項目需要進行修復的重金屬為鉛。

由于各地區的土壤本底水平不同，為保證修復目標值的合理科學，避免過度修復，將修復目標與當地土壤背景值進行比較考慮，修復目標值不宜低于當地的環境背景值。

表6通過綜合比較分析結合我國相關標準，最終提出了建議修復目標值為400 mg/kg，該修復目標值既能有效控制環境和健康風險，又能滿足修復工程的經濟、合理性。

4.9 修復范圍及修復方量確定

本項目修復范圍的確定采用常用方法進行，主要是依據各采樣點坐標和污染物監測濃度及現場調研結果通過內插法計算確定修復范圍。內插法計算土壤邊界結果見表7，各邊界點用曲線連接，修復深度采用12號點計算的最大深度0.56 m。

本項目修復范圍見圖5，待修復污染物為鉛，分布在場區車間內，面積160 m²，修復深度0.56 m，修復土方量89.6 m³。

5 結論

根據該污染場地的生產特點和車間分布情況，及相關技術導則、標準和規范等要求，對其布點采樣進行調查與評價。主要結論如下。

（1）該場地土壤主要受鉛污染。主要污染區域集中在場區生產車間內。

（2）該場地土壤污染物鉛的修復目標值為400 mg/kg，修復面積160 m²，修復深度0.56 m，修復土方量89.6 m³。

參考文獻：

[1]張建榮.場地污染土壤調查及評估探討[J]. 環境監測管理與技術，2011，23（2）：8～14.

[2]陳夢舫，駱永明， 宋 靜， 等.場地含水層氯代烴污染物自然衰減機制與納米鐵修復技術的研究進展[J]. 環境監測管理與技術， 2011， 23（3）：85～89.

[3]環境保護部.建設用地土壤污染風險篩選指導值（征求意見稿三）[EB/OL].[2016-03-10].http：//www.mep.gov.cn/gkml/hbb/bgth/201603/W020160315362776739892.pdf.

[4]北京市質量技術監督局.DB11/T811-2011 場地土壤環境風險評價篩選值[S/OL].[2011-12.06].http：//www.bjepb.gov.cn/eportal/fileDir/oldfile/bjepb/resource/cms/2015/05/811場地土壤環境風險評價評價篩選值.pdf.

[5]環境保護部.HJ 25.3-2014 污染場地風險評估技術導則[S].北京：中國環境科學出版社，2014.