搬遷農藥廠地下水污染調查與健康評價

葛秋凡　彭明國　陳冬　田開洋　徐成華　毛林強　張文藝

摘 要：為評估蘇南某搬遷農藥廠地下水污染現狀和風險，采用USEPA污染場地環境健康評價方法，采樣、檢測、分析、評價了該廠區地下水對人體暴露所存在的健康風險。結果表明：該廠區地下水確定的目標污染物為2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、鄰苯二甲酸二甲酯，其中2，4，6-三氯苯酚為致癌物；廠區地下水污染對居民和工人造成的非致癌風險分別為0.81和0.079，致癌風險分別為5.6×10-7和2.7×10-8，均未超出安全范圍；致癌物對于場地附近居民，以吸入吸收為主要暴露途徑（74.8%），對于場地工人，則以口入為主要暴露途徑（55%），居民和工人均以皮膚接觸暴露途徑最小。本研究結果可為該搬遷農藥廠地下水污染修復設計提供依據，亦可為蘇南地區類似農藥廠污染場地地下水調查與健康風險評價提供參考。

關鍵詞：廢棄農藥廠；地下水；健康風險評價；致癌；環境風險

中圖分類號：X522 文獻標志碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.03.014

Abstract：In order to investigate the present situation of groundwater pollution and its environmental risk in an abandoned pesticide factory in south of Jiangsu Province， the environmental health assessment method of USEPA on contaminated site was used to evaluate and analyze the risk of groundwater to exposed human bodies in that factory. The results indicated that the main organic pollutants were 2，4-dichlorophenol， 2，6-dichlorophenol， 2，4，6-trichlorophenol， dimethyl phthalate， in which 2，4，6-trichlorophenol was the only carcinogen. The non-carcinogenic risks of groundwater pollution to residents and workers in the factory area were 0.81 and 0.079 respectively， and the carcinogenic risks were 5.6×10-7 and 2.7×10-8 respectively， and the risks were all under the safety limits. For nearby residents， they were mainly exposed through breathing， occupying 74.8%. For site workers， they were mainly exposed through mouth， occupying 55%. Both residents and workers had the lowest exposure to skin contact. The survey could provide reference for groundwater pollution in South Area of Jiangsu Province.

Key words：abandoned pesticide factory， groundwater， health risk assessment， carcinogenicity， environmental risk

近年來，蘇南城市在推行產業轉型的過程中，城市產業結構不斷調整。為了保護城市環境，提高對土地利用效率，大量重工業和高污染企業由市區搬遷至郊區，但是有關搬遷后原有土地土壤污染程度的報道較少[1]。搬遷后的原地塊土壤存在大量有機物和重金屬，隨著雨水和灌溉水的滲入，大量污染物進入地下水，擴大了污染區域，地下水在生物圈循環速度慢，污染難以被發現，但對區域內飲用地下水的居民健康帶來了嚴重威脅。近年來，李振紅等[2]對某油庫地下水污染進行調查和健康風險評估，結果顯示地下水中1，2-二氯乙烷超標，有致癌風險；王若師等[3]對某地區飲用水水源地進行了健康風險評價，結果顯示致癌風險由大到小依次為江河、水庫、山泉、地下水；王蘭化等[4]對某化工廠地下水取樣調查，1，2-二氯丙烷、苯超過了限值，存在較高致癌風險。因此，這種搬遷后的污染場地已成為制約區域社會經濟持續發展的重大環境問題[5]，為此環保部在《污染地塊土壤環境管理辦法》中發布，堅持誰污染誰治理，實行終身責任制，對企業提高環保意識具有很大作用。

李志萍等[6]對地下水健康風險評價方法進行了討論與總結，提出了現有的健康風險NAS1983和USEPA1989模型。本文采用USEPA污染場地環境健康評價方法，檢測、分析、評價該廠區地下水對人體存在的健康風險，通過潛在生態危害系數法和毒性風險評估法對數據進行分析處理，為該搬遷農藥廠地下水污染現狀評價與修復設計提供依據。

1 調查區域概況

所調查污染地塊為某搬遷農藥廠，主要生產2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚等農化產品，有20多年生產歷史。廠區南側是未命名小河流向長江，東西兩側有化工公司，北側為磚窯廠，如圖1所示。

該搬遷農藥廠區域位于華北和揚子板塊的銜接部位，郯（城）—廬（江）深斷裂帶斜貫西北部，地質結構復雜多樣，海拔由南至北逐漸升高，北部為丘陵山崗地區，中南部為河谷平原、山崗地區，南部為沿江平原圩區。區域地質組成為震旦紀、寒武紀灰巖，白堊紀火山巖系，老第三紀浦口組及赤山組，新第三紀的雨花臺組及玄武巖。震旦紀、寒武紀灰巖，常為儲水層，當其上有隔水層存在時，地下水溢出為泉，或為溫泉。區域水系分屬長江和滁河水系，區域沿東北部治山至中部騾山向西北至大廟沿線，為江淮分水嶺，南側為長江水系，北側為滁河水系，地下水位平均在4～9 m之間，水源主要來自雨水補給[7]。

2 監測井布置

該農藥廠廠址所處區域地貌屬于平原區，確定屬于“平原及平緩高原孔隙水”范疇，應按照“十”字型布點方法對其進行監測井布設，采樣點位位于場地的地勢最低處，是原廠區存放藥品處，所設檢查井位置如圖2所示。

現場采樣方法根據《地下水環境檢測技術規范》（HJ/T164-2004），現場利用浮球、繩子和卷尺制成簡易測量地下水水位的工具，在布設好的采樣井測算記錄各個點地下水水位，將300 mL貝勒管放入采樣井中，管下方至地下水水位距離0.5 m以下。采樣前，先將貝勒管放入采樣井中取出地下水樣品，用地下水先清洗管內部3次[8]。

3 健康風險評價

3.1 目標污染物的確定

2016年12月在場地周圍采樣并進行監測，所采集5個點的水樣均檢測出15種半揮發性有機污染物，包括2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、鄰苯二甲酸二甲酯、五氯苯、2，3，4，6-四氯酚等有毒有害物質，其中前4者濃度較高，分別為0.222，0.088，0.202，4.7 μg·L-1，故被選擇用作風險評價的目標污染物。

3.2 危害識別方法

以國際相關環境監測的毒理數據庫—國際癌癥研究署（IARC）和美國環境保護署綜合風險信息系統（IRIS）中的數據為評價目標等級和類別的判別依據，通過危害識別確定致癌和非致癌目標污染物。

危害識別結果表明，目標污染物中2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、鄰苯二甲酸二甲酯為非致癌物質，而2，4，6-三氯苯酚為致癌物質2B。

3.3 暴露途徑

根據該搬遷農藥廠周邊環境情況確定該地區屬于工業區環境，環境介質為地下水，暴露受體主要為廠區工人和廠內常住居民（均視為成年人）。受體暴露于污染物的可能途徑有4條：途徑1飲用地塊下的地下水從口中吸收入體內；途徑2在使用地塊下地下水沐浴過程中水汽蒸發，通過呼吸作用吸入體內；途徑3在日常清洗過程中，水分汽化通過呼吸道吸收的途徑；途徑4在使用污染地塊地下水沐浴或者清洗物品的過程中，地下水中污染物通過皮膚滲透入身體的途徑。

3.4 暴露量計算

3.4.1 暴露量計算參數及取值 暴露量分析過程中參數為美國環保署數據庫[9-13]中的給定值和推測值，與采樣點當地居民和工人生活真實存在誤差，數據僅供參考。具體取值為：地下水飲用量（IRWo），居民和工人分別為2，1.5 L·d-1；暴露頻率（EF），居民和工人分別為304，84 d·y-1；暴露時間（ED），居民和工人設定居住時間分別為70，35 y；體重（BW）設定為70 kg；暴露發生的平均時間（AT），致癌與非致癌污染物分別為25 550 d和ED×365 d；呼吸速率（B）為1 m3·h-1；每次淋浴時間和日常清洗時間（t1）0.5 h；淋浴后仍在浴室的時間（t2）0.2 h；呼吸速率（IRinh）17.15 m3·d-1；身體表面積（SA），臉400 cm2，手900 cm2，前臂1 100 cm2，全身18 000 cm2；淋浴次數（EV）1 d -1；日常清洗次數（EV）4 d-1[2]。

3.4.2 暴露量計算方法 不同途徑暴露量計算公式（USEPA，1992）：

途徑1：（1）

途徑2：

（2）

途徑3： （3）

途徑4：

（4）

式中：Intakeoral為口入吸收暴露量、Intakeinh為吸入吸收暴露量、Intakederaml為皮膚接觸吸收暴露量，單位：mg·（kg·d）-1；Ca1為淋浴時空氣中污染物濃度（mg·m-3）、Ca2為淋浴后空氣中污染物濃度（mg·m-3）；Cair為空氣中污染物濃度（mg·m-3）；DAevent為每次暴露劑量（mg·cm-2）。評價所用生活習慣參數為USEPA參考值或者估計值，不是準確值，對風險評估值存在可接受范圍內的誤差。

搬遷農藥廠地下水對地面工人和居民的暴露量計算值詳見表2和表3。

3.5 風險表征

風險表征是估算暴露人群在不同濃度目標污染物下所發生不良健康反應的機率。風險表征是風險評價的第4步，通過將前3步所計算的數據和指標進行結合分析，來判定不良健康反應發生的概率，可接受的風險水平和評價結果不確定性。

3.5.1 風險計算 從表4可以看出，居民在口入、吸入、皮膚接觸3個途徑暴露總風險顯著高于工人；3個途徑中，居民以吸入接觸暴露風險占比最高（74.8%），其次為口入暴露風險（25%），皮膚接觸暴露風險最低（0.2%）；而工人則以口入暴露風險占比最高（55%），其次為吸入風險（44%），皮膚接觸暴露風險最低（1%）。

因此，工人在場地上補充水分時不建議使用地下水。

3.5.2 健康評價分析 該搬遷農藥廠址地下水中的主要污染物是可揮發性有機物，經計算，地塊對居民和工人造成的非致癌風險分別為0.81和0.079，均未超過1，說明非致癌風險在安全范圍內，未對人體造成不可接受風險；而地塊對居民和工人造成的致癌風險（表4）為5.6×10-7和2.7×10-8，均未超過10-6，說明污染對場址內居民和工人造成的致癌風險在安全范圍之內，并未達到對人體致癌的暴露量。2，4，6-三氯苯酚為該地塊主要致癌物質，居民接受風險的主要暴露途徑為受體使用受污染地下水作為沐浴和日常清洗用途過程中水分蒸發吸入體內造成的暴露風險，而工人則主要為口入吸收暴露，二者皮膚接觸風險均較低。為了減少致癌物質的吸入，在場地上的人群應盡量保持室內通風，盡量避免使用地下水淋浴，如果淋浴建議將窗戶打開，減少呼吸吸入的致癌物質，生活飲用水以自來水為主，如使用地下水必須將水煮開使用。

4 結 論

（1）該搬遷農藥廠地塊地下水中主要的污染物為：2，4-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、鄰苯二甲酸二甲酯，對場址內居民和工人造成的非致癌風險分別為8.1×10-1和7.9×10-2，致癌風險分別為5.6×10-7和2.7×10-8，均未超出安全范圍。

（2）該搬遷農藥廠地塊地下水中致癌物為2，4，6-三氯苯酚，對居民的致癌途徑主要為吸入吸收（74.8%），對工人則為口入吸收為主（55%），二者均以皮膚接觸占比最小。

綜上所述，通過對該搬遷農藥廠地下水污染現狀進行評價，原廠區地下水對人體所產生的影響不足以產生致癌等效果，但亦需要通過飲水、通風等方式降低其風險，研究結果可為該區域場地污染修復設計提供依據，亦可為蘇南地區類似農藥廠污染場地地下水調查與健康風險評價提供參考。

參考文獻：

[1]周迅.蘇南地區加油站地下儲油罐滲漏污染研究[D].北京：中國地質科學院，2007.

[2]李政紅，張勝，畢二平，等.某儲油庫地下水有機污染健康風險評價[J].地球學報，2010，31（2）：258-262.

[3]王若師，張嫻，許秋瑾，等.東江流域典型鄉鎮飲用水源地有機污染物健康風險評價[J].環境科學學報，2012，32（11）：2874-2883.

[4]王蘭化，李明明，張鶯，等.某廢棄化工場地地下水有機污染健康風險評價[J].地質調查與研究，2012，35（4）：293-298.

[5]高艷麗，劉世偉.城市化引發的污染場地問題詳解與分析——看污染場地修復這十年[J].世界環境，2013（2）：40-41.

[6]李志萍，李慧，張帥，等.地下水有機污染健康風險評價研究綜述[J].華北水利水電大學學報（自然科學版），2014，35（6）：21-24.

[7]許乃政，劉紅櫻，魏峰.長江三角洲地區水文水資源變化趨勢及其對氣候變化的響應[J].安徽農業科學，2012（12）：7277-7279.

[8]國家環境保護總局.HJ/T 164-2004.地下水環境監測技術規范[S].北京：中國環境科學出版社，2005.

[9]IARC. IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risks of human[EB/OL]. [2017-08-01]. http：//www.quakerchem.com.cn/wp-content/uploads/pdf/mtlw_issues/dea_tea_article.pdf.

[10]U.S.EPA.Exposure Factors handbook[EB/OL].[2017-08-01].http：//www.epa.gov/sites/production/files/2015-09/documents/efh-frontmatter.pdf.

[11] IRIS. IRIS Quick Lists[EB/OL]. [2017-08-01]. https：//cfpub.epa.gov/ncea/iris_drafts/simple_list.cfm.

[12]U.S.EPA. Integrated Risk Information System （IRIS） [EB/OL]. [2017-08-01]. http：//www.epa.gov/ncea/risk/recordisplay.cfm？deid=2776.

[13]U.S.EPA.Guidelines for Exposure Assessment[EB/OL].[2017-08-01]http：//www.epa.gov/risk/guildelines-exposure-assessment.