污染場地土壤修復目標值差異探討——以重慶某化工廠遺留場地為例

余云飛，楊世輝，嚴 浩

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污染場地土壤修復目標值差異探討——以重慶某化工廠遺留場地為例

余云飛，楊世輝，嚴 浩

(中冶賽迪技術研究中心有限公司，重慶 401122)

污染場地土壤修復目標值確定對于土壤污染的修復效果至關重要，也是污染土壤修復工程實踐中出現的難點。國家環境保護部已正式發布了《污染場地風險評估技術導則》(HJ25.3—2014)，但實際上《土壤環境質量標準》(GB15618—1995)、《展覽會用地土壤環境質量評價標準》(HJ350—2007)等土壤環境質量標準仍未修訂或廢止，導致兩種評價方式并行，且兩種不同方式確定的修復目標值存在明顯差異，為修復工作帶來了極大的困難。本文調查了重慶某化工廠遺留場地土壤污染現狀，分別通過兩種評價方式確定了修復目標值，結果顯示，兩種評價方法確定的超標最嚴重污染物均為苯并[a]芘，但風險評估模型計算的和土壤環境質量標準確定的修復目標值存在較大差異，分別為0.041、0.3 mg/kg，計算確定的修復目標值低于現有標準規定的適用限值，建議國家盡快修訂或出臺與風險評估模型相適應的土壤環境質量標準。

場地修復；風險評估；現行標準；修復目標

近年來，隨著國家“退二進三”、“退城進園”等政策的實施，城市化進程不斷加快，產業結構進入快速調整階段，眾多污染企業陸續從城市中心區域搬遷，遺留地塊將進行后續開發利用，改為公建或居住用地。但是這類工廠通常始建于20世紀中期或末期，環保措施落實不到位的問題普遍存在，導致工廠搬遷后遺留的場地存在較為嚴重的污染，潛在的環境風險高，急需開展污染場地修復工作，減少土地污染給人民的身體健康和生態環境造成嚴重的危害[1-2]。

開展污染場地修復工作之前，需要對土壤受污染的程度進行分析，因此引入了基于健康的風險評估技術。污染場地健康風險評估是指對已經或可能造成污染的工廠等場地進行污染物排放或泄露對人體健康危害程度的概率計算[3]，這種方式指導下的污染場地修復工作，既能保障資源的合理利用又能有效保護人體健康，已被廣泛用于污染場地的環境管理中[4-5]。

美國、英國、荷蘭等發達國家均已建立了完善的評價方法體系，其中美國環保署建立的RBCA模型已被各個國家廣泛應用[6]。而我國從21世紀初才拉開污染場地調查與風險評價工作的序幕，直到2014年2月，國家環境保護部才正式發布了國家層面的第一個關于污染場地風險評價方面的技術導則——《污染場地風險評估技術導則》(HJ25.3—2014)[7]，從國家層面規范了污染場地人體健康風險評估工作。而在此之前，國內諸多污染場地修復項目一直以現有的土壤環境質量標準為指導開展工作，如《土壤環境質量標準》(GB15618—1995)[8]、《溫室蔬菜產地環境質量評價標準》(HJ333—2006)[9]、《食用農產品產地環境質量評價標準》(HJ332—2006)[10]、《展覽會用地土壤環境質量評價標準暫行》(HJ350—2007)[11]等標準均規定了土壤中的污染物濃度限值，修復工作便通常以標準限值為修復目標值開展工作。而新出臺的《污染場地風險評估技術導則》[7]中同樣提出可以按照可接受的致癌風險值10–6或可接受的非致癌危害商1計算出污染物的修復目標值。然而，通過兩者得到的修復目標值往往并不一致。本文即以重慶某退役化工廠污染場地土壤為例，說明在土壤環境質量標準與污染場地風險評估技術導則同時并行的情況下，兩種不同方式確定的修復目標值之間存在的差異，并分析了差異性的來源。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

污染土壤采集自重慶某化工廠遺留場地，該廠占地面積約20 hm2，是原化工部重點企業，主要產品有苯酚、苯酐、苯、甲苯、二甲苯、溶劑油和不飽和聚酯樹脂等。2005年破產后拆除了地面建筑，根據調查報告顯示，場地主要受到苯系物以及多環芳烴的嚴重污染，受污染土壤總面積約47 000 m2，污染主要分布在老苯酐車間、古馬隆車間、大苯酚車間、精苯車間、除草醚車間以及污水總排放口。

污染土壤采集點位于廠區北側，原是堆放鍋爐煤渣的空地，靠近污水總排放口，采樣深度0 ~ 1 m，采集得到的土壤呈黑色，用手觸摸略有油膩感，含水率約45%，堆密度約1.2×103kg/m3。

1.2 樣品分析方法

土壤樣品現場采樣時使用采樣器采集土壤樣品，將樣品裝滿250 ml廣口玻璃瓶后加蓋，用聚四氟乙烯密封帶密封，帶回實驗室。

于實驗室內首先按照美國環保署標準方法《微型溶劑萃取法》(EPA—3570)，萃取土壤樣品中的有機物，之后分別按照美國環保署標準方法《氣相色譜-質譜聯用法測定揮發性有機物》(EPA—8260C)測定萃取樣品中的苯系物等揮發性有機物，標準方法《氣相色譜-質譜聯用法測定半揮發性有機物》(EPA—8270D)測定萃取樣品中的多環芳烴等半揮發性有機物。

樣品分析主要使用的儀器為安捷倫氣相色譜-質譜聯用儀(5975)。

1.3 評價標準

由于《土壤環境質量標準》[8]中未規定苯系物以及多環芳烴物質的標準限值，而考慮到場地未來可能用作商業區或居住區開發，并不適用《溫室蔬菜產地環境質量評價標準》[9]，以及《食用農產品產地環境質量評價標準》[10]，因此土壤中各種多環芳烴物質濃度限值采用《展覽會用地土壤環境質量評價標準(暫行)》[11]中暴露于人體敏感用地類型[11]，即采用A級標準。環境健康風險評估按照《污染場地風險評估技術導則》[7]中規定的單個污染物的致癌風險可接受水平采用10–6，單個污染物的非致癌危害商可接受水平采用1。

2 結果與討論

2.1 土壤污染物檢測結果分析

采樣點位土壤樣品有機污染物含量分析結果如表1所示。從表1可以看出，苯系物以及多環芳烴的檢出限均低于標準限值。因此認為當污染物無檢出時，污染物必然不超標。并且，從表1中可以看出，幾種苯系物均未檢出，而16種多環芳烴物質均有檢出，可以說明采集點位的土壤中主要受到的是多環芳烴類物質的污染。其中，苊以及苊烯在《展覽會用地土壤環境質量評價標準(暫行)》[11]中未規定限值，不屬于土壤中的控制污染物；而蒽、熒蒽、萘、芘、芴、菲、苯并[g,h,i]芘、? 8種多環芳烴在土壤中含量均低于標準限值，因此認為上述10種多環芳烴均未超標。需要指出的是，蒽、熒蒽、芘、芴、菲、苯并[g,h,i]芘等幾種物質的標準限值范圍從210 ~ 2 300 mg/kg，根據已有多環芳烴物質在土壤中吸附試驗的相關文獻報道[12-16]，幾乎沒有以上哪種多環芳烴類物質在土壤中的平衡吸附量可高達上百至上千毫克每千克，甚至超過了生物質炭、活性炭等多孔吸附物質對多環芳烴的吸附量[17-18]。因此，目前暫行的《展覽會用地土壤環境質量評價標準》[11]中對于以上幾種物質的規定限值沒有實際指導價值。

表1 污染土壤中有機污染物含量分析

注：*展標指《展覽會用地土壤環境質量評價標準(暫行)》(HJ350—2007)；ND表示低于檢出限，未檢出。

在采集的土壤樣品中，超標污染物包括苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、二苯并[a,h]蒽以及茚并[1,2,3-cd]芘6種多環芳烴物質，超標倍數約為3倍 ~ 20倍，超標最嚴重的污染物為苯并[a]芘，超標倍數約為20倍，被認為是該土壤樣品中最主要的污染物。

2.2 環境風險評估

該退役化工廠污染場地，在未來政府規劃中屬于一個大型商業圈的一部分，有可能用作商業用地，也有可能用作居住用地，因此應該按照敏感用地類型進行劃分，主要污染源為土壤中的有機污染物。考慮到采集的土壤樣品均為表層土壤，因此土壤中污染物可能暴露于人體的途徑包括經口攝入土壤顆粒物、經皮膚接觸土壤顆粒物、經呼吸吸入土壤顆粒物、經吸入室外空氣中來自表層土壤的氣態污染物等4種途徑。

供試土壤中有檢出有機污染物為多環芳烴。多環芳烴是指兩個或兩個以上苯環組成的稠環化合物，毒性較強，是一類較強的致癌物質，且隨著苯環的增加，致癌性增強[16]。但在《污染場地風險評估技術導則》[7]中菲、苊烯、苯并[g,h,i]芘未體現出明顯的致癌效應或非致癌危害，不屬于土壤中的控制污染物，與《展覽會用地土壤環境質量評價標準》[11]相比，只有苊烯同為兩種評價體系下都不控制的污染物。

在剩下的13種多環芳烴物質中，苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、?、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3-cd]芘7種物質只體現了明顯的致癌效應；苊、蒽、熒蒽、芴、芘5種物質只體現了明顯的非致癌危害，而且只能通過經口攝入土壤顆粒物以及皮膚接觸土壤顆粒物兩種途徑；而萘這種物質除了致癌效應外，也有一定的非致癌危害，但是致癌效應只能通過呼吸吸入途徑體現，如呼吸吸入土壤顆粒物途徑以及吸入室外空氣中來自表層土壤的氣態污染物途徑。按照《污染場地風險評估技術導則》[7]，可分別計算不同物質的致癌風險以及非致癌危害，其中致癌風險的控制值為10–6，非致癌危害商的控制值為1。

2.2.1 污染土壤非致癌危害商計算 按《污染場地風險評估技術導則》[7]規定，對體現出非致癌危害特性的污染物進行非致癌危害商計算，可按如下公式計算：

式中：HQois、HQdcs、HQpis、HQiov1分別為經口攝入土壤顆粒物、經皮膚接觸土壤顆粒物、經呼吸吸入土壤顆粒物、經吸入室外空氣中來自于表層土壤的氣態污染物4種暴露途徑的危害商；OISERnc、DCSERnc、PISERnc、IOVERnc1分別為以上4種途徑對應的土壤暴露量，單位為kg土壤/(kg體重·d)；sur為表層土壤中污染物濃度，單位為mg/kg；RfDo、Rfdd、RfDi分別為經口攝入、經皮膚接觸、經呼吸吸入的參考劑量，單位為mg污染物/(kg體重·d)；SAF為暴露于土壤的參考劑量分配比例，無量綱；HQ為該退役化工廠污染場地表層土壤中某一污染物質暴露于人體的危害商總和。本研究計算結果如表2所示。

表2 土壤樣品中超標污染物非致癌危害指數

從表2可以看出，土壤樣品中有檢出的6種非致癌污染物的危害商均小于控制值1，表明這幾種污染物暴露于人體的劑量未超過參考劑量閾值，很大可能不會發生由污染物帶來的非致癌危害。由此可以說明苊、蒽、熒蒽、芴、芘5種污染物在土壤內未超標，不需進行修復處置。而由于萘除了非致癌危害之外，還體現出了明顯的致癌風險，因此萘還需要考察其致癌風險值后方可判斷是否超標。

2.2.2 污染土壤致癌風險值計算 由于有7種污染物體現出了致癌風險，《污染場地風險評估技術導則》[7]規定，需按如下公式計算各個物質的致癌風險值：

CRois= OISERca×sur×SFo(6)

CRdcs= DCSERca×sur×SFd(7)

CRpis= PISERca×sur×SFi(8)

CRiov1= IOVERca×sur×SFi(9)

CR = CRois＋CRdcs＋CRpis＋CRiov1(10)

式中：CRois、CRdcs、CRpis、CRiov1分別為經口攝入土壤顆粒物、經皮膚接觸土壤顆粒物、經呼吸吸入土壤顆粒物、經吸入室外空氣中來自于表層土壤的氣態污染物4種暴露途徑的致癌風險； OISERca、DCSERca、PISERca、IOVERca分別為以上4種途徑對應的土壤暴露量，單位為kg土壤/(kg體重·d)；sur為表層土壤中污染物濃度，單位為mg/kg；SFo、SFd、SFi分別為經口攝入、經皮膚接觸、經呼吸吸入的致癌斜率因子，單位為 (kg體重·d)/mg污染物；CR為該退役化工廠污染場地表層土壤中某一污染物質暴露于人體的致癌風險總和。本研究計算結果如表3所示。

表3 土壤樣品中超標污染物致癌風險

從表3可以看出，8種有明顯致癌效應的物質中，萘、苯并[k]熒蒽、?的致癌風險值小于控制值10–6，認為這3種物質致癌風險不超標；其余5種污染物的致癌風險值高于控制值10–6，需要進行修復，其中致癌風險值最高的為苯并[a]芘，高達1.22×10–4，超過控制值100倍，致癌風險貢獻率最大，可認為苯并[a]芘是樣品中最有害的污染物。

綜上所述，16種檢出的多環芳烴污染物中，苊、蒽、熒蒽、芴、芘5種非致癌污染物未超標，萘、苯并[k]熒蒽、?3種致癌污染物未超標，苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]熒蒽、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3-cd]芘5種致癌污染物超標。

與《展覽會用地土壤環境質量評價標準》[11]評價結果相比，兩種方法均認為苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]熒蒽、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3-cd]芘5種污染物超標，而且超標最嚴重的均為苯并[a]芘。但是苯并[k]熒蒽的評價上發生了差異，雖然該物質的檢出濃度為2.3 mg/kg，超過《展覽會用地土壤環境質量評價標準》[11]中規定的0.9 mg/kg的限值，但是計算得到的致癌風險值為6.62×10–7，小于控制值1×10–6，并未體現出明顯的致癌效應，即在污染物風險評估體系下并未超標。這是因為在《展覽會用地土壤環境質量評價標準》[11]體系下，未體現出苯并[k]熒蒽毒性與其他幾種物質的差異，比如苯并[k]熒蒽與苯并[b]熒蒽在《展覽會用地土壤環境質量評價標準》[11]中的限值是一樣的，均為0.9 mg/kg，但是苯并[k]熒蒽的經口攝入致癌斜率因子為0.073 (kg·d)/mg，是苯并[b]熒蒽的經口攝入致癌斜率因子0.73 (kg·d)/mg的1/10，毒性更弱，因此苯并[k]熒蒽計算得到的致癌風險更低，即使濃度高于標準限值時，計算得到的致癌風險值也低于控制值。

2.3 不同評價體系下確定的修復目標值

對重慶某化工廠而言，由于未來規劃為商業區或居住區，因此應當按照敏感區進行評價。根據《展覽會用地土壤環境質量評價標準》[11]，該土壤中污染物濃度限值適用A級標準，修復工作的目標應當為將土壤中的6種超標有機污染物濃度通過各種修復手段，降低至A級標準以下，即修復目標值為《展覽會用地土壤環境質量評價標準》[11]A級限值(表4)。

表4 不同標準體系確定的修復目標值

根據《污染場地風險評估技術導則》[7]，確定修復目標值應當以致癌風險控制值1×10-6或非致癌危害商控制值1為準，分別計算對應控制值下土壤中污染物的濃度。據此可計算文中所述重慶某焦化廠表層土壤中的幾種超標有機污染物修復目標值，如表4所示。

從表4中可以看出，兩種不同評價體系下確定的污染物修復目標值并不一致，并且與《展覽會用地土壤環境質量評價標準》[11]規定的標準限值相比，由《污染場地風險評估技術導則》[7]計算確定的污染物修復目標值通常更低，當然也有例外，如苯并[k]熒蒽，因為物質本身毒性弱，因此計算的修復目標值相對較高，超出了《展覽會用地土壤環境質量評價標準》[11]規定的標準限值。

現有的《土壤環境質量標準》[8]為1995年開始實施的標準，只規定了8種重金屬以及2種有機氯農藥在土壤中的限值，并不適應現在的實際情況；而《展覽會用地土壤環境質量評價標準》[11]為暫行標準，出臺的目的主要為了上海世博會的場地開發工作需要。由于沒有其他適用的土壤環境質量標準出臺，目前污染場地修復工作主要還是以《展覽會用地土壤環境質量評價標準》[11]為主要參照標準，修復目標相對更容易達到，可降低修復工作的處置成本，但即使土壤中的污染物含量達到了A級標準，也不能保證污染場地再利用后的健康風險低于控制值，因此該標準已逐漸不再適應新形勢下的污染場地修復工作。目前土壤修復行業內迫切需要新的土壤環境質量標準出臺，以指導污染場地修復工作的開展。

在如今并行的工作體制下，如何選擇不同的適用標準來指導污染場地修復工作的開展成為了今后工作中的一個關鍵。

3 結論

1) 針對重慶某化工廠遺留污染場地表層土壤，經檢測表明，苯系物未檢出，多環芳烴有檢出，說明采集點位的土壤中主要受到的是多環芳烴類物質的污染。其中，超標污染物包括苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、二苯并[a,h]蒽以及茚并[1,2,3-cd]芘6種多環芳烴，超標最嚴重的是苯并[a]芘，超標倍數達到近20倍。

2) 按《污染場地風險評估技術導則》，考慮該化工廠遺留場地未來規劃，該遺留場地屬于敏感用地類型，表層土壤中污染物可能暴露于人體的途徑包括經口攝入土壤顆粒物、經皮膚接觸土壤顆粒物、經呼吸吸入土壤顆粒物、經吸入室外空氣中來自表層土壤的氣態污染物4種途徑。經計算超標的6種污染物中，苯并[a]芘致癌風險貢獻最高，達63.03%，為最主要的污染物。

3) 比較《展覽會用地土壤環境質量評價標準》以及《污染場地風險評估技術導則》兩種評價體系，兩種方法確定的污染物修復目標值并不一致，由風險評估模型計算確定的污染物修復目標值通常更低。當然也有例外，如苯并[k]熒蒽，通過風險評估模型計算的修復目標值相對較高，比《展覽會用地土壤環境質量評價標準》標準限值高約4倍。

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Inconsistency of Soil Remediation Targets Derived from Risk Assessment Model and Environmental Standards: A Case Study of a Chemical Plant in Chongqing, Southwest China

YU Yunfei, YANG Shihui, YAN Hao

(CISDI R&D CO.,LTD.,Chongqing 401122, China)

Remediation target of contaminated site is crucial to soil remediation project, but remains as a challenge. ‘Technical Guidelines for Risk Assessment of Contaminated Sites (HJ25.3—2014)’ was officially issued by Ministry of Ecology and Environment, however, other environmental quality standards for soil amendment are not abolished or still valid, such as the ‘Soil Environmental Quality Standards (GB15618—1995)’ and‘Standard of Soil Quality Assessment for Exhibition Sites (HJ350—2007)’, etc., resulting in confusion and inconsistency in determining the remediation targets, which has triggered lots of problems in soil remediation. In this paper, based on the survey of a chemical plant in Chongqing, remediation targets are determined and compared by risk assessment model and environmental standards, respectively. Results indicated that for both evaluation systems the most dominant soil pollutant was benzo-(a)-pyrene, but the remediation targets varied significantly, which was 0.041 mg/kg for risk assessment model and 0.3 mg/kg for environmental quality standards. Therefore, it is urgent tor revise and issue current soil environmental quality standards to match the soil risk assessment models.

Site remediation; Risk assessment; Standard; Remediation target

余云飛(1987—)，男，上海人，碩士，工程師，主要從事污染土壤調查評估及修復技術研發工作。E-mail：yunfei.yu@cisdi.com.cn

10.13758/j.cnki.tr.2018.05.017

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