污染场地环境风险管控与原位地下水修复技术概论课件

路漫漫其悠远路漫漫其悠远少壮不努力，老大徒悲伤少壮不努力，老大徒悲伤少壮不努力，老大徒悲伤少壮不努力，老大徒悲伤2024/7/5污染场地环境风险管控污染场地环境风险管控与原位地下水修复技术与原位地下水修复技术概论概论路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂主要内容主要内容n污染场地现状分析污染场地现状分析n污染场地环境风险管理框架模式污染场地环境风险管理框架模式n污染场地概念模型污染场地概念模型n土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学n原位地下水修复技术原位地下水修复技术n总结总结路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂n污染耕地约有1.5亿亩，中重度污染耕地高达5000万亩n全国工业企业搬迁遗留的严重污染场地超过50万家n矿区、油田以及饮用水源地土壤环境安全日趋恶化n土壤污染呈现出流域性和区域化发展的态势我国土壤污染问题十分突出，严重影响农产品安全和人体健康我国土壤污染问题十分突出，严重影响农产品安全和人体健康2014年4月17日“全国土壤污染状况调查公报”场地污染现状分析场地污染现状分析路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂北京：北京：根据北京奥运行动计根据北京奥运行动计划，四环路区内划，四环路区内200多家污染企多家污染企业搬迁，置换业搬迁，置换800万万m2工业用地工业用地再开发再开发沈阳：沈阳：2008年，年，56家污染企业家污染企业搬迁改造；搬迁改造；2009年，搬迁改造城年，搬迁改造城区内所有重污染企业区内所有重污染企业江苏省：江苏省：2000-2005年年，400家家化工企业搬离城区，关停小化工化工企业搬离城区，关停小化工企业企业1000多家；多家；2010年，置换土年，置换土地地30万亩万亩广州：广州：2007年，年，147家大型工业企业关闭、家大型工业企业关闭、停产、搬迁停产、搬迁 重庆：重庆：2010年，年，主城区主城区112家污染企业家污染企业“环保搬迁环保搬迁”污染企业搬迁掀起污染企业搬迁掀起“热潮热潮”场地污染现状分析场地污染现状分析路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂存在大量高风险污染场地存在大量高风险污染场地n1000多个农药生产基地多个农药生产基地（含（含44家生产家生产POPs有机氯农药遗留场地）有机氯农药遗留场地）n80 余处金属渣堆放区域，无防雨、防渗措余处金属渣堆放区域，无防雨、防渗措施（总量施（总量600万吨）万吨）n难以计数的化工企业遗留场地难以计数的化工企业遗留场地场地污染现状分析场地污染现状分析路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂有机类污染场地有机类污染场地北北京京原原某某农农药药厂厂：表表层层土土壤壤六六六六六六浓浓度度在在1-440 1-440 mg/kgmg/kg，DDTsDDTs浓浓度度在在5-966 5-966 mg/kgmg/kg，农农药药生生产产车车间和农药存放场地土壤污染最为严重。间和农药存放场地土壤污染最为严重。华华北北某某农农药药厂厂：下下风风向向200 200 m m处处土土壤壤中中DDTDDT浓浓度度达达到到2624.0 2624.0 mg/kgmg/kg，原原生生产产车车间间、废废物物堆堆放放场场土土壤壤中中DDTDDT浓浓度度分分别别高高达达677940mg/kg677940mg/kg和和791600 791600 mg/kgmg/kg。巴塞尔公约推荐标准为巴塞尔公约推荐标准为50mg/kg50mg/kg。工业污染场地种类多、范围广、危害大工业污染场地种类多、范围广、危害大据据据据不不不不完完完完全全全全统统统统计计计计，全全全全国国国国农农农农药药药药企企企企业业业业关关关关闭闭闭闭和和和和搬搬搬搬迁迁迁迁遗遗遗遗留留留留场场场场地地地地、农农农农药药药药流流流流通通通通和和和和储储储储存存存存过过过过程程程程中中中中形形形形成成成成的的的的农农农农药药药药污污污污染染染染场场场场地地地地近近近近千千千千处处处处，其其其其中中中中包包包包括括括括44444444家家家家生生生生产产产产POPsPOPsPOPsPOPs有有有有机机机机氯氯氯氯农农农农药药药药企业历史遗留场地。企业历史遗留场地。企业历史遗留场地。企业历史遗留场地。农药生产车间土壤污染农药生产车间土壤污染农药生产车间土壤污染农药生产车间土壤污染农药厂受污染土壤农药厂受污染土壤农药厂受污染土壤农药厂受污染土壤路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂无机类污染场地：金属渣堆存场地无机类污染场地：金属渣堆存场地uu上上上上世世世世纪纪50505050年年年年代代代代至至至至今今今今，广广广广州州州州、上上上上海海海海、苏苏州州州州、长长沙沙沙沙、黄黄黄黄石石石石、青青青青岛岛、济济南南南南、天天天天津津津津、锦锦州州州州、沈沈沈沈阳阳阳阳、重重重重庆庆等等等等地地地地都都都都生生生生产产、堆堆堆堆存存存存过过铬铬渣渣渣渣，总总堆堆堆堆存存存存量量量量约约600600600600万万万万吨吨吨吨，分分分分散散散散于于于于80808080余余余余处处，大部分没有防雨、防渗措施。，大部分没有防雨、防渗措施。，大部分没有防雨、防渗措施。，大部分没有防雨、防渗措施。uu天天天天津津津津某某某某化化化化工工工工厂厂厂厂铬铬渣渣渣渣堆堆堆堆放放放放场场地地地地周周周周边边土土土土壤壤壤壤中中中中CrCrCrCr含含含含量量量量为为581-7060 581-7060 581-7060 581-7060 mg/kgmg/kgmg/kgmg/kg；杭杭杭杭州州州州某某某某化化化化工工工工厂厂厂厂原原原原万万万万吨吨吨吨铬铬渣渣渣渣堆堆堆堆放放放放点点点点土土土土壤壤壤壤CrCrCrCr含含含含量量量量达达达达到到到到172-20392 172-20392 172-20392 172-20392 mg/kgmg/kgmg/kgmg/kg，地地地地下下下下水水水水中中中中CrCrCrCr6+6+6+6+含量达含量达含量达含量达10.5-227.3 mg/L10.5-227.3 mg/L10.5-227.3 mg/L10.5-227.3 mg/L，污污染染染染严严重。重。重。重。湖南湖南湖南湖南甘肃甘肃甘肃甘肃露天堆放，大片土地严重污染露天堆放，大片土地严重污染路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂垃圾堆放垃圾堆放化工厂废水排放化工厂废水排放加油站加油站特定场地的地下水污染状况矿区矿区l化工厂化工厂：1,2-二氯乙烷，苯胺，硝基苯，氯苯，苯二氯乙烷，苯胺，硝基苯，氯苯，苯等等l垃圾堆放垃圾堆放：硝酸盐，亚硝酸盐，氨氮，重金属等：硝酸盐，亚硝酸盐，氨氮，重金属等l加油站加油站：苯系物，石油烃，多环芳烃苯系物，石油烃，多环芳烃等等l矿区矿区：重金属（高锰、高砷、高镉、高铁重金属（高锰、高砷、高镉、高铁），氰化物等），氰化物等场地污染现状分析场地污染现状分析路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂全国地下水污染调查评价结果（2005-2010）调查地区地区主要主要污染物染物类型型浅浅层地下水地下水承承压水水华北平原北平原铁、锰、砷、硫酸盐、硝酸盐氟苯并a芘、滴滴涕、六六六、四氯化碳、三氯甲烷淮河流域平原淮河流域平原氟、“三氮”、氯化物、砷、汞、铬(VI)氟、亚硝酸盐苯、苯并a芘、三氯乙烷、二氯乙烷苯长江三角洲江三角洲（10-20m）“三氮”、锰、氟、铁二氯乙烷、二氯甲烷、氯苯、六六六、农药二氯乙烷、二氯甲烷、环氧化七氯、七氯珠江三角洲珠江三角洲锰、硝酸盐、氨氮、铁邻苯二甲酸酯、多环芳烃、卤代烃主要污染物主要污染物:硝酸盐、重金属、持久性有机污染物、卤代烃硝酸盐、重金属、持久性有机污染物、卤代烃;主要来源主要来源:农药、化肥，生活污水、工业农药、化肥，生活污水、工业“三废三废”、石油化工含油废水排放、石油化工含油废水排放 场地污染现状分析场地污染现状分析路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂主要污染物主要污染物挥发酚挥发酚石油烃石油烃硝酸盐硝酸盐亚硝酸盐亚硝酸盐氨氮氨氮COD氰化物氰化物HgPbCrAs我国地下水污染的空间分布我国地下水污染的空间分布路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂经济快速发展下经济快速发展下场地土壤与地下水污染场地土壤与地下水污染态势态势污染面积在扩大污染面积在扩大 污染物种在增多污染物种在增多 污染类型在叠加污染类型在叠加 污染浓度在提高污染浓度在提高多源性、多样性、复合性多源性、多样性、复合性场地污染现状分析场地污染现状分析路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂12n污染场地环境管理框架体系有待健全污染场地环境管理框架体系有待健全n各类技术指南、规范偏重于土壤各类技术指南、规范偏重于土壤（土壤、地下水定义模糊）（土壤、地下水定义模糊）n场地调查与风评工作重视程度低（污染边界，特征，介质）场地调查与风评工作重视程度低（污染边界，特征，介质）n修复方案的制定与评估结论严重脱节，修复工程针对性差修复方案的制定与评估结论严重脱节，修复工程针对性差n修复技术单一（水泥窑、异位热脱附、填埋）修复技术单一（水泥窑、异位热脱附、填埋）场地污染现状分析场地污染现状分析存在的问题存在的问题路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂城市污染场地（棕地）关注污染物城市污染场地（棕地）关注污染物Challenging to treatVERY difficult to treat!有机溶剂有机溶剂氯代烃类氯代烃类重金属类重金属类持久性有机污染物持久性有机污染物污染场地环境风险管理框架模式污染场地环境风险管理框架模式路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂可持续管理 框架体系1980-19901991-20042005 现在现在将所有物质都恢复到自然背景值污染场地风险管理框架体系1.技术上难以达到2.无需清除彻底3.成本高可持续性管理框架基于风险管理框架，更加关注修复过程中环境，社会及经济效益的平衡环境，社会及经济效益的平衡环境环境经济经济社会社会可持续性可持续性可行性可行性平衡性平衡性容忍性容忍性污染物暴露途径受体风险污染场地风险管理框架强调源源-暴露途径暴露途径-受体链受体链，关注修复技术的选择及环境效益完全清除完全清除我国目前处于我国目前处于完全清除完全清除阶段，急需尽早建立污染场地阶段，急需尽早建立污染场地风险管理风险管理和和可持续管理可持续管理框架体系框架体系污染场地环境风险管理框架模式污染场地环境风险管理框架模式路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂完全清除完全清除1980 to 1990风险管理框架风险管理框架1990 to 2004可持可持续管理框架管理框架2005 to present美国超级基金地下水修复美国超级基金地下水修复1986-20111986-2011年数据年数据自自污染场地风险管理框架体系污染场地风险管理框架体系实施以来，昂贵的实施以来，昂贵的抽提技术抽提技术持续减少，而以风险管理为基础持续减少，而以风险管理为基础的的制度控制制度控制持续上升，自然衰减监测技术、生物与物化修复技术已逐步占主导地位持续上升，自然衰减监测技术、生物与物化修复技术已逐步占主导地位抽提技术社会制度控制自然衰减监测原位修复抽提技术污染场地环境风险管理框架模式污染场地环境风险管理框架模式路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂核心核心：建立污染场地环境管理框架体系：建立污染场地环境管理框架体系污染物迁移行为特征的研究污染物迁移行为特征的研究土壤与地下水修复工程技术的实施土壤与地下水修复工程技术的实施1)风险评估技术导则2)健康与环境评估模型污染场地环境风险管理框架模式污染场地环境风险管理框架模式路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂经口摄入经口摄入和皮肤接触和皮肤接触表层土壤表层土壤吸入室内吸入室内污染物蒸气污染物蒸气 饮用地下水饮用地下水 下层土壤污染源下层土壤污染源 土壤污染土壤污染物淋溶物淋溶 表层土壤污染源表层土壤污染源 地下水迁移地下水迁移 蒸气入侵蒸气入侵 生态环境生态环境鱼鱼吸入室外污吸入室外污物蒸气和土物蒸气和土壤颗粒物壤颗粒物贝壳贝壳地下水地下水水平迁移水平迁移 鱼苗鱼苗n土壤与地下水污染问题土壤与地下水污染问题n人体健康人体健康:Human Healthn水环境水环境:Water Environment污染场地通用概念模型污染场地通用概念模型 Generic Conceptual Site Model污染场地环境风险管理框架模式污染场地环境风险管理框架模式路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂传统的方法传统的方法基于风险的方法基于风险的方法实施实施修复选择修复选择场地调查场地调查通用标准通用标准场地调查场地调查修复选择修复选择实施实施风险评估风险评估特定场地标准特定场地标准污染场地环境风险管理框架模式污染场地环境风险管理框架模式路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂需要的场地特征数据增多需要的场地特征数据增多,修复成本却降低修复成本却降低健康健康:HERA,RBCA,CLEA水水环境境:HERA,RBCA,RTMMODFLOW,RT3DMT3DMS,PTH3D可持可持续修复修复第四第四阶段段（TIER4）基于基于场地特征条件地特征条件推推导地下水地下水特定特定场地地评估基准估基准（修复目（修复目标）第二第二阶段段（TIER2）基于保守条件基于保守条件推推导土壤与地下水土壤与地下水成因成因场地地评估基准估基准（筛选值）第一第一阶段段(TIER1)定性定性风险评风险评估估常用模型常用模型定量定量风险评风险评估估第三第三阶段段（TIER3）基于基于场地特征条件地特征条件推推导土壤与地下水土壤与地下水特定特定场地地评估基准估基准（修复目（修复目标）项目资金投入越来越多项目资金投入越来越多问题识别ProblemFormulation毒性毒性评估估ToxicityAssessment风险表征表征RiskCharacterisation暴露暴露评估估ExposureAssessment源源-途径途径-受体受体联合体合体健康健康:HERA,RBCA,CLEA水水环境境:HERA,RBCA,RTM多层次风险评估体系多层次风险评估体系污染场地环境风险管理框架模式污染场地环境风险管理框架模式路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂OfficialChineseGuidelinesPublishedinFeb2014,effectivefromJuly1st2014,butneedimprovement1.场地环境调查技术导则（HJ 25.1-2014)2.场地环境监测技术导则（HJ 25.2-2014）3.污染场地风险评估技术导则（HJ25.3-2014）4.污染场地土壤修复技术导则（HJ 25.4-2014）p出台一系列场地环境管理办法出台一系列场地环境管理办法环发环发201466号关于加强工业企业关停、搬迁及原址场地再开发利用过程号关于加强工业企业关停、搬迁及原址场地再开发利用过程中污中污染防治工作的通知染防治工作的通知污染场地环境风险管理框架模式污染场地环境风险管理框架模式路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂污染暴露链：污染物污染暴露链：污染物暴露途径暴露途径受体受体污染场地概念模型污染场地概念模型污染物暴露途径受体风险Relationship of Contaminant-Exposure Pathway-ReceptorsPollutant Linkage水文地质概念模型水文地质概念模型：Understanding geology/hydrogeology,natural attenuation processes is critical for risk assessment 路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂经口摄入皮肤接触吸入室外颗粒物吸入室内颗粒物吸入室外蒸气吸入室内蒸气饮用地下水吸入室外颗粒物吸入室外蒸气植物吸收吸入室内蒸气饮用地下水原 场离 场Conceptual Exposure Model（暴露概念模型暴露概念模型）污染场地概念模型污染场地概念模型路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂EWNCPAquiferSystem4个第四纪含水层单元。第一与第二个为“浅层含水层区”，第三与第四个为“深层含水层区”。地下水储存潜势高，山麓地区为重要的补给源。污染场地概念模型污染场地概念模型路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂North China Plain(NCP)2013年5月，华北六省市地下水污染专项检查结果显示：120家企业利用渗坑、渗井偷排工业废水污染场地概念模型污染场地概念模型路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂 (a)shallow aquifer (b)deep aquifer污染场地概念模型污染场地概念模型路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂100500-50渗坑废水渗坑废水农田灌溉农田灌溉100500-50室内室内室室外外地下水饮用地下水饮用潜水面潜水面地下水流向地下水流向粉质粘土粉质粘土粘土粘土细砂细砂粗砂粗砂蒸气扩散蒸气扩散地下水饮用地下水饮用地下水抽水井地下水抽水井地表水水面地表水水面淋溶液渗漏淋溶液渗漏uIrrigation农田灌溉-食品安全（健康）uDrinkingWater饮用地下水-（健康）uIndoorandOutdoorVapourIntrusion室内外蒸气入侵（健康）uDischargetoSurfaceWater河流释放（生态风险）河北邢台渗坑风险河北邢台渗坑风险-水文地质概念模式水文地质概念模式 污染场地概念模型污染场地概念模型路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂27Weak AquiferWeak AquiferuWidespreaduComplicatedSiteHistoriesuClaydominatedgeologyuWeakaquifer(highWT)uCompositeContaminantsuSlowlymigratingoff-siteuHidden,longevityuDifficulttotreatYangtzeDeltaRegionHydrogeologicalConceptualization污染场地概念模型污染场地概念模型路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂Hyporheic Zone(潜流交换带)黄铁矿氧化区酸性矿坑水与岩石相互作用酸性矿坑水与岩石相互作用Neutralisation,dilution,sorption and biochemical reactions重金属元素沉淀重金属元素沉淀Metal Precipitationand Co-Precipitation废弃矿山环境污染过程演化废弃矿山环境污染过程演化路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂地下水污染过程：有次序氧化还原过程示意图地下水污染过程：有次序氧化还原过程示意图+1000氧化还原电位(毫伏)0-500O2H2ONO3-N2Mn4+Mn2+富氧富氧(氧化氧化)厌氧厌氧(还原还原)Fe3+Fe2+SO42-SH2CO2CH4Methanogenesis(甲烷产生)Sulphate Reduction(硫酸盐根还原)Iron Reduction(铁还原)Manganese Reduction(锰还原)Denitrification(去硝酸盐根)Oxidation(氧化)H2OH2(g)Beta Elimination(-消去)Sequential Reduction有次序氧化还原过程氯代烃最佳还原区氯代烃最佳还原区(Chlorinated Solvents)苯系物苯系物 氧化区氧化区(BTEX)Nano-technology污染场地概念模型污染场地概念模型路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂污染场地概念模型污染场地概念模型有效降雨量有效降雨量空气混合与交换含水层地下水潜水面地下水流向隔水层重质非水相液体轻质非水相液体居民建筑风向/风效应包气带污染源对流与扩散扩散分配商业建筑近主要污染源地下油罐残留挥发物主要迁移机制毛细上升区DNAPL、LNAPL水文地质及水文地质及VOC迁移概念模型迁移概念模型干净地下水路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂地下水污染物自然衰减过程地下水污染物自然衰减过程BTEXOxidation污染场地概念模型污染场地概念模型污染源地下水潜水面地面厌氧带泄漏带地下水流向甲烷产生带硫酸盐还原带铁还原带锰还原带硝酸盐还原带路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂AHRDRD1,1-DCAEthanolEthaneCO2ADM or NDMRD1,1-DCEVCEtheneCA1,1,1-TCADHCDHC地下水污染物自然衰减过程地下水污染物自然衰减过程ReductiveDechlorination污染场地概念模型污染场地概念模型三氯乙烯-TCE二氯乙烯-DCE氯乙烯 VC乙烯 三氯乙烷 二氯乙烷 路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂风险估算风险估算(Risk estimation)+风险判断风险判断(Risk evaluation)0风险估算风险估算(Risk estimation)：风险大小：风险大小0风险判断风险判断(Risk evaluation)：风险是否值得关注：风险是否值得关注风险评估基本要素风险评估基本要素h风险计算风险计算=暴露剂量暴露剂量/毒性（环境质量标准）毒性（环境质量标准）hRisk estimation=Exposure assessment/toxicity0暴露剂量暴露剂量(Exposure)：通过口腔摄入、呼吸及皮肤进入：通过口腔摄入、呼吸及皮肤进入人体的污染物剂量人体的污染物剂量0毒性毒性(Toxicity)：人体暴露于污染物发生的效应：人体暴露于污染物发生的效应h暴露剂量与环境浓度密切相关暴露剂量与环境浓度密切相关 通过多介质环境模拟预测通过多介质环境模拟预测（Multimedia Environmental Modelling）土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂n可容许日均吸入量可容许日均吸入量（Tolerable Daily Intake，TDI）针对某污染物，针对某污染物，在生命周期中每天每单位体重摄入在生命周期中每天每单位体重摄入而仍未有显著健康风险而仍未有显著健康风险的剂量。的剂量。an estimate of the amount of a contaminant,expressed on a body weight basis,that can be taken in daily over a lifetime without appreciable health risk.n考虑非土壤背景值考虑非土壤背景值（Non-soil background taken into account）容许日均土壤摄入量容许日均土壤摄入量（Tolerable Daily Soil Intake）=TDI-MDI基于成人的日均摄入量（基于成人的日均摄入量（Mean Daily Intake based on adult data）C-RAG:20%规则规则-若无若无MDI-取保守值取保守值（20%rule if no MDI is available Conservative）毒理参数概念与收集毒理参数概念与收集临界效应临界效应 Threshold Effects 非致癌污染物非致癌污染物土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂n指示剂量指示剂量 Index Dose暴露于土壤污染物而造成的最小人体健康风险剂量暴露于土壤污染物而造成的最小人体健康风险剂量（A dose which can be considered to present minimal human health risk from exposure to soil contaminants）n最小健康风险（非最小健康风险（非0）（Minimal health risk-but not zero）n不考虑非土壤污染源不考虑非土壤污染源（Soil considered independently of other sources）n在合理实用的范围内尽可能低的条件下推导在合理实用的范围内尽可能低的条件下推导（ALARP applies）n基于已建立标准基于已建立标准/由可能传递最小风险的空气或水体情况估计由可能传递最小风险的空气或水体情况估计得出，如得出，如WHO的空气质量或水质标准的空气质量或水质标准（Based on established standards/estimates such as from air or water,which convey a minimal risk，e.g.air quality or water standards derived by WHO）非临界效应非临界效应 Non-Threshold Effects 致癌污染物致癌污染物毒理参数概念与收集毒理参数概念与收集土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂健康基准值推导框架健康基准值推导框架 Health CriteriaSTEP 1化学性质化学性质（CHEMICAL CHARACTERISTICS）文献回顾文献回顾（LITERATURE REVIEW）毒理参数毒理参数TOXICITY DATA背景暴露背景暴露BACKGROUND EXPOSURE(MDI)临界值临界值?指示剂量指示剂量（Index Dose）noTDITDSI导出导出 SSLyesSTEP 2STEP 4STEP 3毒理参数概念与收集毒理参数概念与收集土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂通通过过剂剂量量-效效应应评评估估（人人体体数数据据及及动动物物试试验验）推推导导关关注注污污染染物物的的毒毒理理参参Toxicity data for a particular contaminant was derived from Dose-Response Evaluation(human data or animal testing）n非致癌物 Non-Carcinogen参考剂量 Reference Dose(RfD)(mg/kg/d,口摄和皮肤接触)参考浓度 Reference Concentration(RfC)(mg/m3,吸入)n致癌物 Carcinogen致癌斜率因子 Cancer Slope Factor(mg/kg/d)-1 (口摄和皮肤接触)单位致癌因子 Unit Risk factor(mg/m3)-1(吸入)n临界值 Threshold可容许日均吸入量 Tolerable Daily Intake(TDI)(mg/kg/d,口摄,皮肤接触,呼吸摄入)TDSI=TDI MDI or 20%TDIn非临界值（ALARP 原则）Non-Threshold(ALARP Principal)指示剂量（只用于英国）Index Dose(only used in UK)(mg/kg/d,口摄,皮肤接触,呼吸摄入)英国英国 UK美国美国 USA土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学毒理参数概念与收集毒理参数概念与收集路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂英国：临界值及非临界值英国：临界值及非临界值 美国美国:致癌物及非致癌物致癌物及非致癌物UK:Threshold and Non-threshold USA:Carcinogen and Non-carcinogen剂量 Dose(mg/kg/d)效应&风险Response&RiskABA:无临界值污染物，任何暴露水平均有风险（Toxicant has no threshold,there is some risk at anylevel of exposure.）10-510-410-6DutchUK?USEPATDIIndex Dose无效应剂量NOAEL致癌斜率因子=风险/剂量Slope Factor=Risk/Dose失眠Sleep Loss脱发Hair Loss肾功能衰竭Kidney FailureLOAELLOAEL=最低有毒性反应剂量TDI=非致癌效应的容许日均吸入量NOAEL=无效应剂量UF=不确定因子 MF=修正因子B:临界值污染物，其存在有限剂量水平不会影响健康（Toxicant has a threshold,there is a finite dose belowwhich no adverse health effectswill occur.）毒理参数概念与收集毒理参数概念与收集土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂国际致癌污染物风险目标水平比较国际致癌污染物风险目标水平比较土壤筛选水平土壤筛选水平国家国家风险水平风险水平注释注释土壤指导值土壤指导值SoilGuidanceValues(SGV)英国环境，食品与农业部英国环境，食品与农业部UKDEFRA1E-5需要定义何为需要定义何为“合合理实用范围内尽可理实用范围内尽可能低能低”土壤筛选导则土壤筛选导则RegionalScreeningLevels(RSL)美国环境保护局美国环境保护局（USEPA）1E-6保守保守Conservative荷兰干预值荷兰干预值DutchInterventionValue荷兰公共卫生与环境研究院荷兰公共卫生与环境研究院（DutchRIVM）1E-4宽松宽松Lessstringent第四级第四级C4SLCategory4ScreeningLevels英国环境，食品与农业部英国环境，食品与农业部UKDEFRA2E-5较为宽松较为宽松Morepragmatic,butstillprecautionary土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂导则19891995199820002002200420052006美国USEPA RAGSASTM E1739石油RBCAASTM P104化学品 RBCAASTM E2081化学品RBCA没有颁布新的导则美国美国ASTM RBCA 导则发展史导则发展史英国英国CLEA 导则发展史导则发展史CLEA开始开始CLEA 97CLEA2000(CLR10)CLEA2002CLEA UK(CLR10)CLAN6/06199219972000200220052006发展、争论和继续发展阶段发展、争论和继续发展阶段2008CLEA V1.03 beta(SR2)2009CLEA V1.06部分概率方法部分概率方法确定性方法确定性方法EA,(1999)Methodology for the Derivation of Remedial Targets for Soil and Groundwater to Protect Water Resources.R&D Publication 20.EA,(2006)Remedial Target Methodology and Remedial Target Worksheet V3.1:Hydrogeological Risk Assessment for Land Contamination.土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂C-RAG:ChineseRiskAssessmentGuidelinepublishedinFeb2014Human and Environmental Risk Assessment Software(Developed in August 2012)Developed by Centre for Site Remediation(SiteRem)Institute of Soil Sciences Chinese Academy of SciencesHERA Dealing With Both Soil and Groundwater RisksPublically Available FREE from July 1st 2015土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂Location of Applicationsn环境保护部环境规划院n中国环境科学研究院n上海环境科学研究院n北京市环境保护科学研究院n环保部南京环境科学研究所n轻工业环境保护研究所n浙江大学n重庆大学n浙江省环境监测中心n武汉市环境保护科学研究院 n上海地质调查研究院n郑州市环境保护科学研究所n常州市环境科学研究院n山东省环境保护科学研究设计院n江西省环境保护科学研究院pHERA widely accepted in more than 500 projects in the past three years主要使用单位主要使用单位土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂HERA,RBCA，CLEA，RTW，RiscHumanMODFLOW、MT3DMS，RT3DStatistical Models：PRO-UCL、CL:AIRE&CIEHData Visualisation：SADA、Arc GIS、SURFERModelFrameworkforUndertakingRiskAssessmentGWVistas,GMS,VisualMODFLOWNumericalModelsStatisticalTestsandDataVisualizationRiskAssessment土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂1）计计算日均暴露算日均暴露剂剂量量 Calculation of Average Daily Exposure(ADEs)2）计计算背景暴露算背景暴露剂剂量量 Calculation of Background Exposure3）计计算算总总日均暴露日均暴露剂剂量量 Calculation of TOTAL Exposure土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学土壤健康风险评估土壤健康风险评估 （土壤为污染源）（土壤为污染源）路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂4）计计算土壤算土壤筛选值筛选值 Calculate Generic Assessment Criteria for Soil 土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂44POC3322144POCforsoilsatTiers1,2,3,and4（第第1,2,3,41,2,3,4层次土壤评估的合规点层次土壤评估的合规点）POCforgroundwateratTiers2,3,and4（第第 2,3,4层次地下水评估的合规点层次地下水评估的合规点)土壤与地下水修复目标制定的多层次结构土壤与地下水修复目标制定的多层次结构POC土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学水环境风险评估水环境风险评估 （土壤与地下水为污染源）（土壤与地下水为污染源）路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂RTWV3.1模型模型描述描述Tier1土壤土壤（场内）（场内）ASTMSoilLeachingModeltoPredictLeachateConcentration使用使用ASTM土壤淋溶模型土壤淋溶模型 计算渗滤液浓度计算渗滤液浓度SoilSourceImmediatelyaboveWaterTableandnoGroundwaterDilutionIncluded土壤污染源在地下水潜水面之上，不考虑地下水稀释土壤污染源在地下水潜水面之上，不考虑地下水稀释Tier2土壤土壤（场内）（场内）SameasTier1,withGroundwaterDilutionisConsidered考虑地下水稀释考虑地下水稀释Tier3土壤土壤（场外）（场外）SameasTier2,withLateralAttenuationFactorisConsidered考虑地下水侧向降解因子考虑地下水侧向降解因子Tier4土壤土壤（场外）（场外）SameasTier3,withSurfaceWaterDilutionFactorisConsidered考虑地表水稀释考虑地表水稀释ContaminantSoilSources土壤污染源土壤污染源土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂RTWV3.1模型模型描述描述Tier2地下水地下水 （场内）（场内）DirectcomparisonwithEnvironmentalQualityStandards(EQS)orDrinkingWaterStandards(DWS)与地下水饮用标准，环境质量标准直接比较与地下水饮用标准，环境质量标准直接比较Tier3地下水地下水 （场外）（场外）LateralAttenuationFactorisConsidered考虑地下水侧向降解因子考虑地下水侧向降解因子Tier4地表水地表水 （场外）（场外）SameasTier3,withSurfaceWaterDilutionFactorisConsidered考虑地表水稀释考虑地表水稀释ContaminantGroundwaterSources地下水污染源地下水污染源土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂评评估估层层次次EquationstoCalculateRTWSoilRemedialTargets计算土壤修复目标方程计算土壤修复目标方程EnvironmentAgencyRemedialTargetWorksheetV3.1英国环保局修复目标软件英国环保局修复目标软件 V3.1Tier1土壤土壤 （场内）（场内）Tier2土壤（场内）土壤（场内）Tier3 3 土壤土壤 （场外）（场外）Note:Ogata Banks Equation to Calculate Lateral Groundwater Attenuation Factor(LAF)Tier4 4 土壤土壤 （场外）（场外）Note:Ogata Banks Equation to Calculate Lateral Groundwater Attenuation Factor(LAF)不同层次土壤修复目标计算方法不同层次土壤修复目标计算方法土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂评评估估层层次次Equations to Calculate Groundwater Remedial Targets计算地下水修复目算地下水修复目标方程方程EnvironmentAgencyRemedialTargetWorksheetV3.1英国英国环保局修复目保局修复目标软件件V3.1Tier2地下水（场内）地下水（场内）与地下水饮用标准，环境质量标准直接比较与地下水饮用标准，环境质量标准直接比较Tier3地下水（场外）地下水（场外）Note:Ogata Banks Equation to Calculate Lateral Groundwater Attenuation Factor(LAF)Tier4地表水（场外）地表水（场外）Note:Ogata Banks Equation to Calculate Lateral Groundwater Attenuation Factor(LAF)不同层次地下水修复目标计算方法不同层次地下水修复目标计算方法土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂开发背景开发背景污染场地风险评估技术导则（污染场地风险评估技术导则（HJ 25.3-2014HJ 25.3-2014）Chinese Risk Assessment Guidelines for Contaminated Sites,C-RAG,2014没有相关配套软件没有相关配套软件HERAHERA软件介绍软件介绍土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂开发背景开发背景RBCA：基基于于EXCEL VBA编编程程，土土壤壤与与地地下下水水评评估估，功功能能比比较全面，但稳定性差，操作复杂，与较全面，但稳定性差，操作复杂，与C-RAG的计算方法不一致的计算方法不一致CLEA：基基于于EXCEL VBA编编程程，仅仅土土壤壤健健康康评评估估，功功能能比比较较全面，操作便利，与全面，操作便利，与C-RAG的计算方法一致的计算方法一致RBCA+CLEA:众众多多参参数数并并非非根根据据我我国国特特定定的的环环境境与与地地质质场场景景所设，全英文的操作界面更是给从业人员带来了极大的不便所设，全英文的操作界面更是给从业人员带来了极大的不便。HERA：Health and Environmental Risk AssessmentHERAHERA软件介绍软件介绍土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂 基基于于Windows平平台台，使使用用微微软软Visual Studio C#界界面面设设计计与与C#编编程程，比比基基于于EXCEL设设计计的的美美国国RBCA及及英英国国CLEA同同类类软软件件的的稳稳定定性性高高，功功能能更更全全面面，界界面面设设计更合理计更合理，操作更便利操作更便利。开发平台开发平台HERAHERA软件介绍软件介绍土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂功能功能多层次污染场地土壤与地下水风险评估系统；多层次污染场地土壤与地下水风险评估系统；基于保护人体健康和水环境的风险评估；基于保护人体健康和水环境的风险评估；计计算算土土壤壤及及地地下下水水中中污污染染物物的的筛筛选选值值/修修复复目目标标、风风险险值值/危害商、暴露途径贡献率、介质浓度；危害商、暴露途径贡献率、介质浓度；多层次数据库管理（更新参数值及添加关注污染物）多层次数据库管理（更新参数值及添加关注污染物）；根据英国根据英国CL:AIRE&CIEH统计导则分析污染物数据。统计导则分析污染物数据。HERAHERA软件介绍软件介绍土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂特点特点揽括美国揽括美国ASTM RBCA 2081，英国，英国CLEA导则导则及我国污染场地风险评估技术导则（及我国污染场地风险评估技术导则（C-RAG）中的主要评估模型；中的主要评估模型；包含包含20余种多介质溶质迁移模型；余种多介质溶质迁移模型；收录收录610种污染物理化与毒性参数；种污染物理化与毒性参数；考虑原场与离场的健康及水环境受体考虑原场与离场的健康及水环境受体；快速构建污染场地概念模型。快速构建污染场地概念模型。HERAHERA软件介绍软件介绍土壤与地下水风险评估技术方法学土壤与地下水风险评估技术方法学路漫漫其悠远路漫漫其悠远锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂锲而不舍，金石可镂暴露途径暴露途径(Exposure pathways)美国美国RBCA 英国英国CLEA 中国中国C-RAGHERA食用农作物食用农作物(Plant Uptake)x 经口摄入土壤经口摄入土壤(Soil Ingestion)皮肤接触土壤皮肤接触土壤(Dermal Contact)吸入室内土壤灰尘吸入室内土壤灰尘(Indoor Dust)x 吸入室外土壤灰尘吸入室外土壤灰尘(Outdoor Dust)吸入室内土壤和地下水蒸气吸入室内土壤和地下水蒸气(Indoor Vapour)(只有土壤只有土壤)吸入室外土壤和地下水蒸气吸入室外土壤和地下水蒸气(Outdoor Vapour)(只有土壤只有土壤)土壤淋溶至地下水土壤淋溶至地下水(Soil Leaching)x 空气侧向扩散空气侧向扩散(Ai