重金属污染场地调查与健康风险评估_个案研究

34 安 全 与 环 境 工 程 第 17 卷
金属污染 。对采集的两个场地灰尘样品分析表明 , 灰尘中存在较高浓度的重金属 ,场地人员和临近居 民会通过呼吸摄入重金属污染物而影响人体健康 。 根据杨泽生等[5] 对上海市大气环境研究表明 ,上海 市大气总悬浮颗粒物 ( TSP) 的平均浓度为 0. 015 5 mg/ m3 ,假定场地大气中灰尘浓度与该浓度一致 ,则 可以用于估计场地大气中重金属浓度并应用于风险 评估 。
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中图分类号 : X506 ; X508 文献标识码 :A 文章编号 :167121556 (2010) 0320032204
Metal2contaminated Site Investigation and Health Risk Assessment :A Case Study
TIAN Su2jun ,L I Zhi2bo ( ER M S han g hai L i m i te d , S han g hai 200001 , Chi na)
0 引 言
工厂 、垃圾填埋场等场地的污染物排放和泄漏 使得土壤及地下水受到严重污染 ,污染物会通过口 腔摄入 、皮肤吸收 、呼吸摄入等多种途径引起暴露吸
收并危害人体健康 。场地健康风险评估就是对污染 场地人体健康危害程度进行估计 ,通过开展场地健 康风险评估可以有效地管理和控制污染 。因此 ,笔 者以国外健康风险评估方法为基础 ,通过现场采集 土壤 、灰尘 、地下水样品进行调查分析 ,评估了上海 某重金属污染场地对场址活动人体的健康风险 ,不
据是将重金属浓度与选定的标准 ,即我国《土壤环境
质量标准》三级标准[2] 和荷兰土壤与地下水环境标
准的土壤干涉值[3] 相比较 ,污染物超过其中任一标 准的将被筛选出 ,作为潜在关注污染物进行风险评
估。
在本次评估中主要假设污染物摄入剂量为吸收
剂量 ,场地人员饮用场地地下水 ,仅考虑重金属暴露
带来的非致癌健康风险 。根据场地利用状况 ,暴露
定义 (单位)
土壤口腔摄入剂量 ( mg/ kg ·d) 皮肤吸收剂量 ( mg/ kg ·d) 呼吸摄入剂量 ( mg/ kg ·d) 饮用地下水摄入剂量 ( mg/ kg ·d) 土壤浓度 ( mg/ kg) 灰尘中污染物浓度 ( mg/ kg) 大气中的灰尘浓度 ( mg/ m3) 地下水中污染物浓度 ( mg/ L) 土壤口腔摄入率 ( mg/ d) 呼吸速率 ( m3/ d) 饮水速率 (L/ d) 土壤附着因子 ( mg/ cm2) 皮肤吸收因子 ( metals) 接触皮肤面积 (cm2) 暴露频率 (d/ a) 暴露持续时间 (a) 体重 ( kg) 平均时间 (非致癌物) (d) 转换因子 ( kg/ mg)
取值
实测 实测 0. 015 5 实测 100 20 2 0. 2 0. 01 2 550 250 25 60 ED ·365 10 - 6
2 场地调查结果与讨论
2. 1 场地污染物表征 通过筛选 ,土壤中隔 ( Cd) 、铬 ( Cr) 、钴 ( Co) 、铜
(Cu) 、钒 (V) 和锌 ( Zn) 6 种重金属超过相应标准 ,因 此确定为潜在关注污染物 。从表层土壤污染来看 , 部分区域土壤污染严重 (见表 2) ,其中 Co 和 V 的污 染最为严重 ,其平均浓度均远超过荷兰土壤干涉值 ; 从亚表层土壤重金属平均含量来看 , Cd 和 V 的含 量要高于表层土壤含量 ,这一方面是由于场地土壤 受人为扰动较大 ,另一方面是由于 Cd 和 V 在土壤 中具有较高的移动性 。尽管亚表层土壤除 Cd 和 V 之外的其他元素含量要低于表层土壤 ,但许多区域 的样品仍存在较高的含量 。因此 ,人为扰动 、污染物 垂直迁移已使得部分区域的亚表层土壤受到严重污 染 ,这使得需要修复处置的土壤体积加大 ,增加了土 壤修复成本 。
长期冶炼活动 ,金属粉末生产 、储存和运输 ,使 得大量重金属粉尘进入到大气环境中 ,造Βιβλιοθήκη Baidu大气重
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摘 要 : 在对上海某重金属污染场地进行调查的基础上 ,对该场地潜在健康风险进行了评估 ,结果表明 :场地表层 (0～20 cm) 和亚表层 (20～80 cm) 土壤均受到了重金属的严重污染 ;场地活动和扬尘作用使得大气灰尘中具有较 高浓度的重金属 ,其中 Cu 和 V 的浓度分别达到 15 455 mg/ kg 和 11 385 mg/ kg ;由于土壤 V 污染和场地碱性环境 使得地下水中 V 污染严重 ,而地下水中 Cd 、Cr 、Co 、Cu 和 Zn 的浓度较低 ,未受到污染 ;Cd 、Cr 、Cu 和 Zn 的健康风险 水平较低 ,但是 V 通过口腔 、呼吸摄入及饮用地下水等途径可导致较高的健康风险 ,同时通过呼吸摄入可以带来较 高的 Co 暴露风险 。为了保护场地工人健康和地下水环境 ,对具有较高风险的区域 ,必须实施有效的管理措施 ,如 控制污染源和进行必要修复等 。 关键词 : 重金属 ;污染 ;场地调查 ;健康风险评估 ;风险商
试和材料学会的方法安装了 14 个地下水监测井[1] ,
采集相应地下水样品 ;在场地上采集了 2 个灰尘样
品 。样品采集前和采样间隔应对所有取样工具进行
彻底清洗以防止交叉污染 ; 所有样品均测试了设定
的 19 种土壤金属元素 ;样品测定过程中设置空白 、
重复与标准样品 。
1. 3 风险评估方法
为了简化风险评估过程 ,对测定土壤中的 19 种 重金属筛选出潜在的关注污染物进行评估 。筛选依
Abstract : Site investigatio n and healt h risk assessment are perfo rmed for a metal2co ntaminated site. Site in2 vestigatio n show s t hat t here are high co ncent ratio ns of Cd , Cr , Co , Cu , V and Zn in surface (20 cm) and subsurface (80 cm) soil s. Furt hermore ,dust co ntaminatio n of metals is derived f ro m site activit y and f ugi2 tive dust , and in particular , t he maximum co ncent ratio ns of Cu and V are 15455 mg/ kg and 11 385 mg/ kg respectively. Due to soil V co ntaminatio n and site alkalescence co nditio n ,site gro undwater is affected by V , whereas t he co ncent ratio ns of Cd , Cr , Co , Cu and Zn are low in site gro undwater . Site healt h risk assess2 ment indicates t hat t here is no unaccep table risk for t he expo sure of Cd ,Cr ,Cu and Zn. However ,unaccept2 able no n2cancer risk might be po sed f ro m V expo sure by soil ingestio n ,inhalatio n and gro undwater drink2 ing. In additio n ,t here is unacceptable Co expo sure risk by inhalatio n dust . To p rotect site worker s’healt h and gro undwater qualit y ,so und management measures sho uld be co nducted , such as co ntaminatio n so urce co nt rol and remediatio n. Key words : heavy metal ;co ntaminatio n ; site investigatio n ; healt h risk assessment ; hazard quotient
第 3 期
田素军等 :重金属污染场地调查与健康风险评估 :个案研究
3 3
仅探讨了污染场地健康风险评估方法 ,也为场地污 染的管理和控制提供了科学依据 。
1 样品采集与评估方法
1. 1 场地概况
该场地是一个以加工生产金属钴粉末为主的工
厂 ,场地相邻的钒厂长年进行钒渣露天堆放 、处置和
人群选择场地工人 ,暴露途径主要为土壤口腔摄入 、
皮肤吸收 、呼吸摄入 、饮用地下水 ,各途径暴露剂量
可以通过以下公式进行计算 ,各公式中参数的定义
与取值列于表 1 。
Intakeoral2soil
=
Csoil
×I Roral2soil ×E F ×ED ×CF B W ×A T
Intakedermal2soil
第 20
17 10
卷 年
第 3 5
期 月
Saf
et
安全与环境
y and Enviro nmental
工程
En gi nee ri
ng
Vol . 17 May
No . 2 0 1
3 0
重金属污染场地调查与健康风险评估 :个案研究
田素军 ,李志博
(伊尔姆环境资源管理咨询 (上海) 有限公司 ,上海 200001)
场地污染物的潜在非致癌健康风险可以应用风
险商 ( H Q) 来表示 ,由暴露剂量与参考剂量来进行
计算 ,即
HQ = Intake/ R f D 式中 : H Q 为风险商 ; Intake 为暴露剂量 ; R f D 为参 考剂量 ,各重金属的 R f D 取自美国环境保护署的 综合风险信息系统[4] 。
运输 ,由于扬尘 、原料堆放和泄漏 ,使得多种重金属
进入到场地环境中 ,并在气 、土 、水等介质中迁移传
输和累积 ,极易通过多种途径影响场地人体健康 。
1. 2 样品采集
通过场地调研 ,在识别场地潜在关注区的基础
上 ,共采集 26 个土样 ,包括 12 个表层土样 ( 20 cm
以上) 和 14 个亚表层土样 (20～80 cm) ;采用美国测
3收稿日期 :2010201205 修回日期 :2010204216 作者简介 :田素军 (1976 —) ,男 ,硕士 ,工程师 ,主要从事污染场地的调查与评价 、污染场地的治理与修复等方面的研究 。E2mail : t sujun @
so hu. co m
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=
Csoil
×A
F ×A B Sd ×ED ×EF ×S A B W ×A T
×CF
Intakeinh2soil
=
Cdust
×Cpar
×I Rinh ×EF ×ED B W ×A T
×C F
Intakeoral2water
=
Cwater
×I Roral2water ×E F ×ED B W ×A T
一般来说 ,假如风险商超过 1 ,则表明具有潜在 的不可接受的非致癌效应 。
表 1 暴露评估参数 Table 1 Parameters in expo sure assessment
参数
Int a keo ral2soil Intake dermal2soil Int a ke inh2soil Int a keo ral2water Csoil Cdust Cpar Cwater I Roral2soil I Rinh I Roral2water AF ABSd SA EF ED BW AT CF