某化肥廠地塊環境調查與風險評估分析

李 鵬

（上海合然環保科技有限公司，上海）

引言

化肥廠是指用化學方法人工制備農用肥料的化工廠，其生產的復合肥、尿素、二氫鉀等在農業生產中發揮著非常重要的作用，不僅可以改善土壤的性質，還能提升作物的產量。但是，化肥廠生產過程中會產生氨氣、氮氧化物、二氧化硫等有害氣體，不僅會污染空氣，還會對地下水及土壤造成長期污染。對此，建設街區式商業綜合體之前，必須要做好地塊環境調查及風險評估工作，根據土壤環境狀況等確定地塊開發利用方案，避免地塊殘留物質影響場內外人群的身體健康。

1 環境風險評估的重要性

環境風險評估即評估項目實施期間的可預測突發事件、事故引起的物質泄漏或產生新的有害物質對環境、人身健康造成的損害及影響。環境風險評估不僅可以準確了解地塊周圍環境的實際情況，還可以及時發現嚴重污染等問題，便于及時采取措施處理。對此，項目開展之前，必須要做好環境風險評估工作，全面了解地塊內土壤情況等，準確判斷地塊環境是否符合規劃開發建設用地要求，為后續地塊修復、再開發利用等工作提供指導[1]。

2 項目概況

2.1 區域環境狀況

廠區地塊所處位置如圖1 所示。從地形地貌上來看為低山丘陵區，山丘起伏和緩，溝壑縱橫交錯；從氣候特點來看，該地區屬大陸季風型半濕潤性氣候：光照充足，四季分明，春季風多易旱，夏季炎熱多雨，秋季晝暖夜涼，冬季寒冷干燥，少雨雪，盛行西北風；從水文地質特征而言，境內河流遍布成網，大小水庫星羅棋布，因地勢北高南低，多為北源南流；從土壤類型上講，土壤劃分為棕壤、褐土、潮土、砂姜黑土、鹽土、風砂土6 個土類，11 個亞類，19 個土屬，138 個土種。

圖1 地塊地理位置示意圖

2.2 地塊情況

主廠區地塊呈多邊形，共計44 個邊界拐點；機修區地塊呈長方形，共6 個拐點；農化中心地塊近似正方形，共12 個拐點；宿舍區呈多邊形，共14 個拐點；工會醫務室呈四邊形，共4 個拐點。廠區內地塊除辦公樓、門衛室和邊界圍墻外，有關建筑均已拆除，至第二階段調查作業期間，主廠區內的基礎設施均全部拆除。但場地內西南角區域的辦公樓還在使用，東北部與中西部原化肥廠煤場區，臨時沙場堆有少量建筑用砂和碎石。

3 前期環境調查要點

3.1 土壤調查

在前期環境調查工作中，將土壤調查列為重點內容，結合廠區實際情況，初步在主廠區、機修區、醫務工會區、宿舍區共設置了34 個土壤監測點；在農化中心區域設置了3 個土壤監測點位。選擇具有代表性的區域進行土樣采取，共采集了144 個土壤樣品。之后，進行土壤樣品的檢查測定，主要進行土壤中重金屬物質、揮發性有機物和半揮發性有機物的檢測。另外，又單獨采集了71 個土壤樣品，對其進行PH 值、氨氮、硫化物、氰化物、氟化物的測定。

基于土壤中重金屬物質含量的檢測結果來看，S74 點位0.5 m 深度的砷金屬濃度達到24.2 mg/kg，其高于（GB36600-2018）第一類用地風險篩選值。從土壤中揮發性有機物和半揮發性有機物的測定結果來看，在SS2 和SS3 位置周邊土堆共采樣了20 個土壤樣品，共13 個土樣中檢出了苯并(a)芘，檢出濃度范圍為0～1.6 mg/kg，其中10 個樣品的苯并(a)芘檢出濃度超過了GB36600-2018 第一類用地篩選值（0.55 mg/kg）。

3.2 地下水調查

地下水調查工作開展期間，考慮到化肥廠實際情況，分別在主廠區、機修區設置了15 個地下水監測井，在農化中心設置了1 個地下水監測井，共采集15組地下水樣品。檢測工作中，主要是結合GB36600-2018 表一中基本的45 個項目以及GB/T 14848-2017 表一、表二所有的揮發性、半揮發性有機物，pH、硫酸鹽、氯化物、揮發性酚類、氨氮、硫化物、氟化物、氰化物等特征污染物的檢測。

從地下水調查結果來看，15 組地下水樣品中，檢出了重金屬砷、鎘、鉛、鎳、銅和汞[2]。但僅在測井MW4的地下水中檢出鎳濃度為0.070 6 mg/L，超過標準限值0.02 mg/L；揮發性有機物和半揮發性有機物檢測過程中，檢出1,1- 二氯乙烷、1,2- 二氯乙烷、二氯甲烷、氯乙烯、苯、乙苯、鄰二甲苯和間、對二甲苯等物質。但僅在測井MW13 樣品中檢出氯乙烯濃度147 μg/L，高于標準5.0 μg/L。

3.3 污染狀況

根據詳細的土壤中重金屬測定結果分析，此次廠區存在砷金屬污染的現實情況。詳細采樣階段，在有關砷金屬濃度超標點位周邊按不大于20×20 m 間隔布置監測點，共布置了16 個監測井，按最大采樣深度1.5 m 采集土壤樣品，共計采集了32 個土樣樣品進行砷的檢測，結果如表1 所示。

表1 土壤中砷超標結果統計

詳細采樣分析階段，對采樣點苯并[a]芘超標情況展開了進一步的測定，共采樣了20 個土壤樣品檢測苯并(a)芘，其中10 個樣品的苯并(a)芘檢出濃度超過了GB36600-2018 第一類用地篩選值，如表2 所示。其表面化肥廠區域存在苯并(a)芘超標污染。

表2 土樣苯并(a)芘濃度超標篩選值匯總

對于土壤中的氨氮測定，共計有19 個樣品檢出的氨氮濃度大于960 mg/kg，有21 樣品氨氮的檢出濃度在600～960 mg/kg 之間，有29 個樣品的氨氮檢出濃度在400～600 mg/kg 之間。通過估算，地塊內土壤中氨氮濃度大于960 mg/kg 的面積約為15 000 m2，體積約為60 000 m3；土壤中氨氮濃度范圍為600～960 mg/kg 的面積約為32 000 m2，體積約為100 000 m3；土壤中氨氮濃度范圍為400～600 mg/kg 的面積約為50 000 m2，體積約為100 000 m3。土壤中水污染主要為二氯甲烷、氯乙烯、石油烴。

4 風險評估原理及模型分析

4.1 評估原理

本次化肥廠地塊風險評估工作應嚴格按照《建設用地土壤污染風險評估技術導則》（HJ 25.3-2019）規定開展，做好九種暴露途徑污染風險評估工作，重點評估經皮膚、口、呼吸等途徑吸入的污染物，通過致癌風險斜率因子及暴漏量的乘積最終得出每種污染物的致癌風險。另外，評估污染物的非制造風險時，本項目運用危害商表述，準確評估不同途徑毒理學參考計量及暴漏量的比值。一旦地塊某污染物質的濃度超過參考計量，就會對地塊及周邊人群身體健康造成嚴重威脅（非致癌風險）。

4.2 參數計算

本項目風險參數計算嚴格按照評估技術導則開展，準確計算致癌效應毒性參數、污染物理化參數及其他相關參數、非致癌效應毒性參數。其一，計算致癌效應毒性參數。根據技術導則獲取皮膚接觸致癌斜率因子（SFd）、呼吸吸入致癌斜率因子（SFi）、皮膚接觸致癌斜率因子（SFd）等參數值，分別采用公式以下公式計算：

其中，SFo為經口攝入致癌斜率因子，（mg 污染物·kg-1體重·d-1）-1，ABSGI為消化道吸收效率因子，無量綱，DAIRa為成人每日空氣呼吸量，m3·d-1，BWa為成人體重，kg；其二，計算非致癌效應毒性參數。計算時可以按照評估技術導則附錄B 相關參考數據外推得到呼吸吸入參考劑量（RfDi）、皮膚接觸參考劑量（RfDd），分別運用以下公式計算計算：

4.3 風險表征計算模型

為提升地塊環境風險評估結果的準確性，本項目采用風險表征計算模型計算評估土壤和地下水中的污染物危害商及致癌風險[3]。以下就地塊環境風險表征計算工作進行具體探討。

4.3.1 土壤中單一污染物致癌風險

（1）由口攝入污染物的致癌風險，采用以下公式計算：

（2）由皮膚接觸途徑引發的致癌風險，運用以下公式計算：

（3）吸入土壤顆粒的致癌風險，應用以下公式計算：

式中的CRpis為吸入土壤顆粒物途徑的致癌風險（無量綱）。

4.3.2 土壤中單一污染物危害商

（1）由皮膚接觸的危害商的風險，可以采用如下公式計算：

（2）因吸入土壤顆粒后的危害商，按照以下公式計算

公式中的吸入土壤顆粒物途徑的危害商（HQpis）并無量綱。

4.3.3 地下水中單一污染物致癌風險

（1）計算吸入室外空氣中氣態污染物（來自地下水）的致癌風險時，運用以下公式：

其中地下水中污染物的濃度為Cgw，吸入室外空氣中氣態污染物的致癌風險為CRiov3。

（2）計算由飲用地下水導致癌癥的風險時，使用以下公式：

其中，由飲用地下水導致癌癥的風險為CRcgw。

4.3.4 地下水單一污染物危害商

（1）計算吸入室外空氣中氣態污染物（來自地下水）的危害商過程中，應用以下公式計算：

其中暴露于地下水的參考劑量分配比例WAF、吸入室外空氣中氣態污染物（來自地下水）的危害商為HQiov3。

（2）由地下水途徑攝入的危害商，可以應用以下公式計算：

其中地下水途徑產生的危害商為HQcgw。

4.4 污染物擴散遷移推薦模型

評估某化肥廠地塊污染物擴散遷移風險時，本項目采用氣態污染物有效擴散系數計算模型、污染物擴散進入室內/外空氣的揮發因子計算模型等，采用的公式（部分）如下所示：

其中土壤中氣態污染物的有效擴散系數為Deffs、亨利常數為H'。本項目嚴格按照推薦值見附錄B 等計算污染物擴散遷移相關參數信息，并據此計算污染物進入室外空氣、室內空氣及地下水的情況，從而為后續地塊修復及再利用工作提供參考。

5 結論與建議

該地塊項目現已順利完成，獲得了準確的環境調查及風險評估數據，獲得了各方的一致好評和贊譽。本次化肥廠地塊環境調查與風險評估開展期間，嚴格按照要求完成了土壤調查、地下水調查、污染狀況調查、參數計算等一系列工作，為后續地塊開發建設工作提供了有力依據。上文就化肥廠地塊環境調查與風險評估進行了深入探討，并對場地后續工作提出了可行性建議，為類似地塊環境評估調查及風險評估工作提供了有益參考。