反距离加权插值法在污染场地评价中的应用

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[ *] 康 & 城市工业区土壤环境污染的问题已经引起学 [ "" ’ ") ] 者的广泛关注 & 由化工企业造成的环境问题,
6; 引; ; 言 当前中国面临高速的城市化发展, 城市有限的 土地空间成为城市发展的主要限制因子之一& 为创 建和谐与健康的城市环境, 安全合理的土地利用方 式成为保障城市居民健康的关键性要素& 过去的 %# 年, 由于历史条件的限制, 众多污染型化工企业在城 市内部发展, 占用了大量的土地, 对当地的自然环境 造成了严重的污染, 其中一些重金属、 有毒有害化学 品和持久性有机污染物 ( Y\Y: ) 随着土地的重新利 用 进 入 水 体 和 暴 露 在 大 气 中, 严重威胁人群健
[ 1] 致癌性风险度 :
, " ()) * 3 式中: , 为致癌性污染物所引起的健康风险 ( H E. ) ; ()) 为致癌性污染物的日平均摄入剂量 ( #C ・ DC E . ・G E . ) ( 按照寿命周期为 *% 岁) ;3 为污染物的致 癌斜率因子 ( DC ・ G ・ #C E . ) , 参考 :F> 标准, 经口 )4) 为 .+ & DC ・ G E . ・ #C E . ; 556 为 %+ "1 DC ・ G E .
[ &] 筛 ! 依据 78 9 6 ."’’% —-1 , 采用气相色谱法测定
!"
式中:! 为土壤中污染物 $ 的环境质量指数, ! ". 为未受污染, ! ’ . 为已污染, ! 值越大, 污染越严 重; # $ 为土壤中污染物 $ 的实测浓度的统计平均值 ( #C ・ DC E . ) ; %$ 为 污 染 物 $ 的 评 价 标 准 ( #C ・ DC E . ) , )4) 为 %+ %’ #C ・ DC E . , 556 为 %+ %’ #C ・ DC E . ! !# &# ! 风险评价 B 以 :F> 健康风险评价导则为依 据, 在对人体健康进行风险评价时, 主要考虑的摄入 途径为经口摄入!
应 用 生 态 学 报! *##+ 年 ( 月! 第 "$ 卷! 第 ( 期! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! AD843:3 ?;764E@ ;M .QQ@83L BN;@;<K,]3Q& *##+ , 67 (() : *#")’*#"$
[ -] 内梅罗综合指数法 !
儿童 . ,3 1%% $.% $% 4UJ=G?<L 少年 * , .& $%% .$% "’ 6<<LHC<?P 职业成年人 .- , 3% .%% .$% 3% >GQ=MP 老人 3% , *% $%% .’% ’% :=G<?P 扬尘天气 四类人群 E .%%% $% E 5QPMK 2=J#HM< >== MK(<P 参数参考 《场地环境评价指南》 , 考虑到北方扬尘天气作了适当的修改 6U< 2O@ <VVJ2J<LMP W<?< ?<V<??<G MO 7QJG<P MO XJ<=G’ P :LRJ?OL#<LMH= >PP<PP#<LM HLG #OGJ@ VJ<G VO? MU< GQPM W<HMU<? JL YO?MU 4UJLH! 一般天气 T?GJLH?K 2=J#HM<
[ "] 污染物日摄入量计算公式 :
( !
#$ %$
)
$
&
平均
( )
#$ %$
$ 最大
()) " # * +, * -) * .% . 3 ( / 01 * (2) ( #C ・ DC E . ・ 式中: ()) 为 污 染 物 日 均 摄 入 量 G E.) ; # 为土体中污染物的浓度 ( #C ・ DC E . ) ; +, 为 ; -) 为人体暴露的时间 日土壤摄入量 ( #C ・ G E . ) ( G) ; 01 为人群平均体质量 ( DC) ; .% E 3 为转换系数; (2 为人均寿命 ( G) ! 致癌性污染物按不同年龄段进 行计算!
. ・#C E( 我国 《 国家工业企业土壤环境质量风险评
价基准》 ( )I 9 6$’ —.--- ) 规定的标准: )4) 为 .+ 1 DC・G・#C E . ; 556 为 %+ "1 DC・G・#C E . ) ! 风险计算中, 按照人体在不同年龄段摄入的累 积量计算 ( 表 .) !
表 $" 各人群的土壤日摄入量参数 ’()* $" +(,-. ,/0(12 3(4(52024 67 86,- 764 9,77242/0 3263-2 :46;38
年龄段 >C< 日摄入量 年暴露时间 平均体质量 5HJ=K N<H?=K >R<?HC< JLMHD< <;(OPQ?< SOGK E. #HPP (#C・G ) MJ#< E. (G・H ) (DC)
)4) 和 556 含量! 数据采用 :;2<= 处理后采用 >?2@ 7A0 -+ % 软件进行插值分析! !# &" 评价方法 !# &# $ 污染评价 B 以国家土壤环境质量二级标准 ( 78 .’3.& —.--’ ) 为标准, 采用国内外普遍采用的
反距离加权插值法在污染场地评价中的应用 !
阳文锐! 王如松 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 黄锦楼! 陈! 展! 李! 锋
!!
( 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京 "###$% )
摘! 要! 确定污染场地的土壤修复范围在实际操作中存在很大的难度& 本文以北方某废弃农 药厂为例, 结合专家判定采样法与网格采样法, 采用地统计学方法中的反距离加权空间插值 法, 分两种情形将大于土壤环境基准值的区域划定为治理范围& 结果表明, 由于国家土壤环境 二级标准主要适用于农业生产的土地, 依据反距离加权空间插值后, 以此标准确定的治理范 围较大, 而基于健康风险水平阈值所确定的修复范围和修复成本较小, 较合理且经济可行& 采 用风险评价的反距离加权插值法确定污染场地的污染范围, 为今后的场地评价和土壤修复提 供了思路& 关键词! 场地评价! 尼梅罗污染指数! 风险评价! 反距离加权插值! 土壤修复 ( *##+ ) #(’*#")’#,! 中图分类号! -"+"& % , -$*,! 文献标识码! . 文章编号! "##"’())* !""#$%&’$() (* $)+,-., /$.’&)%, 0,$12’,/ $)’,-"(#&’$() 3,’2(/ $) %()’&3$)&’,/ .$’, &..,..4 3,)’5 /.01 2345678,2.01 975:;4< ,=>.01 ?845@;7 ,A=B0 CDE4 ,FG H34<( !"#"$ %$& ’#( )*+#"*+& *, -+)#. #./ 0$12*.#3 45*3*1& ,0$6$#+57 8$."$+ ,*+ 45*(4.92+*.:$."#3 !52$.5$6,872.$6$ > (872.> ?> ;@@3> 45*3& , *##+ , 67 (() : *#")’*#"$& ;5#/$:& *, !52$.5$6,<$2=2.1 "###$% ,872.#) !8.’-&%’ :ID363 E63 JE4K L8MM8N7@O83: 84 E:N36OE8484< OD3 E63E ODEO 433L: O; P3 63J3L83L 84 N;4OEJ85 4EO3L :8O3& ID8: QEQ36 84O3<6EO3L OD3 3RQ36O:’S7L<J34O: T8OD <68L: E: OD3 :EJQ@84< :O6EO3<K 84 E4 E5 PE4L;43L Q3:O8N8L3 Q@E4O 84 4;6OD364 AD84E,E4L EQQ@83L E <3;:OEO8:O8NE@ J3OD;L,84U36:3 L8:OE4N3 ,O; :8J7@EO3 OD3 Q;@@7OE4O:5 E4L 68:W :QEO8E@ L8:O68P7O8;4& XE:3L ;4 T38<DO3L 84O36Q;@EO8;4( GV2 ) :;8@ 34U86;4J34OE@ P34NDJE6W ,OT; :N34E68;: T363 L3:8<43L M;6 E:N36OE8484< OD3 Q;@@7O3L E63E& ID3 63:7@O: :D;T3L ODEO OD3 E63E 433L3L O; P3 63J3L83L E4L L3O36J843L PK GV2 TE: :;J3TDEO @E6<36 , ENN;6L84< O; OD3 4EO8;4E@ 34U86;4J34OE@ *4L :OE4LE6L M;6 E<68N7@O76E@ :;8@:,P7O OD3 E63E E4L N;:O PE:3L ;4 OD3 D3E@OD 68:W OD63:D5 433L3L M;6 63J3LK T363 :JE@@36 E4L J;63 3N;4;J8N E4L 63E:;4EP@3 , ;@L @3U3@ E4L GV2 J3OD;L& . N;JP84EO8;4 ;M GV2 E4L D3E@OD 68:W E::3::J34O 84 E:N36OE8484< Q;@@75 O3L E63E T;7@L P3 E 43T TEK M;6 :8O3 E::3::J34O E4L :;8@ 63J3L8EO8;4 84 OD3 M7O763& 9,: 0(-/.::8O3 E::3::J34O;03J36;T Q;@@7O8;4 84L3R( 0YG ) ;68:W E::3::J34O;84U36:3 L8:OE4N3 T38<DO3L 84O36Q;@EO8;4 ;:;8@ 63J3L8EO8;4&
随着土地的重新利用进入水体和暴露在大气中严重威胁人群健城市工业区土壤环境污染的问题已经引起学者的广泛关注由化工企业造成的环境问题特别是土地污染问题必须得到有效的治理以保障城市居民的健康北方某大城市为解决这些老化工企业遗留下来的场地污染问题已经责令市内十几家大型化工生产企业搬出城市外部这些污染型化工企业遗留下来的场地污染问题已经引起当地环保部门的高度重视由于污染物在土壤中的迁移不同于空气和水体介质污染物质迁移缓慢对于大面积的化工企业土壤污染而言搬迁过程中对于场地土壤的干扰使得土壤中的这些污染物质运移具有很大的不确定性给环境评价带来了巨大的难度如何在经济花费最小的条件下使污染的治理达到土地利用方式的安ad843
( +#Z))##" ) & !国家自然科学基金重点资助项目 !!通讯作者& B5JE8@:TE4<6:[ 6N33:& EN& N4 *##,5""5)# 收稿, *##+5#,5", 接受&
特别是土地污染问题必须得到有效的治理, 以保障 城市居民的健康& 北方某大城市为解决这些老化工 企业遗留下来的场地污染问题, 已经责令市内十几 家大型化工生产企业搬出城市外部, 这些污染型化 工企业遗留下来的场地污染问题已经引起当地环保 部门的高度重视& 由于污染物在土壤中的迁移不同于空气和水体 介质, 污染物质迁移缓慢, 对于大面积的化工企业土 壤污染而言, 搬迁过程中对于场地土壤的干扰, 使得 土壤中的这些污染物质运移具有很大的不确定性, 给环境评价带来了巨大的难度, 如何在经济花费最 小的条件下, 使污染的治理达到土地利用方式的安
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全水平, 确保污染场地经过评价修复后土地再利用 的潜在健康风险达到安全水平, 是当前场地评价中 有关场地评价的研究工作大部分 的一大难题! 目前, 停留在以环境介质的环境质量标准为参考, 采用逐 步采样的方法, 评价场地是否存在污染, 其成本过 高! 本文尝试应用反距离加权空间插值法进行场地 评价, 提出了基于风险评价的土地治理措施, 为污染 场地修复提供了思路! !" 研究地区与研究方法 !# $" 自然概况 研究场地为北方某农药厂, 厂区面积 " 万 #$ , 经过几十年的发展后, 遗留下来的污染物引起周边 居民的不安, $% 世纪 &% 年代初, 该农药厂厂区用地 转化为某油漆厂生产用地, $%%’ 年, 全厂拆迁搬出, 该地作为未来房地产开发用途! 场地土壤 () *+ ’ , -+ ’ , 为粘质粉土, 有刺激性气味! !# !" 样品采集 根据该厂的历史生产沿革, 经过与原厂区工作 人员以及专家讨论, 从厂区的平面图上判别出可能 产生污染物的车间, 设置重点采样范围! 以整个厂区 的厂界为分析范围, 划分 .$ # / .$ # 单元网格, 以 网格交叉点为采样点, 对重点采样区域根据实地情 况进行疏密采样! 采样工具为工程勘察院的 0)1% 型钻机, 每取 . 个样本, 钻头均作清理, 以免土壤样本交叉污染! 采 样深度分别为 $% 、 &% 、 .&% 和 1&% 2#, 为客观真实地 反映场地污染情况, 在污染严重的点位适当进行深 度采样, 分别增加 ’%% 和 3%% 2# 两个土样! 样品放 置于内衬聚乙烯塑料袋的棉布专用样品袋! !# %" 测定方法 由于研究地块为农药厂, 在场地评价时针对该 厂的主要农药产品进行分析, 本研究主要以六六六 ( )4)) 和滴滴涕 ( 556) 两类物质作为讨论对象! 样品置于阴凉通风处自然风干, 剔除样品中植 物根系、 有机残渣以及可见侵入体, 用木质工具碾碎 并用玛 瑙 研 钵 研 磨, 分 别 过 .% 、 3% 和 .%% 目 尼 龙
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