某润滑油污染场地健康风险评估.doc

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1、某润滑油污染场地健康风险评估摘要：总石油烃(total petroleum hydrocarbons, TPH)是烃总量的一个表征，包含各种烃类化合物，对人体具有极大的危害。通过对四川省某润滑油厂拆迁场地采样调查，分析了污染物分布特征，在明确未来规划用途的条件下，用分馏法以高碳石油烃毒性参数对污染地块的石油烃进行了风险评估。结果表明，场地主要污染物为石油烃C10C40，主要污染区域为生产车间、室外原油堆放区、油桶堆放区、油罐堆放区和废水处理池。不同功能区石油烃C10C40垂直分布特征不同，同一土壤层不同功能区域石油烃C10C40污染程度也不同。对不同组成成分的石油烃C10C40进行风险评估，其

2、评价结果也不同。总的来说HI(脂肪族芳香族含量比为1000)HI(脂肪族芳香族含量比为79.420.6)HI(脂肪族芳香族含量比为0100)。当脂肪族芳香族含量比为1000和79.420.6时，石油烃C10C40总危害商1，存在非致癌风险；综合非致癌效应的土壤风险控制值为8 168.58 mgkg-1。关键词：润滑油厂；污染场地；总石油烃；风险评估城镇工业化是城镇化过程的重要特征之一，也间接造成了城镇生态环境质量的下降。我国现代化城镇发展越来越重视对城镇生态环境的保护，已经实施了“退二进三”的改革政策，对农药、化工、印染、冶炼和石油等重污染企业推行“关、停、并、转、迁”等整治措施，但也遗留大量

3、污染地块亟需调查和修复1-3。石油烃污染地块由于量大、危害风险高和修复难度大等因素，已成为国内外污染地块修复的重要难题之一。据统计，加拿大约有60%的污染场地存在石油烃污染4，伊朗存在大量的石化产业和炼油公司5，美国挥发性有机物污染场地高达805个(污染场地占比64.7%)6，我国每年约7万t落地原油直接污染土壤7，这些污染地块严重影响了人类健康，因此开展石油烃污染场地风险评估十分必要8。总石油烃是碳氢化合物的混合物，其主要成分是大量的脂肪族烃(短链C8C16和长链C17C40)以及少量的芳香族化合物(15环)9。总石油烃对土壤生态系统具有较大潜在健康风险或生物风险10-11。人类健康风险评估

4、包括暴露评估和危害评估2个特征描述12，而总石油烃的危害评估一直是个难点。目前，国内外对总石油烃造成的人类健康影响和毒性值尚未确定，一般采用指示化合物或馏分作为指标来进行评价13。指示性化合物常存在含量低或者含量低于检测限的情况，可能造成残余烃的健康风险评估被低估14。以馏分为指标的风险评估方法可以更全面和准确地说明场地石油烃污染状况15。污染地块总石油烃分馏方法最早由美国的马萨诸塞州环境保护部(MADEP)16-17、总石油标准工作组(TPHCWG)18和加拿大不列颠哥伦比亚省(British Columbia)19开发并推荐使用的。2009年，美国环境保护局(US EPA)专门为超级基金计

5、划开发了各馏分的临时同行评审毒性值(PPRTV)20。目前，PPRTV被用于US EPA区域筛查水平(Regional Screening Levels)的毒性因子21，也成为国际常用来评价石油烃的毒性参数。我国污染场地风险评价起步相对较晚，虽然在2019年颁布了污染场地风险评估技术导则(HJ 25.32019)22(以下简称导则)，但是导则未给出石油烃馏分的毒性参数。为此，国内一些学者在开展石油烃污染场地风险评价中，常借鉴国外的馏分参数值。鉴于此，本研究以四川某润滑油污染地块为研究区域，结合对污染场地的污染源分析，采用分馏法对污染地块的石油烃进行风险评估，以期为我国污染地块的石油烃风险评估提

6、供方法借鉴。1 材料与方法(Materials and methods)1.1 研究地区概况研究区位于四川某润滑油厂搬迁旧址，总面积8600 m2，场地原润滑油加工厂主要是以废弃矿物油和废乳化油为原料，生产润滑油，已有15年生产历史。被强制关停后厂区内原构筑物被完全拆除，目前拆除场地仍处于闲置状态，厂区土壤存在明显石油烃污染。该污染地块地层主要由第四系全新统人工填土层(Q4ml)和第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)砂卵石地层组成，土层厚度约1.82.6 m，土壤层以下存在厚度较大的砂卵石层。污染地块周边环境敏感点有河流、农田和居民点，场地内地表无明显积水。1.2 样品采集与分析通过对研究区

7、原厂生产原料以及周围是否存在其他污染源等调研，鉴定该污染地块主要的危害物质23。按照场地环境调查技术导则(HJ 25.12014)24和场地环境监测技术导则(HJ 25.22014)25进行样品采集、保存与检测分析。根据导则要求的标准，研究区内共布设21个采样点(图1)，采用土壤剖面调查方法，剖面采样间隔为50 cm，剖面最大深度为250 cm(自上而下，分为A层(050 cm)、B层(50100 cm)、C层(100150 cm)、D层(100150 cm)、E层(200250 cm)，共采集土壤样品95个。样品采集后，快速放置在4 低温密闭保存、送检。检测指标包括挥发性有机物(VOCs)、

8、半挥发性有机物(SVOCs)、石油烃C10C40和重金属(铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)、铅(Pb)、镉(Cd)和砷(As)等。所有的检测项目均按照相关标准规范，由经计量认证合格或国家认证委员会认可(CMA认证)的检测单位进行测定。图1 土壤采样点分布Fig. 1 Distribution of soil samples1.3 方法运用Origin和ArcGIS软件对石油烃进行空间分析，按照导则中的推荐模型进行健康风险评估。根据风险评估的层次性，依次对场地进行危害识别、暴露评估、风险表征和风险的控制值计算。2 风险评估结果(Results of risk assessment)2.1 危害

9、识别土壤筛选值是初步判断和识别污染土壤是否存在环境风险的重要依据26。该研究区为商业服务业设施用地，根据土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(GB 366002018)27，以二类建设用地筛选值(4 500 mgkg-1)作为土壤标准值。根据检测结果(表1)，研究区污染物为石油烃C10C40，平均浓度为2 034.46 mgkg-1，10.34%的样品超过筛选值，最大浓度为1 1700 mgkg-1。运用Origin软件分析不同功能区石油烃浓度的水平和垂直分布特征(图2)，运用ArcGIS软件对分层土壤的石油烃浓度进行插值，形成不同分层土壤石油烃污染羽图(图3)。可以看出，不同区域土壤中

10、石油烃空间分布特征不同，主要与原厂用途不同有关。表1 超标污染物统计表Table 1 Statistical table of pollutants exceeding standard注：ND表示低于检测下限；石油烃含量单位为mgkg-1。Note: ND means below the lower limit of detection; the unit of petroleum hydrocarbons is mgkg-1.由图2可知，场地内石油烃C10C40主要污染区域为生产车间、室外原油堆放区、油桶堆放区、油罐堆放区和废水处理池，不同功能区石油烃C10C40垂直分布特征不同。具体表现

11、为：随着土壤深度增加，生产车间、室外原油堆放区和油桶堆放区石油烃C10C40浓度都呈先增后减的变化趋势，生产车间、室外原油堆放区石油烃C10C40浓度峰值出现在B层土壤，而油桶堆放区石油烃C10C40浓度峰值出现在D层土壤。油罐堆放区石油烃C10C40浓度呈正弦变化特征，在B层和E层土壤出现双峰值。废水处理池石油烃C10C40浓度呈余弦变化特征，在A层和C层土壤出现双峰值。由图2和图3可知，同一土壤层不同功能区域石油烃C10C40污染程度不同。在A层土壤中，室外原油堆放区和废水处理池污染比较严重；B层土壤中，室外原油堆放区污染最严重，且石油烃C10C40浓度远高于其他区域；C层土壤污染严重的区

12、域是废水处理池，其次是油桶堆放区和室外原油堆放区；D层和E层土壤中油桶堆放区污染最严重。图3 研究区分层土壤石油烃C10C40污染羽Fig. 3 The C10C40 pollution plumes of petroleum hydrocarbons in different soil layers in the study area图2 研究区不同功能区域石油烃C10C40分布特征注：OP为室外生产线；PW为生产车间；WT为废水处理池；OS为油罐堆放区；DS为油桶堆放区；COS为室外原油堆放区；CFS为燃煤堆放区；OA为办公区；LA为生活区；Layer AE分别表示样品采样深度为50、10

13、0、150、200和250cm。Fig. 2 Distribution acteristics of petroleum hydrocarbons C10C40 in different functional areas of the study areaNote: OP stands for area of outdoor production; PW stands for production workshop; WT stands for area of waste water treatment tank; OS stands for area of oil storage; DS s

14、tands for area of drum storage; COS stands for area of outdoor crude oil storage; CFS stands for area of coal-fired storage; OA stands for office area; LA stands for living area; AE layer mean the depth of sample is 50, 100, 150, 200 and 250 cm.高浓度的石油烃主要出现在室外原油堆放区、油桶堆放区、油罐堆放区和废水处理池，这是存放原材料和产品，处理污染废水

15、的区域，很可能是石油烃的污染源。不同的生产功能区域石油烃C10C40浓度最高的土壤层不一致，这是由于地下水流向、土壤结构等因素造成石油烃C10C40向下迁移的速率不同。2.2 暴露评估污染物进入人体的主要暴露途径有经口摄入、皮肤接触和呼吸吸入28。按照导则中的推荐的暴露参数(表2)22, 29和非致癌暴露模型式(1)(3)计算污染物的暴露量。表2 暴露参数选用表Table 2 Selection table of exposure parameters注：SAE=239H0.417BW0.517SER，*ABSd和*ABSgi参数来自于上海市建设用地土壤污染状况调查、风险评估、风险管控与修复方案编制、风险管控与修复效果评估工作的补充规定(试行)29，表格中其他的参数均来自于污染场地风险评估技术导则(HJ 25.32019)22。Note: SAE=239H0.417BW0.517SER,*ABSdand*ABSgiparameters are from the “SupplementaryProvisionsontheInvestigation,RiskAssessment,R