典型铬渣污染场地健康风险评价及修复指导限值

典型铬渣污染场地健康风险评价及修复指导限值
张厚坚 1, 2, 王兴润 1, * , 陈春云2, 刘雪1, 王琪1
1. 中国环境科学研究院 固体废物污染控制技术研究所, 北京 100012
2. 福州大学 环境与资源学院, 福州 350002
收稿日期: 2009 11 03
修回日期: 2010 01 27
第 30 卷第 7 期 2010年 7月
环境科学学报 Acta Scientiae C ircum stantiae
V o .l 30, N o. 7 Ju.l , 2010
张厚坚, 王兴润, 陈春云, 等. 2010. 典型铬渣污染场地健康风险评价及修复指导限值 [ J] . 环境科学学报, 30( 7) : 1445- 1450 Zhang H J, W ang X R, Chen C Y, e t a l. 2010. Th e health risk assessm ent and rem ed iation gu ide lim it value of typical ch rom ium s lag contam inated sites [ J] . A cta S cien tiae C ircum stant iae, 30 ( 7) : 1445 - 1450
ZHANG H oujian1, 2, WANG X ingrun1, * , CHEN Chunyun2, L IU Xue1, WANG Q i1
1. Inst itu te of Solid W asteM anagem ent, Ch in ese R esearch A cademy of E nvironm ental S ciences, B eijing 100012
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环境科学学报
30 卷
研究的深入, 现行标准已经不能满足实际应用的需 要 ( 王国庆等, 2005) , 其中, 现行土壤标准只对总 C r 进行了要求, 未对毒性更强的 Cr6+ 进行规定. 同时, 由于土壤结构、修复后场地用途及污染物活性等的 不同, 污染物对人体健康产 生的风险也不 一样. 美 国土壤环境标准根据其土地用途并结合风险评价, 对不溶态 C r3+ 、酸溶态 C r6+ 、颗粒态 Cr6 + 及总 C r6+ 都制定了详细的 指导值. 因 此, 我国污 染场地的修 复也需要根据场地实际情况进行健康风险评价, 制 定适合场地的修复值.
场地具体位于海 晏盆地东北部山 前冲洪积平 原, 地势较平坦, 由化 工厂向 A 泉的方向地势逐渐 降低, 并最终形成 A、B、C 3个泉泄出 ( 图 1), 相对 高程差 约 31m. 其 中, 在 化 工厂 下 游 正 西 方向 约
1000m 处 (上星火村 )和西南方向约 1800m 处 ( 下星 火村 ) 有居民居住, 且在化工厂周边种植油菜、青稞 等农作物, 当地年平均降水量为 377. 0 mm, 平均气 温为 0. 2~ 3. 4% , 主导风向多为西北和东南, 平均 风速 2. 1m! s- 1.
2. Co llege of Environm en t& R esou rces, Fu zhou U n ivers ity, Fu zhou 350002
R eceived 3 N ovem ber 2009;
received in revised form 27 January 2010;
accepted 8 A p ril 2010
录用日期: 2010 04 08
摘要: 通过对青海某化工厂铬渣污染场地钻孔采样, 分析了样品质地及铬含量, 得到场地的水文地质及铬污染状况. 根据场地区域生活现状, 运 用美国环保局健康风险计算模型, 评估了现有条件下该场地对周边居民的潜在健康风险. 同时, 结合场地的修复 目标, 应用地下水 溶质运移方 程及土壤中 C r6+ 的解吸曲线, 探讨了场地污染物的修复指导限值. 结果表明: 场地表层 0 ~ 4 m 为 黄土状土, 4~ 22 m 为砾砂, 铬污 染区域面积 约 4 104m2; 现有条件下场地 C r6+ 对人体的健康风险值为 9. 39, 需要对 C r6+ 进行修复治理, 而 Cr3+ 的健康风险值在可接受范围 内; 通过计算 得到场地表层 0 ~ 4 m 黄土状土 C r6+ 的修复值为 60 mg! kg- 1; 4~ 22 m 砾砂 C r6+ 修复值为 15 m g! kg- 1. 关键词: 铬渣; 污染场地; 风险评价; 修复限值
1 引言 ( Introduct ion)
铬渣污染场地中 C r6+ 的化合物具 有很强的氧 化性和毒性, 且易溶于酸或 水, 进入环 境后会对人 体健康及 周 ห้องสมุดไป่ตู้ 生态 环 境 造 成持 续 的 危 害 ( U. S. EPA, 1998). 国内外对铬渣污染场地的治理都非常 重视, 美国、欧盟 ( F erguson, 1999) 等都 已制定了铬 渣污染土壤的修复计划, 建立了国家污染场地数据
国外将健康风险 评价方法用于指 导污染场地 的修复工作已有较长时间 ( W c isto et al. , 2002), 美 国、加拿大等国并已完善了 相关法律、风险评价指 南和技术细则等 ( U. S. EPA, 1989; CCME, 2001) . 我 国的健康风险评价研究起步较晚, 且主要以介绍和 应用国外 的研究 成果为 主, 目前 已分别 对有 机物 ( 曹云者等, 2007; 张瑜, 2008) 、重金属 ( 朱成, 2008; 段小丽等, 2008) 等污染场地的健康风 险评价方法 进行了深入研究. 北京市环保局借鉴国外模式和方 法发布了地方规范性文件 #场地环境评价导则 ∃, 为 场地的风险评价 提供了方法依据. 基于此, 本文借 鉴国外污染场地健康风险评价方法, 以我国高原地 区青海某铬渣污染场为例, 在综合考虑场地土壤结 构、修复后场地用途、污染物活性及当 地居民生活 习惯的基础上, 选取合适的 模型及相应参 数, 综合 评价该场地对周 边居民的人体健 康风险. 同时, 结 合场地的修复目标下分析该场地的修复限值. 以期 为我国 #土壤环境质量标准 ∃的修订工作提供参考, 同时为重金属污染场地的综合治理提供指导.
2 材料与方法 ( M ater ia ls and m ethods)
2. 1 污染场地概况及样品的采集 样品采自青海某化工厂铬渣堆放场地, 该化工
厂于 1988建成, 1989年投入试生产, 1999年破产. 从投入生产 至破 产的 10 年 间累 计生产 的红 矾钠 ( N a2 Cr2 O!7 2( H2 O ) )总量约为 4000,t 在生产过程中 排放的高浓度 C r6+ 废水、红矾钠生产母液及简单堆 放的铬渣 ( 4. 8 104m3 ) 均严重污染了化工厂周边 土壤及地下水.
根据场地地形特征, 以铬渣堆放区域为中心向 外扩散布设采样点, 将采样范围分为 两个区域: 由 化工厂向西北 和西 南两个 方向, 成菱 形布 设采 样 点; 同时, 在上游设置背景值点 1及铬渣堆放场监控 点 44和 45, 共 47个采样点 ( 图 1, 图中以下星火村 为原点 ). 采样及布点原理根据 #土壤环境监测技术 规范 ∃ ( H J/T 166 2004), 当遇 到地下水时, 取 水样 并测量稳定水位, 同时, 取 A、B、C 泉出水及上星火 和下星火村的水井水样.
基金项目: 国家高科技研究发展计划 ( 863 )项目 ( N o. 2009AA 063101) Supported by th e N ational H i tech R esearch and D evelopm ent Program of Ch in a ( N o. 2009AA 063101) 作者简介: 张厚坚 ( 1984 ) , 男, E m ai:l zh j5095@ sin a. com; * 通讯作者 ( 责任作者 ), E ma i:l xingrunw ang@ gma i.l com B iography: ZHA NG H ou j ian( 1984 ), ma le, E m ai:l zh j5095@ sina. com; * Co rresponding author, E m ai:l xingrunw ang@ gm ai.l com
文章编号: 0253 2468 ( 2010) 07 1445 06
中图分类号: X820. 4
文献标识码: A
The health risk assessm ent and rem ediation guide lim it value of typical chrom ium slag contam inated sites
A bs tract: Th e chrom ium s lag con tam inated sites of a chem ical p lan t in Q inghai w ere analyzed by dril ling samp les to invest igate the hydrogeology and ch rom ium pollut ion of th e con tam inated s ites. Th e poten tial health risk to the su rround ing res iden ts w as assessed by the EPA ∀s H ea lth R isk Calcu lation M od e,l w h ich is based on th e cu rrent situat ion of l ife. The gu ide l im its value of the contam inated s ite rem ediation w as determ ined by u sing the groundwater and soil solute t ransportation equat ion s and th e desorp tion curve of C r6+ according to th e rem ed ia l goa.l Th e resu lts show ed: 0~ 4 m of the su rface soil is loess like sand, 4~ 22 m is grave,l and th e size of the chrom ium po lluted area is abou t 4 104m 2. Th e heath risk value of C r6+ for hum an s is 9. 39, so it shou ld be controlled and rem ed iated, wh ile that of C r3+ is w ithin th e accep tab le risk value range. A ccord ing to our calcu lat ion s, the restoration valu e of C r6+ w as 60 mg! kg- 1 for the 0~ 4 m loess soil and 15 m g! kg- 1 for the 4 ~ 22 m gravelly sand. K eywords: ch rom ium slag; contam inated sites; h ealth based risk assessm en t; restoration l im it value
库, 并选择典型污染场地逐步开展铬渣污染的治理 工作. 我国也已开 展了针对铬渣 污染场地的调查, 但目前还未有铬渣污染场地 修复治理的具体 案例 ( 刘玉强等, 2009) .
目前, 我国一直沿用 1995 年颁布的 #土壤环境 质量标准 ∃, 该标准建立了保护土壤资源的背景值, 以及保护土壤农业生产功能 和生态环境功能 的标 准值. 但随着我国土壤环境的恶化及土壤污染现状