文_陳麗紅 黃金州 湯飛 李俊恒 廣州市賽特檢測有限公司
該場地位于廣東省某地,共計10000m2,場地內設有工廠、水井等生產生活設備,場地未經任何土壤覆蓋處理,場地外僅有簡陋的3.6m高圍墻隔絕,可見有地表水流跨圍墻排出。
場地使用溯源調查顯示,該場地此前曾經是一間制作和加工碗碟的工廠。工廠長期采用化學制劑對碗碟進行彩釉上色操作,經過高溫燒灼的彩釉陶瓷碗碟產生鉛、鎘、銻等金屬化合物,一方面化合物分子在工廠廢氣外排時未經處理排出,另一方面高溫碗碟經水冷卻過程后,金屬化合物溶于水中外排至地下水道。由于揚塵、直排、偷排等現(xiàn)象出現(xiàn),該廠已于2016年被勒令關閉,但多種重金屬可能已經經空氣、水體、土壤等多種途徑遷移,在周邊場地中形成積累和富集,并通過接觸等多種途徑影響人體健康。
樣品搜集過程均使用獨立的采樣工具,每套采樣工具采樣前后均經過嚴格的消毒和清洗,而對于共用的采樣設備在每次采樣前后均經過徹底的清洗,防止樣品間交叉污染。在該場地中調查采樣36個土樣,包括16個淺表層土壤(20cm以內土壤層)、20個亞表層土壤(20~80cm以內的土壤層);通過水井、水道等設施搜集20個地下水樣品;通過場地搜集6個空氣揚塵樣品。所有樣品重點檢測19種土壤重金屬,每個樣品設置空白樣、重復樣、標準樣進行比對分析。
本次土壤風險評估采用《土壤環(huán)境質量標準》(GB15618-1995)中三級標準,地下水風險評估采用《地下水質量標準》(GB/T14848-93)地下水二類標準進行評估。評估中對土壤中19種重金屬及潛在污染物進行分析評估,當污染物超過標準限值時被篩選出作為重點關注污染物。
式中:Intakeoral-soil—土壤口腔攝入劑量 [mg/(kg·d)];Csoil—土壤濃度(mg/kg);IRoral-soi—土壤口腔攝入率(mg/d);EF—暴露頻率(d/a);ED—暴露持續(xù)時間(a);CF—轉換因子(kg/mg);BW—體重(kg);AT—平均時間(非致癌物)(d)。
式中:Intakedermal-soil—皮膚口腔攝入劑量 [mg/(kg·d)];Csoil—土壤濃度(mg/kg);AF—土壤附著因子(mg/m2);ABSd—皮膚吸收因子(metals);EF-- 暴露頻率(d/a);ED—暴露持續(xù)時間(a);SA—接觸皮膚面積(m2);CF—轉換因子(kg/mg);BW—體重(kg);AT—平均時間(非致癌物)(d)。
式中:Intakeinh-soil—呼吸攝入劑量 [mg/(kg·d)];Cdust—揚塵污染物濃度(mg/kg);Cpar—大氣中的灰塵濃度(mg/m3);IRinh—呼吸速率(m3/d);EF—暴露頻率(d/a);ED—暴露持續(xù)時間(a);CF—轉換因子(kg/mg);BW—體重(kg);AT—平均時間(非致癌物)(d)。
式中:Intakeoral-water—飲用地下水攝入劑量[mg/(kg·d)];Cwater—地下水污染物濃度(mg/L); IRoral-water—飲水速率(m3/d);EF—暴露頻率(d/a);ED—暴露持續(xù)時間(a);BW為體重(kg);AT—平均時間(非致癌物)(d)。
本次風險評估中假定健康人群會吸入污染物、飲用地下水,同時體表暴露在空氣中,受到揚塵中重金屬離子侵入的風險,吸入、飲用、暴露劑量為人體吸收劑量。暴露人群選擇為場地建設工人、未來居住人群等,暴露途徑主要為口腔進入、食物攝入、體表接觸、皮膚吸收、呼吸進入、飲用水等,各種暴露途徑通過以下公式進行計算,并對相關參數(shù)及取值進行列表分析。本次評估的場地風險應用風險商(HQ)以表示,由人群暴露劑量與標準參考劑量進行比值計算。
各重金屬參考劑量來源美國風險評估信息報告系統(tǒng)(美國環(huán)境保護署建議)。當HQ≥1時,即代表當前暴露劑量可能對人群存在不可接受的非致癌效應。
經過篩查發(fā)現(xiàn),該廠土壤環(huán)境中共有5種重金屬指標超出標準限值,這5種重金屬分別為鎘(Cd)、鉻(Cr)、鈷(Co)、銅(Cu)、鋅(Zn)。根據(jù)風險評估方式將這5種重金屬離子篩選出作為重點關注污染物。土壤及揚塵中污染物含量如表1所示。
表1 土壤及揚塵中污染物含量 (mg/kg)
由表1分析可知,這5種重金屬離子均超過土壤標準限值,其中土壤中以淺表層土壤較亞表層土壤更為集中重金屬污染物。分析揚塵中污染物濃度顯示,揚塵中Cu離子含量較高,殘留積累的Co離子不但附著在淺表層土壤環(huán)境中,還隨著揚塵而在空氣中散播遷移。
地下水中污染物含量如表2所示。
表2 地下水中污染物含量 (μg/L)
由表2分析可知,重點關注污染物中Cd、Cr并未在地下水樣品中檢出超過標準值,但Co、Cu、Zn均在檢測中數(shù)值超出標準值限定,這說明地下水中有Co、Cu、Zn等離子的遷移和殘留。Cu離子地下水超標檢測點附近土壤超標情況嚴重,推測可能為土壤中Cu離子超標并滲入到地下水中,造成檢測點超標,該超標范圍可能會進一步擴大并遷移。
由表3分析可知,地下水中具有較高濃度的Cu、Co、Zn離子,如地下水作為飲用水,會帶來較高的暴露風險,不建議直接飲用。而其他重金屬的暴露風險較低,經評估后不會給場地工人帶來健康危害。
表3 各暴露途徑風險商
(1)該場地此前曾長期外排化學制劑污染的空氣和水體,使得場地土壤、空氣中受到不同程度的污染。重點關注污染物集中為鎘(Cd)、鉻(Cr)、鈷(Co)、銅(Cu)、鋅(Zn)這5類。
(2)該場地淺表層土壤較亞表層土壤更為集中重金屬污染物,重金屬積累已開始逐步遷移到更深層土壤環(huán)境中。
(3)該場地中殘留積累的重金屬離子有隨揚塵在空氣中散播遷移的潛在風險。
(4)該場地中土壤中Cu離子超標并滲入到地下水中,該超標范圍可能會進一步擴大并遷移。
(5)該場地中Cu、Co、Zn離子可能會導致人群健康危害,同時由于地下水中具有較高濃度的Cu、Co、Zn離子,如地下水作為飲用水,會帶來較高的暴露風險,不建議直接飲用。