某農(nóng)藥廠場(chǎng)地土壤污染調(diào)查與生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)研究.doc

某農(nóng)藥廠場(chǎng)地土壤污染調(diào)查與生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)研究 摘要：針對(duì)某農(nóng)藥廠土壤污染及其生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)問題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查并采集水樣、土樣送檢，用便攜式光離子化檢測(cè)器（PID）和X射線熒光光譜儀現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)以及實(shí)驗(yàn)室GC-MS分析，確定了主要污染物含量及其分布，應(yīng)用潛在生態(tài)危害系數(shù)法和毒性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法對(duì)檢出的高濃度污染物進(jìn)行生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。結(jié)果表明，該污染場(chǎng)地主要的污染物為2，4-二氯苯酚、鉻和苯并（b）熒蒽；廠區(qū)內(nèi)土壤的重金屬含量比廠房外高，廠區(qū)內(nèi)大部分調(diào)查樣點(diǎn)都屬于強(qiáng)生態(tài)危害級(jí)別，廠區(qū)外調(diào)查樣點(diǎn)基本上屬于中等生態(tài)危害級(jí)別；2，4-二氯苯酚、鉻和苯并（b）熒蒽的非致癌風(fēng)險(xiǎn)都低于可接受風(fēng)險(xiǎn)控制值。 關(guān)鍵詞：土壤污染；調(diào)查；潛在生態(tài)危害系數(shù)法；生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 ：X825：A：0439-8114（xx）21-4031-04 老化工廠搬遷遺留下來(lái)的土壤污染問題日益引起人們的關(guān)注，使得土壤污染修復(fù)研究成為當(dāng)今環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一1，2。改革開放初期，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，鄉(xiāng)鎮(zhèn)化工廠大量興建，由于環(huán)保意識(shí)薄弱、環(huán)保措施不當(dāng)，大量工業(yè)廢渣、廢水直接被掩蓋于場(chǎng)址土地之下3。隨著國(guó)家環(huán)保監(jiān)察力度不斷加大，一些小工廠被關(guān)閉，對(duì)場(chǎng)址土地重新利用時(shí)，其造成的土壤污染日益顯現(xiàn)出來(lái)。 本研究通過(guò)對(duì)江蘇省某地某生產(chǎn)農(nóng)藥的廢棄化工廠進(jìn)行實(shí)地走訪調(diào)查，采集土樣、水樣，送檢，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)確定了調(diào)查區(qū)域污染物種類以及污染程度，通過(guò)潛在生態(tài)危害系數(shù)法4-7和毒性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法8-10對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，為該污染場(chǎng)地土壤修復(fù)治理提供依據(jù)。 1材料與方法 1.1區(qū)域概況 調(diào)查區(qū)域地處某化學(xué)工業(yè)園新材料產(chǎn)業(yè)園北部。該區(qū)域原為丘陵，隨著周邊用地規(guī)劃調(diào)整作為工業(yè)用地開發(fā)，形成了目前工業(yè)園區(qū)、村莊、農(nóng)田與工廠混雜分布的局面。該廠區(qū)南邊瀕臨河流，北邊綠山工業(yè)大道經(jīng)過(guò)，交通發(fā)達(dá)，占地約28000m2，主要生產(chǎn)乙烯利、2，4-滴、敵敵畏。目前調(diào)查區(qū)域內(nèi)相關(guān)企業(yè)已經(jīng)全部停產(chǎn)搬遷，廠房空置，煤渣淺埋在土壤表層，污染嚴(yán)重，空氣中能聞到明顯的刺鼻氣味。 1.2樣品采集與處理 通過(guò)走訪現(xiàn)場(chǎng)和企業(yè)老員工確定采樣點(diǎn)分布，按采用廠內(nèi)和廠外相結(jié)合的原則設(shè)置了11個(gè)采樣點(diǎn)，用便攜式手持GPS定位，樣點(diǎn)分布如圖1所示。1-5號(hào)點(diǎn)在主要污染區(qū)，9號(hào)點(diǎn)在生產(chǎn)區(qū)域邊上，其余點(diǎn)在廠外路邊。采樣時(shí)間為xx年4月和12月共2次，用螺旋鉆采樣器采集表層和淺層土壤于密封袋中，貼好樣點(diǎn)標(biāo)簽，保存待用。 土壤放于風(fēng)干盤中，去除沙石和雜草等雜物，研磨過(guò)18目篩，風(fēng)干后進(jìn)一步研磨，過(guò)60目篩，保存于密封袋中待測(cè)。 1.3檢測(cè)方法 揮發(fā)性有機(jī)污染物采用便攜式光離子化檢測(cè)器（PID），現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOC）含量；土壤于密封袋中2h，傳感器進(jìn)入密封袋中2s，讀取數(shù)值。半揮發(fā)性有機(jī)污染物采用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用檢測(cè)法，委托南京索益盟環(huán)?？萍加邢薰緳z測(cè)。重金屬污染物采用X射線熒光光譜儀（XRF），委托常州大學(xué)理化中心檢測(cè)。 1.4數(shù)據(jù)分析方法 1.4.1潛在生態(tài)危害指數(shù)計(jì)算法11某地多種重金屬綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)（RI）計(jì)算如式（1）所示。 RI=Eri=TriCri=Tri（1） 式中，Ci實(shí)測(cè)為重金屬i的實(shí)際測(cè)量值；Cni為該重金屬元素的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；Cri為重金屬i的污染系數(shù)；Tri為重金屬i的毒性響應(yīng)系數(shù)，參考Hakanson數(shù)值12，即Hg=40，Cd=30，Pb=Cu=Ni=5，Cr=2，Zn=1。 潛在生態(tài)危害指數(shù)RI為某一點(diǎn)多個(gè)重金屬潛在生態(tài)危害系數(shù)的綜合值，分為4個(gè)等級(jí)，分別為RI150為輕微生態(tài)危害；150RI300為中等生態(tài)危害；300RI600為強(qiáng)生態(tài)危害；RI600為很強(qiáng)生態(tài)危害。 1.4.2暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法11，12-17 1）經(jīng)口攝入土壤的致癌風(fēng)險(xiǎn)公式為： CRois=OISERcaCsurSFo（2） 式中，CRois為經(jīng)口攝入土壤途徑的致癌風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)量綱；OISERca為經(jīng)口攝入土壤暴露量（致癌），0.418710-6kg土壤/（kg體重d）；Csur為表層土壤中污染物濃度，mg/kg，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量獲得；SFo為經(jīng)口攝入致癌斜率因子，（kgd）/mg。 2）皮膚接觸土壤的致癌風(fēng)險(xiǎn)公式為： CRdcs=DCSERcaCsurSFd（3） 式中，CRdcs為皮膚接觸土壤途徑的致癌風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)量綱；DCSERca為皮膚接觸土壤暴露量，0.228910-6kg土壤/（kg體重d）；SFd皮膚接觸致癌斜率因子，（kgd）/mg。 3）吸入土壤顆粒的致癌風(fēng)險(xiǎn)公式為： CRpis=PISERcaCsurSFi（4） 式中，CRpis為吸入土壤顆粒途徑的致癌風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)量綱；PISERca為吸入土壤顆粒暴露量，0.004910-6kg土壤/（kg體重d）；SFi為呼吸吸入致癌斜率因子，（kgd）/mg。 4）經(jīng)口攝入土壤的非致癌風(fēng)險(xiǎn)公式為： HQois=（5） 式中，HQois為經(jīng)口攝入土壤途徑的非致癌風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)量綱；OISERnc為經(jīng)口攝入土壤暴露量（非致癌），1.205910-6kg土壤/（kg體重d）；RFDo為經(jīng)口攝入?yún)⒖加?jì)量，（kgd）/mg。 5）皮膚接觸土壤的非致癌風(fēng)險(xiǎn)公式為： HQdcs=（6） 式中，HQdcs為皮膚接觸土壤途徑的非致癌風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)量綱；DCSERnc為皮膚接觸土壤暴露量，0.659410-6kg土壤/（kg體重d）；RFDd為皮膚接觸參考計(jì)量，（kgd）/mg。 6）吸入土壤顆粒的非致癌風(fēng)險(xiǎn)公式為： HQpis=（7） 式中，RFDi為呼吸吸入?yún)⒖加?jì)量，mg/（kgd）；PISERnc為吸入土壤顆粒暴露量，0.014310-6kg土壤/（kg體重d）。 2結(jié)果與分析 2.1場(chǎng)地土壤主要污染物識(shí)別 對(duì)污染場(chǎng)地的樣品檢測(cè)，所測(cè)主要結(jié)果如表1、表2所示。檢出揮發(fā)、半揮發(fā)性污染物23種，污染物檢出率28.04%，污染物主要有2，4-二氯苯酚、鄰苯二甲酸二甲酯、菲、熒蒽、苯并（b）熒蒽等。其中污染最嚴(yán)重的是2，4-二氯苯酚，因?yàn)閺U棄化工廠生產(chǎn)除草劑的主要成分就是2，4-二氯苯酚，苯酚類污染物有刺激性氣味，對(duì)眼睛、黏膜、呼吸道有刺激作用，對(duì)身體危害大；多環(huán)芳烴大多具有致癌的危險(xiǎn)，因此要對(duì)其進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。污染土壤中主要包含鋅（Zn）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鎳（Ni）、鉻（Cr）、鎘（Cd）和汞（Hg）等重金屬，可能是廢催化劑傾倒掩埋所致，樣品中檢測(cè)的重金屬含量如表2所示。由表2可以看出，4號(hào)點(diǎn)Zn，2號(hào)點(diǎn)Cu，4號(hào)、7號(hào)和9號(hào)點(diǎn)Ni，2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)和6號(hào)點(diǎn)Cr等都超出guo標(biāo)二級(jí)限值（GB15618-1995），對(duì)地下水的污染和人們身體的健康都存在著嚴(yán)重的安全隱患。 2.2便攜式光離子化檢測(cè)器分析 PID可以現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定土壤揮發(fā)性有機(jī)氣體濃度，對(duì)于土壤現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及采樣選擇有指導(dǎo)意義。以mg/kg為單位的有機(jī)氣體濃度數(shù)據(jù)讀數(shù)作為污染評(píng)價(jià)指標(biāo)（PI），判斷標(biāo)準(zhǔn)為PI10，場(chǎng)地?zé)o揮發(fā)性有機(jī)污染物；10PI100，場(chǎng)地存在輕度揮發(fā)性有機(jī)污染物；100PI200，場(chǎng)地存在中度揮發(fā)性有機(jī)污染物；PI200，場(chǎng)地存在嚴(yán)重?fù)]發(fā)性有機(jī)污染物。由表3可以看出，編號(hào)為2的樣品PI最高，為826.7，場(chǎng)地存在嚴(yán)重?fù)]發(fā)性有機(jī)污染物；編號(hào)為6到11的樣品PI均小于10，場(chǎng)地?zé)o揮發(fā)性有機(jī)污染物。因此，廠房所在區(qū)域存在嚴(yán)重?fù)]發(fā)性有機(jī)污染物，隨著距離的增加，PI減小，廠房外的PI均小于10，場(chǎng)地污染程度極度輕微，可能是汽車尾氣或者附近居民噴施農(nóng)藥殘留影響所致。 2.3重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)法分析 根據(jù)污染場(chǎng)地重金屬的實(shí)際測(cè)量值（表2）以及公式（1），計(jì)算出單一元素的污染系數(shù)（表4），由表（4）以及公式（2）、（3）計(jì)算出土壤中某一重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù)