农药场地阿特拉津污染风险评价及修复范文

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摘要：对我国典型农药厂遗留场地的土壤和土壤气中阿特拉津浓度进行调查，发现阿特拉津浓度超过美国环保局第9区分局“区域筛选值”。污染物检出超标点主要是由生产过程中的污染排放或泄漏造成的，超标点位阿特拉津存在沿土壤垂直剖面向下转移的趋势。以口腔摄入和皮肤接触为暴露途径的健康风险评价的结果表明，该场地存在不可接受的致癌风险和超过安全值的环境风险。

关键词：阿特拉津；致癌风险；非致癌危害商；修复策略

随着我国城市化进程的推进和产业结构的调整，近年来许多较发达城市中的工业污染企业被逐步关闭或搬离主城区。但是企业关闭或搬迁后遗留场地多数污染较严重，存在较大安全隐患[1-2]。我国现代农业的发展对人工合成的农药依赖性较强，阿特拉津（Atrazine，又名莠去津）是常用的一种除草剂，其结构稳定，半衰期较长，易残留[3]，在农田土壤[4-7]、河流[8]、地下水[9]中均有较高浓度的阿特拉津。阿特拉津暴露会影响人体免疫系统和生殖系统，从而威胁人体健康[10-12]。阿特拉津在水中溶解度为33mg/L（25℃，38.5μPa）[16]，土壤有机碳-水分配系数Koc为25~155[17]，其容易被雨水、灌溉水淋溶至较深土层，进而污染地下水[18-19]。污染场地未经修复治理直接进行二次开发利用可能存在严重的环境与健康风险[22]。2004年的北京宋家庄地铁站、2006年的苏州郭巷和武汉三江地产都因为污染场地开发造成工人的急性中毒。因而开展农药污染场地阿特拉津分布调查和健康风险评价研究，确定可接受风险水平的土壤修复目标值，将健康风险评估应用于场地修复对策中，对污染场地的妥善处置和为二次开发利用提供合理的修复策略具有重要的指导作用和现实意义。本研究开展了对某典型农药厂遗留场地土壤中阿特拉津污染分布和垂向分布的研究，评估了阿特拉津对公众健康可能造成的风险，并根据场地特征和健康风险评价提出修复目标和修复策略。

1材料与方法

1.1案例场地

研究场地为某农药厂搬迁遗留场地，整个区域有围墙与周边进行隔断，面积约12万m2（180亩）。农药厂场地土壤组成主要为碎石、粉土和黏土。场地主要构筑物包括生产区（原料车间、阿特拉津车间、豆草灵车间、乙草胺车间、废水处理区域、乙草胺合成车间、苯磺隆车间）与生活区（办公室、维修车间、清水池、空地、地下仓库、厂区空地）。未来场地土地利用类型规划为居住小区和商业用地。

1.2采样分析

初步调查在农药厂场地布置14个采样点，每个采样点采集0~0.5m、0.5~1m、1~3m、3~5m不同深度的土壤进行污染物浓度分析，发现该场地内乙胺车间和废水处理区域土壤中的阿特拉津浓度较高。然后对场地内疑似污染区域进行详细调查。以初步调查A12、A7、A10重点超标样品点位为中心，在每个点位的东、西、南、北四个方向上以5m、10m、20m的距离间隔设置采样点位，取样深度1m、3m、5m、7m、9m、11m，共采集样品100个。采用Geoprobe建立土壤监测井，采集土壤气样品，监测井建立后密封24h，然后将连接导管和采样器的特氟龙管伸入井内指定深度。将采集的活性碳管进行包装，整理，采用低温保温箱保存。阿特拉津有机污染物采用USEPA8270D气相色谱-质谱联用法进行检测。使用标准品（标准样品值8.000μg/mL）评估仪器的准确度，得到相对误差为4.34%。样品测定过程中，按照USEPA要求，每20个样品设置一组平行样，平行样的相对误差为9%。所有样品分析测试前均加入一定量的回收率指示物（硝基苯-d5和对三联苯-d14）以确保样品分析的准确性，样品的加标回收率为68%~81%。

1.3风险评估

土壤中阿特拉津主要通过口腔摄入和皮肤接触污染土壤给人体健康带来风险。不同暴露途径风险评估模型参数参考《污染场地风险评估技术导则》（HJ25.3—2014）。本单一污染物的致癌风险包括：经口摄入土壤和皮肤接触土壤两种暴露途径。土壤中单一污染物致癌风险计算公式：CRois=OISERca×Csur×SFo（1）CRdcs=DCSERca×Csur×SFd（2）公式中：CRois为经口摄入土壤途径致癌风险，无量纲；CRdcs为皮肤接触土壤途径的致癌风险，无量纲；Csur为表层土壤中污染物浓度，mg•kg-1；SFo为经口摄入致癌斜率因子，（mg污染物•kg-1体重•d-1）-1；SFd为皮肤接触致癌斜率因子，（mg污染物•kg-1体重•d-1）-1；DCSERca为皮肤接触途径的土壤暴露量（致癌效应），kg土壤•kg-1体重•d-1。本单一污染物的非致癌危害商包括：经口摄入土壤和皮肤接触土壤两种暴露途径。土壤中单一污染物危害商计算公式：公式中：HQois为经口摄入土壤途径的危害商，无量纲；HQdcs为皮肤接触土壤途径的危害商，无量纲；SAF为暴露于土壤的参考计量分配系数，无量纲；OISERnc为经口摄入土壤暴露量（非致癌效应），kg土壤•kg-1体重•d-1；RfDo为经口摄入参考剂量，mg污染物•kg-1体重•d-1；RfDd为皮肤接触参考剂量，mg污染物•kg-1体重•d-1；DCSERnc为皮肤接触途径的土壤暴露量（非致癌效应），kg土壤•kg-1体重•d-1。

2结果与讨论

2.1土壤中阿特拉津污染现状

该农药厂场地各功能区不同深度土壤样品阿特拉津含量统计分析见表1。不同土层阿特拉津浓度范围为：<0.5~1020mg•kg-1，污染物浓度变化显著。以美国环保局第9区分局“区域筛选值（RegionalScreeningLevles）”总表中“土壤阿特拉津浓度不应超过2.4mg/kg”为标准，场地内超标点位主要分布于生产区，其中浓度最高值出现在厂区污水处理厂附近。对各采样点位中有高浓度检出的土壤污染区域A7、A10、B4和B9进行不同土壤深度的污染物浓度分析，各采样点位的污染物浓度剖面如图1所示。B4点位污染物浓度随深度增加逐渐增大，在0~0.5m、0.5~1m的范围内阿特拉津未检出，1~3m间阿特拉津的浓度低于标准值2.4mg/kg，而在7m深度污染物浓度值达到1020mg/kg；A10点位随着深度的增加污染物浓度先减小后增大，最大浓度出现在5m处，最大浓度值为236mg/kg；B9和A7点位均随深度增加呈现污染物浓度先增大后减小的规律，最大污染浓度均出现在1m深度。总体上阿特拉津在该场地土壤中存在明显的向下迁移的趋势，不同点位因土壤岩性和理化性质差异产生不同的浓度分布规律。阿特拉津是半挥发性有机物，需对土壤气进行分析。如表2所示，几个采样点的土壤气中均未检出阿特拉津，表明该场地的土壤气对人体健康不具有危害。

2.2健康风险评价

通过对污染物深度分布的分析，本次风险评价将场地土壤分为三层（0~2m、2~5m和5~10m），分别计算致癌风险和非致癌危害商。在场地的风险评价中，一般采用浓度的95%置信水平上限值（UpperConfidentLevel，简称UCL）反映总体污染水平[20]。本场地调查点位各土壤层次中样品检测结果的95%置信区间上限如表3所示。场地未来土地利用类型为住宅用地，暴露人群为成人和儿童。《污染场地风险评估技术导则》（HJ25.3—2014）规定，单一污染物可接受致癌风险水平为10-6，非致癌效应的单一污染物可接受危害商为1。评估结果如表4所示：阿特拉津在0~2m、2~5m、5~10m均存在高于风险接受水平的致癌风险，经口摄入和经皮肤接触均大于10-6。其中非致癌风险在0~2m和2~5m略小于单一污染物可接受危害商，但5~10m经口摄入途径存在较高的危害商，为1.84，非致癌总风险为2.29。说明该场地土壤存在显著的致癌和非致癌风险。由于土壤阿特拉津具有不可接受的致癌与非致癌危害商，故需计算土壤风险控制值作为修复目标值，目标值与非致癌危害商修复目标值如表5所示。场地风险评估结果显示，如不采取相应的风险管控和修复举措，未来居民的健康风险将超过可接受风险水平。

3修复对策

3.1修复目标确定

为确保该场地未来开发为住宅的安全性，将阿特拉津经口摄入的致癌风险值确定为土壤修复目标值，即2.77mg/kg。

3.2修复策略

健康风险评价结果显示该场地土壤5～10m深度风险已超过0～2m的表层土壤。因为阿特拉津主要通过经口摄入和皮肤接触给人体健康带来风险，无其他暴露途径。深层土壤虽然具有较高的致癌风险，但没有暴露途径就不会危害人体健康，故从经济性角度考虑，对深度大于2m的土壤采取工程管控措施，切断暴露途径。对表层土壤（0～2m）进行修复即可。土壤修复技术分为原位修复和异位修复两种，原位修复即对污染物就地处置，使之得以降解和减毒，不需要建设昂贵的地面环境工程基础设施和远程运输，操作维护起来比较简单，成本低廉，对周边环境影响较小；异位修复是将受污染土壤从场地发生污染的原来位置挖掘或抽提出来，搬运或转移到其他场所或位置进行治理修复的土壤修复技术，操作成本高，应用性比原位土壤修复低。综合考虑该污染场地污染状况和经济技术因素，拟对表层土壤选用原位修复技术进行修复，可通过原位物理修复法（包括土壤气相抽提、电动分离、改土法和热处理法）、原位化学修复法（包括原位化学淋洗法、原位化学氧化-还原法、原位化学固化/稳定化法）和原位生物修复法（包括植物修复和微生物修复）进行。综上，深层土壤工程管控+表层土壤原位修复策略不仅清除污染时间短，还能减少修复土方量，更具经济性。

4结论

（1）该农药厂场地的阿特拉津污染主要分布在生产区域，废水处理区域最为严重。阿特拉津主要集中在0～10m深度范围内，污染物垂向迁移趋势明显。（3）该场地规划为商住用地时，场地阿特拉津在0~2m、2~5m、5~10m中均存在高于风险接受水平的致癌风险和非致癌危害商，在场地二次开发利用前需要先进行修复。（4）对本场地的治理策略需结合健康风险评估，采取表层土壤（0～2m）原位修复，深度大于2m的土壤进行工程控制，既对居民达到可接受水平，也更具经济性。

参考文献

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作者：王金梅 温其谦 陈国栋 单位：秦皇岛市固体废物管理中心