基于层次分析法-熵权法的污染地块异味污染物优先度评价方法——以农药类污染地块为例

土壤中异味污染物的风险管控已成为我国农药化工等行业污染地块环境管理的迫切需求。为筛查土壤优先控制异味污染物,研究基于土壤中挥发性异味污染物的迁移、暴露过程和危害效应的系统量化与分析,建立了污染地块异味污染物优先度评价指标体系;采用层次分析法-熵权法确定指标综合评价权重,分析了异味污染物优先度的影响因素,并选取3个农药类案例地块进行验证性评价。结果表明,构成地块异味污染物优先度排序指标体系第二层次的4个准则中,影响程度从高到低为：危害性、迁移性、防护性与暴露性;第三层次15个要素主客观综合权重范围为0.033 6~0.149 6,其中嗅阈值权重最高。案例地块异味污染物基于层次分析法-熵权法的优先度评价等级与基于实测数据通过异味活度值和健康风险影响评价的等级具有一致性。本研究结果可为异味污染地块优先控制异味污染物的筛查提供参考。     

MIL-101高效吸附测定土壤气中三氯乙烯及健康风险评估

为研究基于实测土壤气中ρ（三氯乙烯）计算风险值与Johnson-Ettinger联合Dual-Equilibrium Desorption（JE-DED）模型和J&E模型计算风险值的差异,在MIL-101、UIO-66、ZIF-8和MOF-801金属-有机骨架（MOFs）材料,球形活性炭、膨胀石墨碳吸附材料及HiSiv1000和HiSiv3000分子筛等3类8种吸附剂中筛选出吸附效率较高的MIL-101 MOF材料用以吸附并测定土壤气中ρ（三氯乙烯）,并将基于实测土壤气中ρ（三氯乙烯）计算的风险值与J&E模型和JE-DED模型计算的风险值进行比较.结果表明:①对于北京潮土和黑龙江黑土,J&E模型计算的风险值比基于实测土壤气中ρ（三氯乙烯）计算的风险值高2个数量级.②对于w（有机碳）较低的北京潮土,基于JE-DED模型计算的风险值比基于实测土壤气中ρ（三氯乙烯）计算的风险值高1个数量级,但比基于J&E模型计算的风险值低1个数量级,表明JE-DED模型预测结果更接近实际情况,但仍偏保守.③w（有机碳）较高的黑龙江黑土,JE-DED模型计算的风险值与基于实测土壤气中ρ（三氯乙烯）计算的风险值更接近,JE-DED模型可以比较准确地预测三氯乙烯的风险值.研究显示,采用土壤气中ρ（三氯乙烯）实测值和JE-DED模型进行风险评价在一定程度上可以避免J&E计算过于保守的问题,可以更加真实客观地反映场地污染程度而避免过度修复产生资源浪费.      

焦化场地典型多环芳烃类污染物精细化风险评估

为准确评估多环芳烃(PAHs)污染土壤对人体的健康风险,解决目前基于总量风险评估导致土壤PAHs修复目标值过严的问题,采用德国标准研究院颁布的生物可给性测试方式研究了石家庄某焦化厂土壤中苯并[b]荧蒽(BBF)、苯并[k]荧蒽(BKF)、苯并[a]芘(BAP)、茚并[1,2,3-cd]芘(IPY)和二苯并[a,h]蒽(...     

场地土壤修复目标值制定方法与政策

土壤污染物修复目标值的制定是污染场地环境管理的重要环节,制定科学合理的修复目标值是能否实现绿色可持续修复的关键。通过对比分析美国、英国、加拿大、澳大利亚等国家修复目标值的内涵、制定技术方法和决策管理机制,发现国内外关于土壤污染物修复的总体目标基本一致,即以保护人体健康和生态环境质量作为总体控制要求;但对于具体场地的定量修复目标值,国内外在制定依据、制定方法、决策管理机制等方面存在差异。我国主要在健康风险评估阶段,采用第一和第二层次风险评估方法确定修复目标值,而欧美国家主要基于全过程风险管理的决策管理机制,结合土壤中污染物的形态归趋和迁移转化规律,采用不同层次的风险评估,制定地块特征的修复目标值,保证健康风险和环境风险均达到可接受水平。借鉴国外经验,结合我国污染地块环境管理实践,提出土壤污染物修复目标值制定方法优化的建议：1) 统筹考虑人体健康风险和环境风险;2) 建立基于层次化、精细化的风险评估与修复目标值确定方法体系;3) 构建修复目标值动态适应性调整机制;4) 形成污染地块全过程风险管理机制。     

基于嗅觉效应的土壤二甲基二硫醚修复目标值制定

我国现行风险评估导则多采用基于土壤中污染物质量分数的Johnson-Ettinger(J&E)模型评估VOCs呼吸暴露健康风险,但对于土壤中异味污染物的特殊性考虑不足。以某农药污染地块土壤中异味污染物二甲基二硫醚为研究对象,分析了二甲基二硫醚在土壤与土壤气中的赋存状态,采用土壤气挥发通量与J&E模型分别计算室内呼吸暴露途径的健康与环境风险,探索基于异味污染物对人体嗅觉效应的土壤修复目标值制定方法。结果表明,土壤中二甲基二硫醚最高检出质量分数与土壤气挥发通量最大值检出点位一致,其余点位土壤气中二甲基二硫醚均有不同程度检出而土壤只有2个点位有检出;二甲基二硫醚作为挥发性比较强的有机物更容易赋存于土壤气相中,采用土壤气挥发通量测试结果来表征二甲基二硫醚的环境风险会更加客观可信。研究区域内二甲基二硫醚人体健康风险可接受,但室内暴露质量浓度最高值为5.28 mg·m⁻³,超过了污染物嗅阈值,存在异味引起的环境风险。基于嗅觉效应采用土壤气挥发通量制定的修复目标值为0.193 mg·kg⁻¹,相比J&E模型提高了一个数量级,修复方量减少约29.75%。基于土壤气挥发通量综合考虑健康风险和嗅觉阈值进行风险评估与土壤修复目标值的制定,既能确保异味污染地块安全利用,又在一定程度上避免了过度修复的问题。本研究结果可为异味污染地块的环境管理提供参考。     

焦化场地包气带区土壤苯的精细化风险评估

苯系物是以煤炭为原料的焦化企业主要挥发类有机污染物（VOCs）.我国现行技术导则在评估VOCs呼吸暴露健康风险时推荐Johnson-Ettinger（J&E）蒸气入侵模型,该模型简单易用,但在某些实际场地应用中存在过于保守的问题,采用双元平衡模型（Dual Equilibrium Desorption,DED）对J&E模型进行校正后可以在一定程度上克服该问题.基于河北省某焦化厂前期土壤调查结果,选取约30 000 m2污染较重的区域开展苯土壤气通量专项调查并进行精细化风险评估,采用J&E-DED模型计算苯的室内呼吸暴露途径健康风险,并与基于J&E模型和实测土壤气挥发通量计算的风险结果进行比较.结果表明:①基于J&E模型、J&E-DED模型、实测土壤气挥发通量计算研究区域土壤苯的致癌健康风险均超过1.00×10-6,对人体存在不可接受的致癌风险.②基于J&E-DED模型计算的风险值比基于J&E模型计算的风险值更接近于基于实测土壤气挥发通量计算的风险值.③当场地土壤性质偏砂性时,可为土壤气中VOCs的扩散迁移提供相对贯通的自由通道,致使整个污染区域土壤气的浓度和风险分布比较均匀.④对J&E-DED模型评估苯室内人体呼吸暴露健康风险时的敏感性参数进行分析发现,地基裂隙中空气体积比对结果的影响最明显（达190.6%）,影响最小的是土壤孔隙水体积比和土壤容重,其他参数对结果均有比较明显的影响.研究显示,该场地地质条件下,J&E-DED模型对于反映土壤中苯的人体健康风险具有较好的适用性,可以在一定程度上克服J&E模型计算结果过于保守的问题.      

基于土壤气挥发通量的污染场地三氯甲烷健康风险评估

我国现行技术导则在评估VOCs呼吸暴露途径健康风险时推荐Johnson-Ettinger(J&E)模型,该模型虽然简单易用,但在实际应用中存在过于保守的问题,采用双元平衡模型(dual equilibrium desorption, DED)对J&E模型进行校正后可以在一定程度上克服该问题.为准确评估实际场地中VOCs...     

基于DIN测试的场地土壤PAHs生物可给性及健康风险研究

为了解决目前基于总量风险评估导致土壤PAHs修复目标过严的问题,采用德国标准研究院(Deutsches Institut fur Normung)的方法(DIN 19738)研究了北京某焦化厂(BJ)、山东某钢铁厂(SD)、北京某钢铁厂(BG)和大连某农药厂(DL) 4个不同地区大型典型污染场地中荧蒽(FLT)、芘(PYR)、苯并[b]荧蒽(BBF)、苯并[a]芘(BAP)和茚并[1,2,3-cd]芘(IPY)5种PAHs的生物可给性,并探究了禁食及进食(奶粉、苹果)状态下生物可给性的变化.结果表明:①5种PAHs生物可给性随模拟胃肠液添加食物及种类的不同而有所不同.添加奶粉时BJ、SD、BG和DL场地土壤中FLT、PYR、BBF、BAP、IPY 5种PAHs的生物可给性范围分别为1.2%～4.2%、5.5%～15.7%、11.2%～18.0%、15.3%～68.5%,添加苹果时依次为0.2%～1.3%、0.8%～6.1%、1.3%～11.9%、21.7%～82.8%禁食状况下依次为0.2%～1.4%、0.6%～5.2%、0.7%～10.6%、20.8%～73.6%.②基于考虑和不考虑...     

污染地块土壤砷与苯并[a]芘生物可给性影响因素研究与模型预测

利用模型预测生物可给性比现场采样测试获取生物可给性检测结果耗时短、成本低。为探究砷 (As) 和苯并[a]芘 (BaP) 生物可给量与土壤性质之间的关系,统计了12篇文献和3份风险评估报告中As和BaP生物可给性、生物可给量和土壤性质数据,分析了生物可给量与土壤性质之间的关系,并基于逐步回归分析法和随机森林回归法构建了生物可给量的预测模型。结果表明：土壤中As的生物可给量与总量呈极显著正相关 (P<0.01) ,与土壤pH和CEC呈极显著负相关,BaP的生物可给量与总量呈极显著正相关,与土壤pH和粘粒质量分数呈极显著负相关性;分别采用逐步回归法和随机森林回归法构建了As和BaP生物可给量预测模型,综合比较2种模型训练集和测试集的R²大小,发现随机森林回归预测模型对生物可给量的预测结果优于逐步回归预测模型,且随机森林预测模型特征重要性与相关性分析结果一致;采用随机森林回归预测模型进行案例地块验证,验证结果表明,随机森林回归预测模型对6个典型污染地块As和BaP的生物可给量预测效果较好 (R²=0.97) 。研究结果可为重金属和半挥发性有机物污染地块中生物可给性的应用提供技术支持。