基于居住用地规划室内蒸汽入侵模型修正的污染场地健康风险评估研究

发布时间：2020-09-09 09:24

　　生态环境部2018年颁布的《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)根据用地类型提出了筛选值与管制值的概念,并规定“建设用地土壤中污染物含量等于或者低于风险筛选值的,土壤污染风险一般情况下可以忽略”、“建设用地土壤中污染物含量高于风险管制值,对人体健康通常存在不可接受风险,应当采取风险管控或修复措施”。标准中同时规定,建设用地污染场地土壤修复目标值主要依据《污染场地风险评估技术导则》、《污染场地土壤修复技术导则》等相关技术要求确定,但不得高于管制值。因此基于健康风险评估结果的风险控制值是污染场地土壤修复目标值选择的重要依据。对于我国石油、化工、农药等行业遗留的大量涉及具有挥发性有机物的污染场地,其污染物致癌途径主要考虑经口摄入、皮肤接触、吸入土壤颗粒物、室外蒸汽入侵(吸入室外来自表层、下层土壤气态污染物途径)和室内蒸汽入侵(吸入室内来自下层土壤气态污染物)。研究表明,该类型污染场地健康风险主要是由室内蒸汽入侵暴露途径导致的致癌效应。目前国内主要采用生态环境部于2014年发布的《污染场地健康风险评估技术导则》中的JE模型对室内蒸汽入侵途径暴露量进行评估。JE模型适用于欧美国家带草坪与花园居住情景,现阶段我国居住用地一般为高层住宅小区,最底层居住性质的室内底部通常为地下车库,室内并不与地下车库直接联通,直接套用该模型将导致致癌风险评估结果偏大,从而使致癌风险控制值计算过小。基于前人研究,对该模型进行修正,并对基于模型修正前后的风险控制值与筛选值、管制值进行对比分析,选择合适修复目标。具有挥发性有机污染物分为半挥发性有机物(semi-volatile organic compounds,SVOCs)和挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)。因此本文选取以SVOCs和VOCs为主要污染物的污染场地为研究对象,对场地主要污染物进行健康风险评估,并针对JE模型及修正后模型的室内蒸汽入侵评估结果和致癌风险贡献率进行对比研究。分析模型修正前后的致癌风险控制值和《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)筛选值、管制值的吻合度。主要取得了以下研究成果和结论:(1)场地A主要污染物为苯并(a)芘,属于SVOCs类。JE模型修正前,苯并(a)芘总致癌风险达到9.66×10~(-5),接近1×10~(-4)。其致癌风险主要来自于经口摄入和室内蒸汽入侵暴露途径,贡献率分别达到47.8%和39.3%。模型修正后,苯并(a)芘的总致癌风险为2.69×10~(-5),经口摄入暴露途径致癌风险贡献率由原来的47.8%增加到85%,而室内蒸汽入侵暴露途径的致癌风险由3.8×10~(-5)减小到3.44×10~(-19)。(2)场地B主要评估污染物为苯,属于VOCs类。室内蒸汽入侵暴露模型后,苯的总致癌风险由原来的7.96×10~(-5)变为2.51×10~(-7)。模型修正前苯的致癌风险主要来自于室内蒸汽入侵暴露途径,贡献率达到99.68%,修正后,室内蒸汽入侵暴露途径的致癌风险由7.94×10~(-5)减小到5.34×10~(-23)。(3)场地A苯并(a)芘模型修正前后的致癌风险控制值分别为0.048mg/kg、0.087 mg/kg,仍远小于第一类用地筛选值,主要原因为苯并(a)芘经口摄入致癌斜率因子(SFo)较大,经口摄入途径也是其主要致癌暴露途径。场地A需修复的方量为20952m~3,成本为1168万元。(4)模型修正前后场地B苯的致癌风险控制值为0.05mg/kg、9.26 mg/kg,模型修正后,其致癌风险控制值小于其第一类用地管制值,表明修正后风险控制值与《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)吻合较好。模型修正前后地B苯污染区域需修复土壤方量分别为178480m~3和21692m~3,修复成本分别为1.66亿元、2600万元,模型修正后的需修复方量约为修正前的12.2%。
【学位单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X820.4
【部分图文】：

示意图,模型,示意图,致癌风险

我国住宅建筑设计一般为高层住宅小区，与欧美国家带草坪不同[45]，据图 1-1 所示，最底层居住性质的室内底部通常为地下车与地下车库直接联通，所以在该情景下，简单使用《导则》中 J&E蒸汽入侵暴露途径致癌风险并不符合实际情况。将 J&E 模型结合点修正已有较少报道[67]，但没有考虑到半挥发性污染物或室内蒸最主要致癌暴露途径的风险控制值问题，亦未与《土壤环境质量污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）筛选值与管制值进行此本文选取以 SVOCs 和 VOCs 类为主要污染物且规划为居住用地例，结合高层住宅小区建筑物结构特点使用修正后的室内蒸汽入侵《导则》的相关要求对场地主要污染物进行健康风险评估，对 J&E模型的室内蒸汽入侵评估结果和致癌风险贡献率进行对比研究，并的致癌风险控制值和《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控GB36600-2018）筛选值、管制值的吻合度进行分析，以期对我国涉污染物的化工、农药类遗留污染场地的风险管控、修复以及标准中值的制定提供新的思路。

技术路线图

工艺流程图,工艺流程图,场地,氯化塔

11图 2-1 药业公司工艺流程图（场地 A）Fig. 2-1 Process flow chart of the pharmaceutical company（siteA）②化工厂生产阶段该化工厂生产工艺流程见图 2-2，具体为：用泵将邻（对）氯甲苯打入氯化塔（上部进料），氯气从液氯钢瓶经气化、氯气缓冲罐、干燥后，计量从氯化塔底进入。氯化反应生成的氯化氢气体经冷却，分液后送降膜吸收塔制成 30%的盐酸，尾气进碱破坏塔洗涤后高空排放。氯化液经加碱中和氯化液中溶解的 HCl 和部分残留 Cl2气后到分馏塔进行蒸馏，塔顶气体冷凝、冷却后回收未反应邻（对）氯甲苯返回氯化塔，得到邻（对）氯氯苄，一部分回流到分馏塔，另一部分作为产品到邻（对）氯氯苄成品槽。

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