引 en

引用本文: 王瑞军，张春雷，王永军，王宏伟，孙禄健. 2024. 某化工场地土壤有机污染及环境风险研究［J］. 矿产勘查，15（S1）：400-409.

Citation: Wang Ruijun，Zhang Chunlei，Wang Yongjun，Wang Hongwei，Sun Lujian. 2024. Study on soil organic pollution and environmental risk of a chemical site in Handan， Hebei Province［J］. Mineral Exploration，15（S1）：400-409.

某化工场地土壤有机污染及环境风险研究

王瑞军

机构：

核工业航测遥感中心，河北石家庄 050002

×
，张春雷

机构：

核工业航测遥感中心，河北石家庄 050002

×
，王永军

机构：

核工业航测遥感中心，河北石家庄 050002

×
，王宏伟

机构：

核工业航测遥感中心，河北石家庄 050002

×
，孙禄健

机构：

核工业航测遥感中心，河北石家庄 050002

×

核工业航测遥感中心，河北石家庄 050002；

Study on soil organic pollution and environmental risk of a chemical site in Handan， Hebei Province

WANG Ruijun

Affiliation：

Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry， Shijiazhuang 050002

×
，ZHANG Chunlei

Affiliation：

Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry， Shijiazhuang 050002

×
，WANG Yongjun

Affiliation：

Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry， Shijiazhuang 050002

×
，WANG Hongwei

Affiliation：

Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry， Shijiazhuang 050002

×
，SUN Lujian

Affiliation：

Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry， Shijiazhuang 050002

×

Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry， Shijiazhuang 050002；

作者简介:

王瑞军，男，1985年生，高级工程师，主要从事污染场地调查及研究等工作；E-mail：ruijun123wang@126.com。

中图分类号:X131.3

文献标识码:A

文章编号:1674-7801(2024)s1-0400-10

DOI:10.20008/j.kckc.2024s1058

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目录contents

摘要 Abstract
关键词 Keywords
0 引言
1 研究区概况
1.1 场地概况
1.2 气候气象
1.3 土壤类型
1.4 地下水特征
2 污染剖析及样品分析
2.1 污染判别分析
2.1.1 周边企业污染判别分析
2.1.2 研究场地污染判别分析
2.2 样品采集与分析
2.2.1 样品布设及采集
2.2.2 样品分析
3 土壤污染现状分析
3.1 污染现状分析
3.2 污染空间分布特征
4 环境风险研究
4.1 污染场地评估模型
4.2 摄入量计算模型
4.2.2 致癌风险和危害商计算模型
4.3 环境风险计算参数分析
4.3.1 人体暴露因子参数分析
4.3.2 场地特征参数分析
4.3 污染物毒理学参数分析
4.4 场地污染环境风险研究
4.5 迁移规律研究
5 结论
参考文献

摘要

为深入研究和探讨废弃化工场地的有机污染现状和环境风险问题，本文选择河北邯郸某化工场地，开展场地及周边区域的污染判别和分析，确定重点关注区、次重点关注区和一般关注区，进行针对性的不同深度土壤样品采集，分析土壤中重金属、挥发性有机化合物（VOCs）、半挥发性有机化合物（SVOCs）和总石油烃类等污染物质的含量，综合研究土壤污染的现状情况和空间分布特征，运用污染物苯、人体接触污染介质、污染物苯的迁移途径、污染物的接触方式等要素的污染评估模型，经污染物暴露计算模型、污染物毒性评估模型、风险计算模型进行综合建模研究，确定挥发性有机物（VOCs）苯存在较大的致癌环境风险，研究苯污染物环境传输模型和迁移规律。该研究为污染场地环境风险研究提供技术研究思路，也为污染场地开展风险评估、土壤治理和土地利用规划提供基础依据，实现污染土地的环境安全再利用。

Abstract

In order to study and explore the current status of organic pollution and environmental risks in abandoned chemical sites， a chemical site in Handan， Hebei was selected. Based on pollution discrimination and analysis of the site and surrounding areas， key concerned areas， sub-key concerned areas， and general concerned areas were identified. Based on the above research， targeted soil samples were collected at different depths to analyze the content of heavy metals， volatile organic compounds （VOCs）， semi volatile organic compounds （SVOCs）， and total petroleum hydrocarbons in the soil， in order to study the current situation and spatial distribution characteristics of soil pollution comprehensively. Then， a pollution assessment model is applied， including factors such as benzene， human exposure to pollution media， migration pathways of benzene， and contact patterns of pollutants. According to comprehensive modeling research through pollutant exposure calculation models， pollutant toxicity assessment models， and risk calculation models， it is determined that volatile organic compounds （VOCs） benzene has a significant carcinogenic environmental risk， as well as environmental transport models and migration patterns of benzene pollutants. This study provides technical research ideas for the study of environmental risks of contaminated sites， and also a basic basis for risk assessment， soil management， and land use planning of contaminated sites， achieving the safe reuse of polluted land in the environment.

关键词

化工场地；土壤有机污染；污染评估模型；计算模型；环境风险

Keywords

chemical site ； soil organic pollution ； pollution assessment model ； computational model ； environmental risks

0 引言
随着中国工业现代化的快速发展，城市化进程的不断增速，城市的土地资源变得越来越宝贵。大多数城市在制定发展规划时，要求原城区的工业、企业整体迁入工业集中区或规划区，工业、企业搬迁后将会出现较多的废弃工业场地，企业的多年生产运营使得污染物在土壤中蓄积和滞留，土壤中污染物的含量也高于土壤背景值，如果不及时进行处理，再利用时将会对人体健康形成威胁，对环境产生长期影响。
国外在污染物场地调查和风险研究方面开展较早，研究程度较高，其中荷兰、英国、美国、法国等专家学者在土壤污染调查、风险评价、场地风险评价模型、人类健康评估等方面（Pollard et al.，2002； Khan et al.，2004；Swartjes，2007；Talabi and kayode.，2019；Basim et al.，2020），进行了较多、较深入的研究；国内从80年代才开始相关环境风险评估，初期主要集中在水环境领域（季文佳等，2010；胡英等，2011；董捷等，2016；王昱文等，2016；丁爱中等，2017；赵计伟等，2021；郭钰颖等，2022；杨建锋等，2023；赵志鹏等，2023），随着土壤和大气环境日益受到重视，相关研究工作也逐渐增多。90年代后相继出台了相关的场地或土壤风险监测、调查和评价技术导则与方法（余光辉等，2016；鹿守敢， 2017；张启等，2018；周友亚等，2019；文章和李旭， 2020；胡成等，2022）。
基于可持续发展和生态环境建设，化工场地的再利用问题已成为环境和科研领域的重要研究方向，对可能受污染的场地进行污染调查与环境风险研究具有重要的现实意义。本研究选择河北邯郸某化工场地为研究对象，通过资料分析、土壤样品采集、测试，分析化工场地的污染物分布特点，识别土壤中的主要污染物种类，分析超标污染物的空间分布特征（范围、深度），采用国内外较成熟的环境风险分析模型，开展环境风险研究和评估，确定基于居住用途的环境风险可接受水平。
1 研究区概况
1.1 场地概况
该研究区位于河北邯郸某地，研究区内的场地装置由九部分组成，分别为：储罐区、锅炉房、变电站、循环水池、事故池、危废间、工艺罐区、冷却塔和办公楼。主要生产活动为 10 万 t/a 焦化无硫苯精制，主要产品为无硫苯、甲苯、二甲苯、重苯、初馏分、吹苯残渣、二甲苯残渣。公司东侧为街道绿化带，南侧隔路为纺织厂，西侧为焦煤有限公司和环保公司，北侧紧邻乡道，隔路为物流公司和饮品公司。
1.2 气候气象
研究区属北温带半湿润、半干旱大陆性季风气候，四季分明。年平均气温 13.8℃，年平均日照时数 2587.5 h，日照率 52%；年平均相对湿度 62%，多年平均降水量 565.1 mm，主要集中在 6—8月份；年平均风速 2.3 m/s，年平均蒸发量 1595.4 mm。年主导风向为南风，次主导风向为北风；夏季盛行南风，冬季盛行北风。
1.3 土壤类型
研究区表层分布杂填土，其下为第四纪冲洪积成因的粉质黏土、粉土等。自上而下分为 5 个工程地质主层。第 1 层杂填土：以灰渣为主，结构松散，厚度 0.6~0.9 m；第 2 层粉质黏土：可塑，夹粉土薄层，干强度中等，韧性中等，厚度2.6~3.10 m；第3层粉土：中密，湿，夹粉质黏土薄层和细砂透镜体，摇震反应迅速，干强度低，韧性低，为中等压缩性，厚度 2.3~4.8 m；第 4 层粉质黏土：可塑，夹粘土薄层，韧性中等，干强度中等，为中等偏高压缩性；第 5 层粉质黏土：可塑—硬塑，干强度中等，韧性中等。
1.4 地下水特征
研究区地下水类型为第四系孔隙水，含水层较薄，地下水位埋深 8~25 m，水化学类型为重碳酸钙或重碳酸钙钠水。地下水流向自西向东。划分为4 个含水组，第Ⅰ含水组水动力由潜水渐变为潜水— 浅层承压水，接受大气降雨、侧向径流及河渠渗漏补给，以人工开采、侧向流出、蒸发、越流等形式排泄；第Ⅱ含水组地下水自西向东由潜水转变为浅层承压水和承压水，含水组底板埋深由40~160 m逐渐到 160~240 m，补给在山前为大气降水渗入和侧向径流，向东侧为侧向径流补给；第Ⅲ含水组为地下水系承压水，地下水位侧向径流补给，侧向径流排泄；第Ⅳ含水组为深层承压水，地下水侧向径流补给和排泄。
2 污染剖析及样品分析
2.1 污染判别分析
2.1.1 周边企业污染判别分析
纺织厂主要为棉线加工，生产过程中不会与场地产生交叉污染；焦煤公司主要从事煤的生产和销售，生产过程中产生的粉尘可能对场地造成污染，污染物主要为多环芳烃类物质；环保公司主要以废铁屑为原料生产氧化锌，生产过程中氧化锌颗粒物可能对场地产生污染；物流公司主要从事物流服务，不会对场地产生交叉污染；饮品公司主要经营桶装水的生产、销售，不会对场地产生交叉污染。焦煤公司产生的粉尘通过大气沉降可能对场地土壤造成 VOCS 污染、环保公司产生的粉尘可能通过大气沉降对场地土壤造成重金属污染。
2.1.2 研究场地污染判别分析
通过对该企业进行综合分析，场地的整个厂区生产用房、罐区、辅助设施较集中，按照潜在污染区的关注程度、污染程度和危害程度，可划分为“重点关注区”“次重点关注区”“一般关注区”，分析研究各区域的生产工艺流程，确定了场地内各区域主要关注污染因子（表1）。
（1）重点关注区
重点关注区主要包括储罐区、生产车间、事故池、冷却水循环区。储罐区：物料装卸可能发生泄漏造成土壤污染，储罐配套的泵、阀接口处可能发生跑、冒、滴、漏等环境污染，主要关注污染因子为：甲苯、二甲苯、苯；生产车间：生产过程中反应设备、输送设备及管道等可能发生跑、冒、滴、漏现象，对车间及周围区域产生土壤环境污染，主要关注污染因子为：苯、甲苯、二甲苯；事故池：厂区事故池中污染物长时间累积，防渗不好或遇管道跑、冒、滴、漏现象可能对土壤环境造成污染，主要关注污染因子为：苯、甲苯、二甲苯；冷却水循环区：冷却水池发生跑、冒、滴、漏造成土壤环境污染，主要关注污染因子为：苯、甲苯、二甲苯等。
（2）次重点关注区
次重点关注区主要包括锅炉房、维修间、配电室和变电站，主要关注污染因子为：多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）、石油类等。
（3）一般关注区
一般关注区包括办公楼、食堂、车棚等生活区域，不产生化学污染物，地面全部硬化，在地面上有建筑物覆盖，对大气沉降有一定防护作用，不具有被污染的可能。
表1 场地内各区域主要关注污染因子识别
2.2 样品采集与分析
2.2.1 样品布设及采集
根据研究区“重点关注区”“次重点关注区”“一般关注区”的分布特征和关注污染因子，共设置 74 个采样点，采集土壤样品 330 个、平行样品 45 个。采用钻机进行样品采集，不同点位土壤取样前用纯净水清洗二遍钻头擦拭后再次取样。取样过程尽量减少样品在空气中的暴露时间，用取样器采集相应深度柱状土芯中间未受扰动的土壤，装入相应取样瓶，保证样品保存温度在4℃以下。
土壤挥发性样品：采样点位确认后，迅速将重量10 g的土壤样品放入预先装有5 ml甲醇保护液的 40 ml棕色瓶中，迅速盖紧瓶盖，采集好的样品放入带密封条的塑料袋中密封后倒置放入低温冷藏箱中尽快送实验室检测；土壤半挥发性样品：采集的样品转移至洁净 250 ml棕色瓶中，样品充满整个空间；重金属及其他土壤样品：用木铲除去与金属采样器接触的部分，将样品转移到 250 ml 广口玻璃瓶，装满、压实，尽量使得瓶内不留空隙。
2.2.2 样品分析
土壤样品检测因子包括重金属、有机污染物、总石油烃和多氯联苯。其中重金属包括镉、汞、砷、铜、铅、总铬、六价铬、锌、镍，有机污染物包括挥发性有机化合物（VOCs）和半挥发性有机化合物（SVOCs）。
3 土壤污染现状分析
3.1 污染现状分析
研究区检测出的污染物包括重金属、挥发性有机化合物（VOCs）和半挥发性有机化合物（SVOCs），检测到总石油烃类物质，据表2可见，场地内共检测出污染物 29 种，其中重金属 8 种，挥发性有机化合物（VOCs）11种，半挥发性有机物（SVOCs）9种，总石油烃类物质。
研究区土壤样品中汞、砷、镉、铬、铜、镍、铅、锌等重金属最大检出浓度均未超过筛选值，六价铬未检出。多氯联苯（PCBs）未检出。挥发性有机化合物（VOCs）检出物包括：氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、1，2-二氯丙烷、甲苯、乙苯、间对二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、1，4-二氯苯污染物，除苯外最大检出浓度均未超过筛选值。半挥发性有机物（SVOCs）检出物包括：萘、苯并（a）蒽、䓛、邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯、苯并（b）荧蒽、苯并（k）荧蒽、苯并（a）芘、茚并（1，2，3-cd）芘、二苯并（a，h）蒽等，最大检出浓度均未超过筛选值。
3.2 污染空间分布特征
研究区污染物主要为挥发性有机物（VOCs）苯，在全厂区域内均有检出，有6个点超过筛选值，其中 2个点处在加氢车间和加氢装置区域，3个点处在储罐区区域，1个点处在污水管线附近，而在冷却水循环区、锅炉房、维修间、配电室、变电站等区域没有检测到超标污染物。
研究区内污染物苯污染程度随功能区布设、装置不同和土壤深度的变化而呈现较明显的变化规律。由南向北，污染物苯呈现由浅表（0.5~1.1 m）向深部（8.5~9.5 m）迁移的趋势；加氢车间和加氢装置区域的污染物苯主要分布在0.5~1.1 m深度区段，污水管网区域污染物苯主要分布在 5.5 m 深度区域，储罐区域的污染物苯主要分布在 8.5~9.5 m 深度区段；污染物苯在南侧主要赋存在浅部，在北部主要赋存在较深部，在加氢车间和加氢装置区域主要赋存在浅部，在储罐区主要赋存在较深部（图1、表3）。
S1（600#西储罐区）9.5 m、S5（600#储罐区）8.5 m 土壤样品中苯检测浓度超筛选值，两个样品均位于原有老罐区范围，超标原因为老罐区内原有防渗性能不强，运行过程中存在物料泄露从而污染土壤。综合场地生产工艺布局，苯超筛选值区域主要集中在北部储罐区（原有罐区附近）、生产车间，超标原因为原有生产区和罐区生产时均有大量苯存在，可能由于原有防渗性措施管理不善，苯泄露造成土壤污染。
4 环境风险研究
4.1 污染场地评估模型
研究区的污染评估模型主要包括污染物苯、人体接触污染介质、污染物苯的迁移途径、污染物的接触方式等要素，即污染物苯通过土壤、水体、空气等环境介质经口摄入污染颗粒，口鼻吸入粉尘和污染物气体，皮肤接触污染土壤等进入人体，并对场地内部和周边区域未来发展、人群健康产生健康影响的关系模型（图2）。
表2 土壤样品污染物检出情况及筛选结果统计
通过对研究区的苯污染物经口摄入、皮肤接触摄入、吸入摄入、吸入室外空气中气态污染物摄入、吸入室内空气中气态污染物摄入等途径进行研究，构建苯污染物摄入的单一污染物致癌效应和非致癌效应计算模型（见式1~式28），计算模型中相关参数详见表4、表5。
4.2 摄入量计算模型
（1）经口摄入土壤途径
①单一污染物的致癌效应

OISERca = \frac{(\frac{O S I R c \times E D c \times E F c}{B W c} + \frac{O S I R a \times E D a \times E F a}{B W a}) \times A B S o}{A T c a} \times 10^{- 6}

(1)

②单一污染物的非致癌效应

OISERnc = \frac{\frac{(O S I R c \times E D c \times E F c)}{B W c} \times A B S o}{A T n c} \times 10^{- 6}

(2)

（2）皮肤接触摄入土壤途径
①单一污染物的致癌效应
高清大图
图1 场地内苯污染空间分布图

DCSERca = \frac{S A E c \times S S A R c \times E F c \times E D c \times E v \times A B S d}{B W c \times A T c a} \times 10^{- 6} + \frac{S A E a \times S S A R a \times E F a \times E D a \times E v \times A B S d}{B W a \times A T c a} \times 10^{- 6}

(3)

②单一污染物的非致癌效应

DCSERnc = \frac{S A E c \times S S A R c \times E F c \times E D c \times E v \times A B S d}{B W c \times A T n c} \times 10^{- 6}

(4)

（3）吸入摄入土壤颗粒物
①单一污染物的致癌效应

PISERca = \frac{P M_{10} \times D A I R c \times E D c \times P I A F \times (f_{s p o} \times E F O c + f s p i \times E F I c)}{B W c \times A T c a} + \frac{P M_{10} \times D A I R a \times E D a \times P I A F \times (f s p o \times E F O a + f_{s p i} \times E F I a)}{B W a \times A T c a} \times 10^{- 6}

(5)

表3 苯超筛选值点位及检测结果
图2 污染场地评估模型图
②单一污染物的非致癌效应

PISERnc = \frac{P M_{10} \times D A I R a \times E D a \times P I A F \times (f_{s p o} \times E F O a + f_{s p i} \times E F I a)}{B W a \times A T c a} \times 10^{- 6}

(6)

（4）吸入室外空气中气态污染物摄入途径
①单一污染物的致癌效应

loVERca 1 = V F_{suroa} = (\frac{D A I R C \times E F O c \times E D c}{B W c \times A T C a} + \frac{D A I R a \times E F O a \times E D a}{B W a \times A T c a})

(7)

loVERca 2 = V F_{suboa} = (\frac{D A I R C \times E F O c \times E D c}{B W c \times A T C a} + \frac{D A I R a \times E F O a \times E D a}{B W a \times A T c a})

(8)

loVERca 3 = V F_{gwoa} = (\frac{D A I R C \times E F O c \times E D c}{B W c \times A T C a} + \frac{D A I R a \times E F O a \times E D a}{B W a \times A T c a})

(9)

②单一污染物的非致癌效应

loVERnc 1 = V F_{suroa} = \frac{D A I R C \times E F O c \times E D c}{B W c \times A T n c}

(10)

loVERnc 2 = V F_{suboa} = \frac{D A I R C \times E F O c \times E D c}{B W c \times A T n c}

(11)

loVERnc 3 = V F_{guoa} = \frac{D A I R C \times E F O c \times E D c}{B W c \times A T n c}

(12)

（5）吸入室内空气中气态污染物摄入途径
①单一污染物的致癌效应

liVERca 1 = V F_{suba} \times (\frac{D A I R C \times E F I c \times E D c}{B W c \times A T C a} \times \frac{D A I R a \times E F I a \times E D a}{B W a \times A T c a})

(13)

liVERca 2 = V F_{gwa} \times (\frac{D A I R C \times E F I c \times E D c}{B W c \times A T C a} \times \frac{D A I R a \times E F I a \times E D a}{B W a \times A T c a})

(14)

②单一污染物的非致癌效应

liVERnc 1 = V F_{suba} \times \frac{D A I R C \times E F I c \times E D c}{B W c \times A T n a}

(15)

liVERnc 2 = V F_{gwia} \times \frac{DAIRC \times E F I c \times E D c}{B W c \times A T n a}

(16)

4.2.2 致癌风险和危害商计算模型
（1）致癌风险模型
①经口摄入模型

C R_{OIS} = OISERca \times C_{sur} \times S F_{o}

(17)

②皮肤接触模型

C R_{D C S} = D C S E R_{c a} \times C_{s u r} \times S F_{d}

(18)

③吸入土壤颗粒物模型

C R_{P I S} = P I S E R_{C R} \times C_{sur} \times S F_{i}

(19)

④吸入室外空气中单一气态污染物模型

C R_{l o V} = (l o V E R_{c a 1} \times C_{s u r} + l o V E R_{c a 2} \times C_{s u b}) \times S F_{i}

(20)

⑤吸入室内空气中单一气态污染物模型

C R_{l i V} = l i V E R_{c a 1} \times C_{s u b} \times S F_{i}

(21)

C R_{n} = C R_{O I S} + C R_{D C S} + C R_{P I S} + C R_{l o V} + C R_{L i V}

(22)

（2）非致癌危害商模型
①经口摄入模型

H Q_{o l s} = \frac{O I S E R n c \times C_{sur}}{R f D_{o} \times S A F}

(23)

②皮肤接触模型

H Q_{D C S} = \frac{D C S E R n c \times C_{sur}}{R f D_{d} \times S A F}

(24)

③吸入土壤颗粒物模型

H Q_{P I S} = \frac{P I S E R_{n c} \times C_{sur}}{R f D_{i} \times S A F}

(25)

④吸入室外空气中单一气态污染物模型

H Q_{l o v} = \frac{l o V E R n c 1 \times C_{s u r} + l o V E R n c 2 \times C_{s u b}}{R f D i \times S A F}

(26)

⑤吸入室内空气中单一气态污染物模型

H Q_{l i V} = \frac{l i V E R_{n c 1} \times C_{s u b}}{R f D_{i} \times S A F}

(27)

⑥单一土壤污染物经所有暴露途径的非致癌危害商模型

H Q_{n} = H Q_{o I S} + H Q_{D C S} + H Q_{P I S} + H Q_{l o V} + H Q_{l i V}

(28)

4.3 环境风险计算参数分析
4.3.1 人体暴露因子参数分析
人体暴露因子参数包括皮肤面积、平均寿命、体重、暴露时间以及土壤摄入速率、呼吸量等（表4），是分析污染物苯进入人体暴露量的关键参数，参数选择主要参考《污染场地风险评估技术导则》（ HJ 25.3-2014）和场地所在地区的人员实际情况进行确定。
4.3.2 场地特征参数分析
研究区场地特征参数包括土壤类型、气象条件、有机碳含量、地表建筑物参数（表5）。场地特征参数主要利用现场测试数据，如缺失相关参数数据，则选取邻近地区建议值；如场地实测数据和国内标准均缺失，则采用美国EPA土壤筛选的取值。
表4 土壤风险计算暴露因子基础参数
4.3 污染物毒理学参数分析
国内外专家学者已经对目标污染物的毒性做了较多研究工作，建立了较全的污染物毒性数据库，本研究将直接选用该数据库中苯污染物数据（表6）。
4.4 场地污染环境风险研究
本文研究区苯污染物环境风险研究通过风险评估模型和计算模型进行综合计算和分析，风险途径为处于地面的人群通过经口摄入污染物土壤颗粒、皮肤接触摄入污染物土壤、口鼻摄入污染物灰尘和污染物气体，苯污染物风险值包括各苯超标点位的总致癌风险、非致癌危害指数。
4.5 迁移规律研究
本研究区场地单一超标风险物的致癌风险值小于 10^-6 为可接受水平，对于非致癌污染物可接受危害熵为≤1。经计算表明，6 个点位的苯致癌风险指数均超过了 10^-6 的可接受水平，非致癌危害熵也超过1可接受水平。
表5 土壤特征参数及风险计算参数
表6 苯污染物毒理学参数
苯污染物在土壤和地下水的扩散和迁移过程中存在一定的关联关系，污染物从地下水渗透到土壤，同时，地下水水位的波动又会将污染物从土壤中带出，进入地下水。苯污染物下渗到地下环境后，在重力作用下垂向迁移，水入渗流经被截留的苯污染物形成水相的污染物羽流，该场地释放的苯污染物较多，会迁移到毛细水带和地下水位，下渗迁移至地下水水位后在地下水水力梯度作用下，地下水水流方向苯污染物迁移量最大（图3）。
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图3 苯污染物环境迁移及传输模型图
研究区场地的苯污染物环境传输模型为“苯污染源-气、水、土途径-人员受体”（图3）。位于加氢车间区和加氢装置区土壤表层的苯污染物，通过空气传播、大气挥发物和颗粒物的横向扩散传播，进入城镇小区与村庄的人员身体内部；位于污水管道区和储罐区的深层苯污染物，在重力作用下垂向迁移，下渗至地下水水面后在地下水水力梯度作用下，由西向东迁移至城镇小区与村庄的地下水中，进而进入人体内部；土壤污染颗粒或粉尘，直接或间接进入人体内部。苯污染物通过空气、水和土壤经口摄入、口鼻吸入、皮肤接触等进入人体，由污染环境风险评估模型可知，苯致癌风险指数均超过了可接受水平，非致癌危害熵也超过了可接受水平，该场地附近小区和村庄人员致癌风险较大。
研究区场地土壤明显受到了苯污染，苯为致癌有毒物质，对人体健康风险威胁较大，是下一阶段土壤修复应重点关注、治理的污染因子。研究区场地在进行开发前，要针对苯土壤污染问题制定科学、合理的治理与修复方案，对污染区进行修复治理，使风险降低到人体健康能够接受的水平，实现污染土地的环境安全再利用。
5 结论
（1）研究区共检出污染物 29 种，其中重金属 8 种，挥发性有机化合物（VOCs）11种，半挥发性有机物（SVOCs）9 种，检测到总石油烃类物质。苯污染物主要分布在加氢车间、加氢装置区域、储罐区和污水管线附近。
（2）苯随功能区布设、装置不同和土壤深度的变化而呈现较明显的变化规律，场区内由南向北，污染物呈现由浅表向深部迁移，由南西向北东方向迁移的趋势，可能与土壤类型、地下水特征、气候气象特点有关。
（3）通过污染物苯、人体接触污染介质、污染物苯的迁移途径、污染物的接触方式等评估模型，经污染物暴露计算模型、评估模型、风险计算模型进行综合建模研究，挥发性有机物（VOCs）苯超过可接受水平。
（4）苯污染物环境传输模型为“苯污染源—气、水、土途径—人员受体”，经空气传播、大气挥发物、颗粒物的横向扩散传播和重力作用下渗垂向迁移传输，存在较大的致癌环境风险，建议场地制定科学、合理的土壤修复方案保证场地安全健康可持续使用。
参考文献
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图1 场地内苯污染空间分布图

图2 污染场地评估模型图

图3 苯污染物环境迁移及传输模型图

表1 场地内各区域主要关注污染因子识别

表2 土壤样品污染物检出情况及筛选结果统计

表3 苯超筛选值点位及检测结果

表4 土壤风险计算暴露因子基础参数

表5 土壤特征参数及风险计算参数

表6 苯污染物毒理学参数

相似文献

基本信息

中图分类号: X131.3
文献标识码: A
DOI: 10.20008/j.kckc.2024s1058
文章编号: 1674-7801(2024)s1-0400-10

基金信息

本文受核工业航测遥感中心自主研发项目（2019-01和2020-08）资助；

引用信息

王瑞军，张春雷，王永军，王宏伟，孙禄健. 2024. 某化工场地土壤有机污染及环境风险研究［J］. 矿产勘查，15（S1）：400-409.

Wang Ruijun，Zhang Chunlei，Wang Yongjun，Wang Hongwei，Sun Lujian. 2024. Study on soil organic pollution and environmental risk of a chemical site in Handan， Hebei Province［J］. Mineral Exploration，15（S1）：400-409.

稿件历史

收稿日期: 2023-10-20

参考文献

Basim Y， Mohebali G， Jorfi S， Nabizadeh R， Fardl N J H. 2020. Biodegradation of total petroleum hydrocarbons in contaminated soils using indigenous bacterial consortium［J］. Environmental Health Engineering and Management， 7（2）： 127-133.
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某化工场地土壤有机污染及环境风险研究

Study on soil organic pollution and environmental risk of a chemical site in Handan， Hebei Province

摘要

Abstract

关键词

Keywords

0 引言

1 研究区概况

1.1 场地概况

1.2 气候气象

1.3 土壤类型

1.4 地下水特征

2 污染剖析及样品分析

2.1 污染判别分析

2.1.1 周边企业污染判别分析

2.1.2 研究场地污染判别分析

2.2 样品采集与分析

2.2.1 样品布设及采集

2.2.2 样品分析

3 土壤污染现状分析

3.1 污染现状分析

3.2 污染空间分布特征

4 环境风险研究

4.1 污染场地评估模型

4.2 摄入量计算模型

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

4.2.2 致癌风险和危害商计算模型

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

4.3 环境风险计算参数分析

4.3.1 人体暴露因子参数分析

4.3.2 场地特征参数分析

4.3 污染物毒理学参数分析

4.4 场地污染环境风险研究

4.5 迁移规律研究

5 结论

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