某镍矿企业场地环境调查及其健康风险评估

某镍矿企业场地环境调查及其健康风险评估摘要：以某关停镍矿生产企业为研究对象，对场地内土壤、遗留渣土以及地下水进行了pH、重金属、有机污染物监测，并进行了健康风险评价研究，在此基础上提出了污染物修复目标值。结果表明土壤中需要关注的污染物为镍，地下水需要关注的污染为镍和苯并(a)芘，场地内土壤与地下水污染具有明显的区域特征。经过风险评估后，得出该场地土壤需要进行修复，设定镍的修复目标值为900mg/kg，而地下水则需要进行风险管控。关键词：土壤污染，风险评估；镍、苯并a芘引言为顺应区域协调发展、新型城镇化和新农村建设的战略要求，城市用地规划不断在调整，在此过程中会要求一些工厂和企业拆除搬迁，这对一个城市的整体发展以及环境保护是必要且有现实意义的。然而，企业在工业生产活动中以及拆除搬迁过程中可能会对地块造成土壤污染，若不加以调查监测和评估，势必会对后续土地开发利用造成长期的影响。因此，对可能受污染的地块进行土壤污染调查与风险评估是非常重要的。污染场地健康风险评估研究早在90年代就已在一些西方发达国家实行。荷兰在1994年就制定了有关健康风险评估的技术方法，并基于保护人体健康为目的确定了土壤污染基准值1;英国于2002年发布了污染土地健康风险评估的技术方法并建立污染场地健康风险评价框架2;美国于1998年提出了场地风险评价模型Risk-BasedCorrectiveAction(简称RBCA)模型3，并制定以人体健康为出发点的区域性土壤筛选值4，并针对不同功能用地方式下的土壤筛选值提供了技术方法5RBCA模型受到世界各国参考借鉴69。我国于90年代后相继出台了一些有关场地或土壤风险监测、调查以及评价技术导则与方法。近年来，随着我国土壤环境日益受到重视，有学者对土壤中的残留农药和有机物进行了健康风险评价研究15-17，有对污染土壤中残留重金属进行了健康风险评价研究18-20。为保障工业企业搬迁遗留场地再开发利用的环境安全，本研究以南通市某镍矿污染场地进行污染调查与风险评估，以期为该场地污染场地治理提供科学依据。材料与方法1.1场地概况该企业占地面积约为210000m2，主要从事低品位红土镍矿的火法冶炼。该企业于2012年进行试生产至2015年底停产，整个生产周期时间较短。原厂区功能单元主要有办公楼、实验楼、原料堆场、拌料车间、回转窑工作区、磁选-热矿炉厂房、水淬车间、煤气站、煤气站水池、应急水池、污水池、废渣堆场、水泵区、煤堆场等。根据现场调查，场地主体构筑物保留未拆除，车间内设备基本已拆除完毕，场地道路、原车间地面混凝土保留完整；场区内有异味，主要是污水臭味及废油储罐味道。1.2企业生产情况及潜在产污节点该企业运行期间的产品为粒状镍精矿，主要原辅材料包括红土镍矿、兰炭、石灰石、煤等。企业的生产工艺主要是将红土镍矿经回转窑在高温焙烧后，在红热状态下直接流入矿热炉”快速升温，当温度达到15001600C时，使镍铁水和矿渣实行热分离，浇注后从而得到高纯度的“精制镍铁锭”。结合企业生产情况与行业污染特征分析可知，地块可能受到重金属、总石油烃、挥发性有机物（VOCs）、半挥发性有机物（SVOCs）、氰化物的污染。根据场地前期初步调查，通过系统布点对土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）（GB36600-2018）中必测45项和部分选测项目进行实验室检测,检测结果土壤中仅重金属镍超标。综合分析，确定本地块特征污染物为重金属镍、总石油烃、挥发性有机物（VOCs）、半挥发性有机物（SVOCs）、氰化物。1.3场地监测布点根据场地岩土工程详细勘察报告，本场地各土层分布规律及工程性质，自上而下描述如下：素填土，层厚：0.500.90m；淤泥质粉质粘土，层厚：0.602.10m；粉土，层厚：0.501.70m；淤泥质粉质粘土，层厚：5.2010.00m；T4粉土，层厚：1.105.90m；粉质粘土夹粉土，层厚：3.809.20m；1粉土，层厚：1.603.90m；2粉砂夹粉土，层厚：0.906.50m；粉质粘土夹粉土，层厚:1.509.90m；粉土，层厚：0.905.70m；粉砂夹粉土，层厚：0.905.00m；粉质粘土，层厚大于5.15m。该场地地下水位较高，历史最高水位常高于地表，且表层素填土防渗能力较低，会进一步加强污染物质的横向迁移能力，已迁移至深层土壤中的挥发性有机污染物可通过挥发迁移至浅层及地表区域。采用分区布点与系统布点相结合的方法，在场地污染识别与初步调查的基础上，将整个场地分为轻污染区与重污染区两个区域。重污染区采用20mx20m网格布点，共布设土壤采样点113个；轻污染区采用40mx40m网格布点，共布设土壤采样点114个；设计对照采样点1个，在场地外部区域东西南北四个方向选择未经扰动的土壤进行采样检测，对照点设置距离场界100m,取表层0.5m的土壤制成混合样。根据地块所在地地勘报告表明，本地块土壤4.5m以下土层渗透性较差，因此将污染物采样深度设为4.5m。采样方式为钻孔采样。地下水监测井与土壤采样结合设置，在场地内布设34口地下水监测井，场地外布设1口地下水对照监测井，共布设了35口监测井。1.4检测指标选取检测指标结合初步调查确定，并在超标污染物的基础上适当扩大检测污染物范围。具体检测指标见表1。表1土壤和地下水检测指标根据场地未来规划用途，该地块土壤污染风险筛选值和管制值将选取土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）（GB36600-2018）中的第二类用地标准。调查结果2.1土壤检测结果将地块内土壤检测结果与GB36600-2018中第二类用地土壤筛选值进行对比可知，pH、六价铬、铜、铅、砷、镉、汞、VOCs、SVOCs、总石油烃、氰化物均未超标，主要关注污染物为重金属镍，超标深度集中在表层到深度2.5m的区域，最高值为5800mg/kg。对照组中镍浓度检出浓度为48mg/kg，低于筛选值。土壤超标点位分布图见图1-图5。土壤（00.5m）由图1-图5可知，表层检测镍浓度最高，超标面积最大。镍污染物有明显的区域特征，镍超标区域主要分布在场地西侧废渣堆场区域，堆放废渣主要为含镍废渣，长期堆放造成镍在土壤中的迁移是地块镍污染的主要原因。因此该场地重金属镍存在一定的环境风险，需要对该场地进行人群健康风险评估，确定该场地重金属镍对人群的环境风险及污染范围。2.2地下水检测结果将地下水检测结果与地下水质量标准(GB/T14848-2017)以及荷兰土壤和地下水环境质量标准(DIV,2013)的干预标准值对比分析可知，地下水检出物中超过筛选值的污染物为镍与苯并(a)芘。地下水pH在之间。地下水污染物有明显的区域特征，苯并(a)芘超标点位均位于煤气站区域，此区域煤的堆积及煤气的净化处理可能会带来多环芳烃的污染；镍超标点位于磁选-热矿炉厂房，涉及镍铁水浇注，在浇注过程中可能带来镍的污染。1 人体健康风险表征本次场地风险识别参考污染场地风险评估技术导则(HJ25.3-2014)中的公式进行。1.1 危害识别根据该场地的相关规划，该场地属于非敏感用地，该情景受体为成人，而在开发过程中施工期建筑工人也将受到影响。有关参数按照污染场地风险评估技术导则(HJ25.3-2014)中的建议参数。根据场地调查结果，土壤的关注污染物为镍，地下水关注污染物为镍、苯并(a)芘。土壤暴露途径：吸入土壤颗粒物、经口摄入土壤、皮肤接触土壤、吸入室内空气中来自下层土壤的气态污染物、吸入室外空气中来自表层与下层土壤的气态污染物；地下水暴露途径：吸入室外空气中来自地下水的气态污染物，吸入室内空气中来自地下水的气态污染物。1.2 毒性参数设置关注污染物的毒性参数包括各途径吸收致癌斜率因子、各途径吸收参考剂量、呼吸吸入吸收参考浓度、呼吸吸入吸收致癌因子等，参考污染场地风险评估技术导则(HJ25.3-2014)给定的污染物的理化参数及毒性参数；导则中未包括的污染物，其理化参数及毒性参数主要参考国外权威机构建立的数据库。3.4风险表征采用风险评价模型，针对土壤和地下水中各关注污染物对人体健康风险情况进行计算，对比设定的可接受风险限值，也即单一污染物可接受致癌风险值10-6单一污染可接受危害商为1，土壤中镍的致癌风险超过了可接受风险水平。地下水中苯并(a)芘的致癌风险低于可接受风险水平，风险可接受。地下水中镍缺少相应的暴露途径，不会对人体健康带来风险。3.5土壤修复目标值根据土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)规定，并结合本场地用途，本次选用筛选值900mg/kg作为本地块土壤中镍的修复目标值。地下水检出物中的苯并(a)芘致癌风险低于可接受风险水平，判定风险可接受，地下水检出物中镍超过了地下水质量标准(GB/T14848-2017)IV类标准，考虑场地未来规划，镍缺少相应的暴露途径，在场地再开发利用过程中，落实风险管控的措施。4结论(1) 根据场地详细调查结果可知，该地块土壤当中超标的污染物只有重金属镍，地下水当中超标污染物有苯并a芘(BaP)和重金属镍。(2) 根据健康风险评估分析，土壤中镍的致癌风险和非致癌均超过可接受风险水平，场地土壤需要进行修复，镍修复目标值为900mg/kg。地下水不进行修复，但在场地再开发利用过程中，需落实风险管控措施。1 参考文献SwartjesFA.InsightintothevariationincalculatedhumanexposuretosoilcontaminantsusingsevendifferentEuropeanmodelsJ.IntegratedEnvironmentalAssessmentManagement，2007，3(3):322-332.2 董捷，黄莹，李永霞，等.北方某大型钢铁企业表层土壤中多环芳烃污染特征与健康风险评价J.环境科学，2016,37(9):3540-3546.3 郭莉，汪亚林，李成，等.电子电器废弃物拆解区蔬菜多氯联苯污染及其健康风险J.科学通报，2017，62(刀:674-684.4 王会镇，卜兴兵，张凯鑫，等.成都绕城高速两侧土壤重金属含量测定及健康风险评价J.四川环境，2018，37(1):111-119.5 郭广慧，宋波.城市土壤重金属含量及其对儿童健康风险的初步评价以四川省宜宾市为例J.长江流域资源与环境，2010，19(8):943-952.6 李玉梅，李海鹏，张连科，等.包头某铝厂周边土壤重金属污染及健康风险评价J.中国环境监测，2017，33(1):88-96.作者简介：吴文清(1987-)，女，硕士，主要从事环保咨询工作。