1234 / 2019-08-07 14:52:06

污染场地挥发性污染物的多层次健康风险评估

17、土壤科学与环境健康 > 专题6：土壤质量及其风险评估

随着“退二进三、退城进园”步伐的加快，中国城市地区遗留下了大量的污染场地。由于土壤污染治理资金的相对有限，国务院出台了“土十条”，规定在无法立即修复污染地块的情况下必须对其用途进行管控。而无论是土壤修复或者是“风险管控”，其基础均为污染场地的人体健康风险评估。中国借鉴了美国的多层次健康风险评估技术体系，但是美国典型污染场地为已建场地，风评对象为当前居民，而中国为未开发棕地，针对未来居民。借鉴他国经验存在两个问题：可以借鉴的部分，即筛选值和筛选模型，是否合理问题；不能借鉴的部分，即第三层次风险评估，应如何让处理。针对上述问题，开发适合我国污染场地特征的风险评估技术十分重要。污染场地的健康风险评估中，挥发性污染物的室内吸入途径即蒸气入侵，决定挥发性污染物污染的修复成本和相关污染地块的用途管控。蒸气入侵的主要科学问题是环境因素在污染物过程行为中影响其浓度衰减的规律。为了解决目前我国风险评估中存在的问题，本文进行了以下三部分的工作：
（1）第一层次的健康风险筛选值：美国EPA利用室内浓度标准除以0.001得到地下水的蒸气入侵风险筛选值，但是通过模型检验和美国采样数据的分析发现，EPA的蒸气入侵数据库存在严重的污染源误判问题，0.001并非地下水到室内的浓度衰减程度上限。研究结果表明利用数学模型可以排除污染源的误判问题，带入保守参数可以得到地下水到室内的浓度衰减程度上限为10-4。该研究部分已成为美国场地调查和风险评估最新技术标准。
（2）第二层次的筛选模型：Johnson- Ettinger经典模型利用简化的双层系统代替连续的土壤水分曲线，双层土壤系统不能模拟土壤垂向的水分分布，无法体现土壤水分对污染物浓度衰减的作用，低估挥发性污染物在垂向迁移中的浓度衰减程度。为了解决上述问题，我们利用van Genuchten方程模拟土壤水分曲线，最后建立新蒸气入侵风险筛选模型。
（3）第三层次风险评估：我国污染场地健康风险评估对象为未来居民，必须依靠更加准确的模型进行预测，关键科学问题是如何针对不同污染物开发既准确又方便推广的模型。研究者使用的三维模型计算准确，但是不方便推广；一维解析模型不准确但方便推广，适合标准。针对上述研究现状，本文开发了两种二维解析模型及相关软件的Toolkit：针对氯代烃蒸气入侵的CVI2D和针对石油烃蒸气入侵的PVI2D，最后将上述二维解析模型与实测数据进行比较验证。
关键词：污染场地；多层次健康风险评估；风险筛选值；筛选模型；软件开发