莫小榮，吳烈善，鄧書庭，陸春吉

1.廣西大學(xué)環(huán)境學(xué)院，南寧 530004 2.欽州學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，欽州 535000 3.廣西高校環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(廣西大學(xué))，南寧530004

某冶煉廠拆遷場(chǎng)地土壤重金屬污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

莫小榮1,2，吳烈善1,3,*，鄧書庭1，陸春吉1

1.廣西大學(xué)環(huán)境學(xué)院，南寧 530004 2.欽州學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，欽州 535000 3.廣西高校環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(廣西大學(xué))，南寧530004

按照環(huán)保部最新頒布實(shí)施的污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則(HJ 25.3—2014)，選取Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As 6種重金屬元素為主要污染物，結(jié)合Pearson相關(guān)分析及克里金差值法，對(duì)某冶煉廠拆遷場(chǎng)地土壤進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：拆遷場(chǎng)地土壤中重金屬污染集中于生產(chǎn)區(qū)及堆放場(chǎng)，污染程度為生產(chǎn)區(qū)≈堆放場(chǎng)>生活區(qū)，6種重金屬平均值低于《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》B級(jí)(HJ 350—2007)，Pb、Zn、Cd平均值高于廣西省和中國(guó)土壤元素背景值；相關(guān)分析表明Cu分別與Pb、Zn、Cr、As，Pb-Cr、Pb-As及Zn-Cd存在極顯著正相關(guān)關(guān)系；健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明生活區(qū)土壤中6種重金屬對(duì)人體健康不會(huì)產(chǎn)生不良或危害效應(yīng)；生產(chǎn)區(qū)和堆放場(chǎng)土壤中Cr存在致癌風(fēng)險(xiǎn)，As存在致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌危害。成人血鉛模型(ALM)計(jì)算得出生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)及堆放場(chǎng)中成人血鉛濃度值分別為4.98 μg·dL-1、5.04 μg·dL-1、5.03 μg·dL-1，低于成人血鉛濃度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)值5.8 μg·dL-1，且Pb的平均值低于國(guó)內(nèi)外居住用地土壤鉛環(huán)境基準(zhǔn)值。

重金屬；冶煉；拆遷場(chǎng)地；健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；血鉛模型

近年來(lái)，隨著“退城進(jìn)園”、“退二進(jìn)三”和“產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移”等政策的實(shí)施，大量工業(yè)企業(yè)被關(guān)停并轉(zhuǎn)、破產(chǎn)或搬遷，這些企業(yè)生產(chǎn)歷史悠久、工藝設(shè)備落后及經(jīng)營(yíng)管理粗放、環(huán)保設(shè)施缺乏，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染[1]。遺留下來(lái)的污染場(chǎng)地將作為城市建設(shè)用地，而工業(yè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)樯虡I(yè)用地和居住用地等，在一定程度上必然會(huì)給人們的健康帶來(lái)影響。目前，我國(guó)在礦區(qū)、冶煉區(qū)、廢棄廠區(qū)等易受重金屬污染的場(chǎng)地進(jìn)行了健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[2-9]，但大多都是引用、借鑒國(guó)外健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的經(jīng)驗(yàn)，而按照環(huán)保部頒布的污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行污染場(chǎng)地評(píng)價(jià)還比較少。

為了加快實(shí)現(xiàn)我國(guó)污染場(chǎng)地健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的規(guī)范性和科學(xué)性，確實(shí)完善和推廣符合我國(guó)國(guó)情的污染場(chǎng)地健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，本文按照環(huán)保部頒布實(shí)施的污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則(HJ 25.3—2014)[10]，以某冶煉廠拆遷場(chǎng)地土壤的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)為例，運(yùn)用評(píng)價(jià)結(jié)果為該工業(yè)用地是否適宜轉(zhuǎn)變?yōu)榫幼∮玫靥峁├碚撘罁?jù)，并為同行提供借鑒。

1 材料與方法 (Materials and Methods)

1.1 研究區(qū)域概況

該冶煉廠地處廣西某城區(qū)郊外，東臨郁江流域，南靠村莊，西北鋪設(shè)二級(jí)公路。企業(yè)總占地面積59 600 m2，前后經(jīng)歷白水泥生產(chǎn)、冶煉廢渣提取有價(jià)金屬的歷史變遷，而冶煉廢渣提取有價(jià)金屬環(huán)節(jié)是造成廠區(qū)污染的主要原因。有價(jià)金屬提取的原料來(lái)自原柳州鋅品廠煙囪灰、陸川銻廠浸出渣、來(lái)賓冶煉廠浸出渣及金城江環(huán)保冶煉廠的干銻渣等冶煉廢渣，年用量40 000 t。冶煉過(guò)程產(chǎn)生的二次廢渣量大、堆放無(wú)序，且企業(yè)又將這些廢渣用于平整廠區(qū)土地，造成廠區(qū)大面積土壤受廢渣污染。

1.2 土壤樣品的采集與測(cè)定

供試土壤來(lái)自廣西某冶煉廠拆遷場(chǎng)地內(nèi)，廠區(qū)分生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)及堆放場(chǎng)三大區(qū)域，根據(jù)各區(qū)域土地利用功能，生活區(qū)采用網(wǎng)格間距為65 m×65 m，生產(chǎn)區(qū)和堆放場(chǎng)采用網(wǎng)格間距為40 m×40 m的分區(qū)布點(diǎn)法對(duì)整個(gè)冶煉廠區(qū)進(jìn)行布點(diǎn)采樣，布點(diǎn)總數(shù)52個(gè)，采樣布點(diǎn)圖見(jiàn)圖1。同時(shí)，在冶煉廠區(qū)外東面3 km左右某中學(xué)附近采集3個(gè)土壤樣品作為對(duì)照點(diǎn)土壤。土壤樣品按照常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)法取樣，采樣深度為0～20 cm，土壤樣品經(jīng)過(guò)前處理、風(fēng)干、磨細(xì)過(guò)100目尼龍篩待測(cè)。測(cè)定項(xiàng)目包括土壤中的全Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As，樣品經(jīng)HF-HClO4-HNO3消煮，重復(fù)3次，定容后取上清液，Cu、Pb、Zn、Cd、Cr采用日本島津AA-7000原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定，As采用北京吉天SA-20原子熒光分析儀測(cè)定。通過(guò)加入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品(GB W07404)進(jìn)行質(zhì)量控制，各重金屬的回收率均在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參比物質(zhì)的允許范圍內(nèi)。

1.3 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

一般情況下，皮膚接觸、經(jīng)口吞食及呼吸攝入是污染物進(jìn)入人體的主要暴露途徑。不同污染物通過(guò)不同的攝入途徑所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)模型包括致癌物質(zhì)所致的健康危害模型和非致癌物質(zhì)所致的健康危害風(fēng)險(xiǎn)模型。

污染物的致癌效應(yīng)暴露量計(jì)算公式：

圖1 某冶煉廠區(qū)采樣布點(diǎn)圖

(1)

(2)

(3)

OISERca-經(jīng)口攝入土壤暴露量，kg土壤·kg-1體重·d-1；DCSERca-皮膚接觸途徑的土壤暴露量，kg土壤·kg-1體重·d-1；PISERca-吸入土壤顆粒物的土壤暴露量，kg土壤·kg-1體重·d-1。

污染物的非致癌效應(yīng)暴露計(jì)算公式：

(4)

(5)

(6)

OISERnc-經(jīng)口攝入土壤暴露量，kg土壤·kg-1體重d-1；DCSERnc-皮膚接觸的土壤暴露量，kg土壤·kg-1體重·d-1；PISERnc-吸入土壤顆粒物的土壤暴露量，kg土壤·kg-1體重·d-1。

根據(jù)技術(shù)導(dǎo)則及前人的研究[11-12]，結(jié)合當(dāng)?shù)鼐用竦膶?shí)際情況，確定適合當(dāng)?shù)厝巳旱谋┞对u(píng)價(jià)參數(shù)，見(jiàn)表1。其中，暴露皮膚表面積(SAE)根據(jù)公式：SAE=239×H0.417×BW0.517×SER計(jì)算。

1.4 風(fēng)險(xiǎn)表征

土壤中單一污染物致癌風(fēng)險(xiǎn)：

CRois=OISERca×Csur×SFo

(7)

CRdcs=DCSERca×Csur×SFd

(8)

CRpis=PISERca×Csur×SFi

(9)

CRn=CRois+CRdoc+CRpis

(10)

其中，CRois—經(jīng)口攝入土壤途徑的致癌風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)量綱；CRdcs—皮膚接觸土壤途徑的致癌風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)量綱；CRpis—吸入土壤顆粒物途徑的致癌風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)量綱；CRn—土壤中單一污染物(第n種)經(jīng)所有暴露途徑的總致癌風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)量綱；Csur—表層土壤中污染物濃度，mg·kg-1。

土壤中單一污染物危害商：

(11)

(12)

(13)

HIn=HQois+HQdoc+HQpis

(14)

表1 暴露參數(shù)的選取Table 1 The selection of exposure factors

其中，HQois—經(jīng)口攝入土壤途徑的危害商，無(wú)量綱；HQdcs—皮膚接觸土壤途徑的危害商，無(wú)量綱；HQpis—吸入土壤顆粒途徑的危害商，無(wú)量綱；SAF—暴露于土壤的參考劑量分配系數(shù)，無(wú)量綱；HIn—土壤中單一污染物(第n種)經(jīng)所有暴露途徑的危害指數(shù)，無(wú)量綱。Csur—表層土壤中污染物濃度，mg·kg-1。單一污染物致癌風(fēng)險(xiǎn)為10-6，危害商為1。

致癌斜率因子及參考劑量是健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的重要參數(shù)，二者主要根據(jù)技術(shù)導(dǎo)則并結(jié)合浙江省污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則(DB33/T 892—2013)[13]得到，見(jiàn)表2。重金屬Cu、Zn、Cr、Cd、As 均具有慢性非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)，而As、Cr和Cd同時(shí)具有致癌風(fēng)險(xiǎn)。致癌效應(yīng)參數(shù)包括呼吸吸入致癌斜率因子(SFi)、經(jīng)口攝入致癌斜率因子(SFo)、皮膚接觸致癌斜率因子(SFd)；非致癌效應(yīng)參數(shù)包括呼吸吸入?yún)⒖紕┝?RfDi)、經(jīng)口攝入?yún)⒖紕┝?RfDo)和皮膚接觸參考劑量(RfDd)。

1.5 鉛的風(fēng)險(xiǎn)表征

由于鉛對(duì)兒童認(rèn)知能力和神經(jīng)系統(tǒng)的強(qiáng)烈毒性，人們認(rèn)為不存在允許鉛暴露量最低限值的安全水平，因此在對(duì)鉛污染的毒性評(píng)價(jià)時(shí)不再采用RfD/RfC方法[14]。國(guó)際上廣泛使用IEUBK模型和成人血鉛模型(ALM)推導(dǎo)出居住用地和商業(yè)/工業(yè)用地土壤鉛環(huán)境基準(zhǔn)值，進(jìn)而對(duì)污染場(chǎng)地進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。文中采用成人血鉛模型(ALM)逆推出成人血鉛濃度值并與基準(zhǔn)值對(duì)比，同時(shí)將拆遷場(chǎng)地土壤中Pb的平均值與國(guó)內(nèi)外關(guān)于居住用地土壤鉛環(huán)境基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，以完成對(duì)Pb的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

2 結(jié)果(Results)

2.1 拆遷場(chǎng)地重金屬統(tǒng)計(jì)特征值

表3分別列出拆遷場(chǎng)地內(nèi)生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)及堆放場(chǎng)土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As的污染水平，污染程度為生產(chǎn)區(qū)≈堆放場(chǎng)>生活區(qū)。生活區(qū)土壤中各重金屬變異系數(shù)較小，污染物分布較均勻；生產(chǎn)區(qū)和堆放場(chǎng)土壤中各重金屬變異系數(shù)較大，這與廢渣來(lái)源、性質(zhì)及有價(jià)金屬提取工藝有關(guān)，導(dǎo)致污染物局部污染嚴(yán)重。3個(gè)區(qū)域重金屬偏度均大于0，屬于偏正態(tài)分布。

表2 污染物的毒性參數(shù)Table 2 Parameters of pollutants toxicity

表3 污染場(chǎng)地重金屬含量Table 3 The contents of heavy metals in soils of the contaminated site

注：ND表示未檢出。重金屬含量單位為mg·kg-1。

Note: ND means not detected.The unit of heavy metal is mg·kg-1.

表4 土壤元素背景值及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 4 The background values and standards of soil element

注：背景值單位為mg·kg-1。

Note:The unit of soil element is mg·kg-1.

與表4對(duì)比，生活區(qū)土壤中Pb、Zn、Cd、As平均值分別為對(duì)照點(diǎn)平均值的2.01、1.63、1.45、1.31倍，中國(guó)土壤元素背景值的4.43、2.62、14.94、1.31倍，Pb、Zn、Cd平均值分別為廣西省土壤元素背景值的4.80、2.53、5.43倍。

生產(chǎn)區(qū)土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、As平均值分別為對(duì)照點(diǎn)平均值的1.05、2.70、3.83、6.27、5.81 倍，是中國(guó)土壤元素背景值的1.15、5.95、6.15、64.61、5.81倍，Pb、Zn、Cd、As分別是廣西省土壤元素背景值的6.45、6.04、23.47、3.18倍。

堆放場(chǎng)土壤中Pb、Zn、Cd、As平均值分別為對(duì)照點(diǎn)平均值的2.64、4.70、4.86、5.06倍，是廣西省土壤元素背景值的6.29、7.40、18.20、2.77倍，Cu、Pb、Zn、Cd、As平均值分別為中國(guó)土壤元素背景值的1.01、5.81、7.54、50.09、5.06倍。

生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)及堆放場(chǎng)土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As的污染水平均低于《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》B級(jí)(HJ 350—2007)。文中以展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)作為污染場(chǎng)地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，主要基于我國(guó)目前沒(méi)有發(fā)布實(shí)施關(guān)于居住用地的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而該標(biāo)準(zhǔn)的土壤利用方式與廠區(qū)規(guī)劃用地使用方式接近。另外，此標(biāo)準(zhǔn)的A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)代表的是土壤未受污染的環(huán)境水平，B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)代表的是污染土壤是否須要實(shí)施土壤修復(fù)工程的行動(dòng)值，B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)更適合廠區(qū)的土壤狀況。

根據(jù)各個(gè)采樣點(diǎn)重金屬含量平均值，運(yùn)用克里金插值法繪制拆遷場(chǎng)地土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As的濃度分布圖(圖2)。從圖中可直觀看出，土壤中重金屬元素污染濃度在空間分布上表現(xiàn)出較明顯的集中富集特征且主要集中于生產(chǎn)區(qū)及堆放場(chǎng)區(qū)域，生活區(qū)受污染較輕。

2.2 相關(guān)性分析

表5為冶煉廠內(nèi)土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As元素之間的Pearson相關(guān)分析結(jié)果。從表中可看出，Cu與Pb、Zn、Cr、As，Pb-Cr、Pb-As，Zn-Cd均極顯著正相關(guān)，Pb-Zn，Zn與Cr、As，Cd-As、Cr-As顯著正相關(guān)，表明這些重金屬元素之間同源性較高，可能存在相同的賦存形態(tài)或環(huán)境效應(yīng)。

2.3 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，一般用污染介質(zhì)濃度的95%UCL值來(lái)反映污染場(chǎng)地土壤總體污染水平，并以此作為暴露點(diǎn)濃度進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算。根據(jù)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型式(1)～(14)，結(jié)合表2毒性參數(shù)SF和RfD值及表3中各重金屬濃度的95%UCL值，計(jì)算Cu、Zn、Cr、Cd、As可能引起敏感人群的健康危害風(fēng)險(xiǎn)(表6)。

表5 污染場(chǎng)地土壤中重金屬的相關(guān)系數(shù)Table 5 The correlation coefficients of heavy metals in soils

注：“*”和“**”分別表示在0.05和0.01水平上顯著相關(guān)。

Note: “*”and“**”mean significant correlation at 0.05 and 0.01,respectively.

圖2 冶煉廠內(nèi)土壤重金屬污染濃度分布圖(mg·kg-1)

表6 冶煉廠內(nèi)土壤重金屬人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果Table 6 The health risk assessment results of heavy metals in the smelting sity

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，生活區(qū)土壤中Cu、Zn、Cr、Cd、As對(duì)人體的致癌風(fēng)險(xiǎn)(CRn)在風(fēng)險(xiǎn)水平10-6內(nèi)，危害商(HIn)小于1，表明生活區(qū)土壤對(duì)人體健康不會(huì)產(chǎn)生不良或危害效應(yīng)。生產(chǎn)區(qū)和堆放場(chǎng)土壤中Cr對(duì)人體的致癌風(fēng)險(xiǎn)(CRn)分別為1.03E-05、1.18E-05，超出了風(fēng)險(xiǎn)水平10-6，存在致癌風(fēng)險(xiǎn)；生產(chǎn)區(qū)和堆放場(chǎng)土壤中As對(duì)人體的危害商(HIn)分別為1.31、1.12，致癌風(fēng)險(xiǎn)分別為1.30E-05、1.11E-05，超出危害商1和風(fēng)險(xiǎn)水平10-6，As對(duì)人體健康存在致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌危害。

健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，生產(chǎn)區(qū)和堆放場(chǎng)土壤中Cr、As對(duì)人體健康均產(chǎn)生危害，而表3數(shù)據(jù)顯示二者平均值均低于展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中Cr的平均值還低于中國(guó)土壤元素背景值和廣西省土壤元素背景值，出現(xiàn)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果與選用標(biāo)準(zhǔn)、背景值相矛盾。根據(jù)污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則，計(jì)算出Cr基于經(jīng)口吞食、皮膚接觸及呼吸攝入3種暴露途徑綜合致癌效應(yīng)的土壤風(fēng)險(xiǎn)控制值為4.32 mg·kg-1，控制值遠(yuǎn)小于中國(guó)土壤元素背景值、廣西省土壤元素背景值及展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；As基于同上3種暴露途徑綜合致癌效應(yīng)和非致癌效應(yīng)的土壤風(fēng)險(xiǎn)控制值分別為0.595 mg·kg-1和58.95 mg·kg-1，控制值小于展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。因此，出現(xiàn)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果與選用標(biāo)準(zhǔn)、背景值相矛盾的原因在于Cr、As的土壤風(fēng)險(xiǎn)控制值均低于選用標(biāo)準(zhǔn)及其背景值。

健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果與選用標(biāo)準(zhǔn)、背景值相矛盾反映了2個(gè)問(wèn)題：一為以展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作為居住用地評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于寬松，如該標(biāo)準(zhǔn)中As的土壤修復(fù)行動(dòng)值為80 mg·kg-1，遠(yuǎn)高于美國(guó)環(huán)保局區(qū)域篩選值(RSL)中居住用地土壤篩選值0.39 mg·kg-1，沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)保障居住用地土壤環(huán)境質(zhì)量和人群的健康；二為我國(guó)污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則中暴露參數(shù)的取值偏保守，存在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果偏大及土壤風(fēng)險(xiǎn)控制值過(guò)嚴(yán)之嫌。

2.4 鉛的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

由于污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則不適用于Pb的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，本文采用目前國(guó)際上廣泛應(yīng)用的成人血鉛模型(ALM)，分別計(jì)算出拆遷場(chǎng)地生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)及堆放場(chǎng)的成人血鉛濃度值分別為4.98 μg·dL-1、5.04 μg·dL-1、5.03 μg·dL-1，低于成人血鉛濃度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)值PbBadult= 5.8 μg·dL-1[17]。鑒于鉛對(duì)兒童的強(qiáng)烈毒性，國(guó)內(nèi)外關(guān)于居住用地對(duì)人體的健康影響大都基于兒童健康風(fēng)險(xiǎn)制定鉛的土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值[18-22]，文中將拆遷場(chǎng)地內(nèi)Pb的濃度值與國(guó)外內(nèi)外研究的居住用地和商業(yè)/工業(yè)用地土壤鉛環(huán)境基準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比(表7)，可知拆遷場(chǎng)地中生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)及堆放場(chǎng)土壤中Pb的平均值均低于國(guó)內(nèi)外居住用地和工業(yè)/商業(yè)用地土壤基準(zhǔn)值。

3 討論(Discussions)

(1)拆遷場(chǎng)地內(nèi)重金屬污染空間分布不均，集中富集于生產(chǎn)區(qū)及堆放場(chǎng)，生活區(qū)受污染較輕，污染程度為生產(chǎn)區(qū)≈堆放場(chǎng)>生活區(qū)，拆遷場(chǎng)地土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As的污染水平均低于《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但Pb、Zn、Cd平均值均高于廣西省和中國(guó)土壤元素背景值。

表7 部分地區(qū)和國(guó)家鉛的土壤環(huán)境指導(dǎo)值/標(biāo)準(zhǔn)值Table 7 Soil lead guideline values of some countries and areas

(2)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，生活區(qū)土壤中Cu、Zn、Cr、Cd、As對(duì)人體健康不會(huì)產(chǎn)生不良或危害效應(yīng)；生產(chǎn)區(qū)和堆放場(chǎng)土壤中Cr存在致癌風(fēng)險(xiǎn)，As存在致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌危害。

(3)文中Cr和As的健康風(fēng)險(xiǎn)控制值分別為4.32 mg·kg-1和0.595 mg·kg-1，均高于土壤元素背景值，原因較為復(fù)雜，一方面可能為控制值的計(jì)算過(guò)程參數(shù)取值偏保守，造成控制值過(guò)嚴(yán)；另一方面可能由于Cr和As對(duì)人體的毒性強(qiáng)，二者對(duì)人體健康產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)或危害的濃度閾值很低，即使在背景值下也有可能對(duì)人體健康產(chǎn)生威脅。

(4)根據(jù)成人血鉛模型(ALM)計(jì)算拆遷場(chǎng)地內(nèi)生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)及堆放場(chǎng)中成人血鉛濃度值分別為4.98 μg·dL-1、5.04 μg·dL-1、5.03 μg·dL-1，低于成人血鉛濃度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)值PbBadult=5.8 μg·dL-1，且拆遷場(chǎng)地中Pb的平均值低于國(guó)內(nèi)外居住用地土壤鉛環(huán)境基準(zhǔn)值。

(5)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，暴露參數(shù)及毒性參數(shù)是計(jì)算過(guò)程中的主導(dǎo)參數(shù)，是決定環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因子，我國(guó)的污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則中部分污染物毒性參數(shù)不完善及暴露參數(shù)偏保守，例如Cu、Zn等多個(gè)污染物皮膚吸收效率因子(ABSd)數(shù)據(jù)缺失；六價(jià)鉻的毒性遠(yuǎn)大于三價(jià)鉻，因此鉻的毒性參數(shù)分別給出總鉻及六價(jià)鉻，而三價(jià)砷的毒性也遠(yuǎn)大于五價(jià)砷，是否也應(yīng)該給出總砷和三價(jià)砷的毒性參數(shù)；致癌效應(yīng)平均時(shí)間(ATca)取的是72年(26 280=72×365)是否過(guò)長(zhǎng)等。污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則的日益完善是推動(dòng)我國(guó)環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系日益健全的當(dāng)務(wù)之急。

[1] 劉乙敏,李義純,肖榮波.西方國(guó)家工業(yè)污染場(chǎng)地管理經(jīng)驗(yàn)及其對(duì)中國(guó)的借鑒[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2013,22(8): 1438-1443

Liu Y M,Li Y C,Xiao R B.Management experience of industrial contaminated sites in western countries and its implications for China [J].Ecology and Environmental Sciences,2013,22(8): 1438-1443 (in Chinese)

[2] 臧振遠(yuǎn),趙毅,尉黎,等.北京市某廢棄化工廠的人類健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2008,3(1): 48-54

Zang Z Y,Zhao Y,Wei L,et al.Human health risk assessment of an abandoned chemical plant in Beijing [J].Asian Journal of Ecotoxicology,2008,3(1): 48-54 (in Chinese)

[3] 楊彥,于云江,李定龍,等.電子廢棄物拆解場(chǎng)多氯聯(lián)苯含量及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2012,32(4): 727-735

Yang Y,Yu Y J,Li D L,et al.Concentration and health risk assessment of PCBs in E-waste dismantling field [J].China Environmental Science,2012,32(4): 727-735 (in Chinese)

[4] 林曉峰,胡恭任,于瑞蓮,等.泉州市主要工業(yè)區(qū)土壤重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].有色金屬,2011,63(2): 297-301

Lin X F,Hu G R，Yu R L,et al.Health risk assessment of heavy metals in main industrial park soil of Quanzhou [J].Nonferrous Metals,2011,63(2): 297-301 (in Chinese)

[5] 吳烈善,莫小榮,曾東梅,等.廢棄鉛鋅冶煉廠重金屬污染場(chǎng)地的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2014,9(3): 603-608

Wu L S,Mo X R,Zeng D M,et al.Health risk assessment of heavy metal pollution of abandoned lead-zinc smelting plant [J].Asian Journal of Ecotoxicology,2014,9(3): 603-608 (in Chinese)

[6] US EPA.Risk-based Concentration Table [S].Philadelphia P A: United States Environmental Protection Agency，2000

[7] US EPA.Supplemental guidance for developing soil screening levels for superfund sites [S].Washington D C: United States Environmental Protection Agency，2001

[8] Tserenpil S,Liu C Q.Study of antimony (Ⅲ) binding to soil humic acid from an antimony smelting site [J].Microchemical Journal,2011,98: 15-25

[9] Luo X S,Ding J,Xu B,et al.Incorporating bioaccessibility into human health risk assessments of heavy metals in urban park soils [J].Science of the Total Environment,2012,424: 88-96

[10] 環(huán)境保護(hù)部.HJ 25.3-2014 污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則[S].北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2014

[11] 陳奔,邱海源,郭彥妮,等.尤溪鉛鋅礦集區(qū)重金屬污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[J].廈門大學(xué)學(xué)報(bào)： 自然科學(xué)版,2012,51(2): 245-251

Chen B ,Qiu H Y,Guo Y N,et al.Heavy mental contamination and health risk assessment in the zinc mine set area of Youxi,China [J].Journal of Xiamen University： Natural Science,2012,51(2): 245-251 (in Chinese)

[12] 徐友寧,張江華,柯海玲,等.某金礦區(qū)農(nóng)田土壤重金屬污染的人體健康風(fēng)險(xiǎn)[J].地質(zhì)通報(bào),2014,33(8): 1239-1252

Xu Y N ,Zhang J H,Ke H L,et al.Human health risk under the condition of farmland soil heavy metals pollution in a gold mining area [J].Geological Bulletin of China,2014,33(8): 1239-1252 (in Chinese)

[13] 浙江省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.DB33/T 892-2013 浙江省污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則[S].杭州： 浙江省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，2013

[14] DEFRA and Environment Agency.Contaminants in soil: Collation of toxicological data and intake values for humans [R].Swindon: The R&D Dissemination Centre,2002

[15] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局,中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.中國(guó)土壤元素背景值[M].北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1990: 87-90,330-496

[16] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局,國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.HJ 350-2007 展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫行) [S].北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2007

[17] 張園,劉寒,單標(biāo),等.鉛污染場(chǎng)地的人類健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)本地化模型研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然版,2014(3): 443-448

Zhang Y,Liu H,Dan B,et al.Research on adult blood lead risk assessment model and model localization [J].Journal of Shandong Agricultural University: Natural Science Edition,2014(3): 443-448 (in Chinese)

[18] 楊彥,李曉芳,王瓊,等.基于人體健康模型(IEUBK、ALM)的溫嶺地區(qū)土壤環(huán)境鉛基準(zhǔn)值研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2014,34(7): 1808-1817

Yang Y,Li X F,Wang Q,et al.Lead benchmarks for soil based on human health model ( IEUBK and ALM) in Wenling region [J].Acta Scientiae Circumstantiae,2014,34(7): 1808-1817 (in Chinese)

[19] 張紅振,駱永明,章海波,等.基于人體血鉛指標(biāo)的區(qū)域土壤環(huán)境鉛基準(zhǔn)值[J].環(huán)境科學(xué),2009,34(10): 3036-3042

Zhang H Z,Luo Y M,Zhang H B,et al.Development of lead benchmarks for soil based on human blood lead level in China [J].Environmental Science,2009,34(10): 3036-3042 (in Chinese)

[20] US EPA.Region 6 Human Health Medium-Specific Screening Levels [EB/OL].http://www.deq.state.ok.Us/lpdnew/HW/02screentable.pdf,2009-01

[21] US EPA.Region 9 PRG Table [EB/OL].Http://www.epa.Gov/region09/superfund/prg/index.Html,2009-01

[22] Ferguson C,Darmendrail D,Freier K,et al.Risk Assessment for Contaminated Sites in Europe.Volume 1: Scientific Basis [M].Nottingham: LQM Press,1998

◆

Health Risk Assessment of Heavy Metal in Soil of Demolished Smelting Site

Mo Xiaorong1,2,Wu Lieshan1,3,*,Deng shuting1,Lu Chunji1

1.College of Environmental Science and Engineering,Guangxi University,Nanning 530004,China 2.Resources and Environmental Sciences College,Qinzhou University,Qinzhou 535000,China 3.Guangxi Universities Key Laboratory of Environmental Protection (Guangxi University),Nanning 530004,China

13 November 2014 accepted 27 January 2015

According to the technical guidelines for risk assessment of contaminated sites (HJ 25.3-2014),health risk assessment of the demolished smelting site was conducted by selecting six kinds of heavy metals as major pollutants which were Cu,Pb,Zn,Cd,Cr,and As,meanwhile,by combining with the methods of Pearson correlation analysis and Kriging.Results showed that workshop and storage areas were mainly contaminated while residential areas were mildly polluted.The averages of the six heavy metals concentration were lower than the standard of soil quality assessment for exhibition sites (HJ 350-2007),but Pb,Zn,Cd were higher than the background values in soils of Guangxi Province and China.The positive correlation were observed coefficients among Cu with Pb,Zn,Cr,As,besides Pb-As,Pb-Cr and Zn-Cd.According to the results of health risk assessment,the six kinds of heavy metals in the residential area soil exert insignificant didn’t have adverse or harmful effects on human health,but Cr showed carcinogenic risk and As showed non-carcinogenic and carcinogenic risks at both workshop and storage areas.Based on adult lead model (ALM) the calculated adult blood lead concentration of residential area was 4.98 μg·dL-1,while in workshop area was 5.04 μg·dL-1and in storage area was 5.03 μg·dL-1,lower than the standard value of adult blood lead concentration 5.8 μg·dL-1.Then,the means of adult blood lead concentrations in residential area,workshop and storage areas were lower than the values of those in both domestic and foreign residential land.

smelting; demolished site; heavy metal; health risk assessment; blood lead level model

農(nóng)村環(huán)境連片綜合整治專項(xiàng)；廣西自然科學(xué)基金(桂科自0728010)聯(lián)合資助

莫小榮(1988-)，女，碩士，主要研究方向?yàn)樯鷳B(tài)修復(fù)、污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，E-mail: mo.xr@qq.com；

*通訊作者(Corresponding author)，E-mail: wls@gxu.edu.cn

10.7524/AJE.1673-5897.20141113003

2014-11-13 錄用日期：2015-1-27

1673-5897(2015)4-235-09

X171.5

A

吳烈善(1966-)，男，博士，教授、碩士生導(dǎo)師，主要研究領(lǐng)域?yàn)榄h(huán)境污染控制工程.

莫小榮，吳烈善，鄧書庭,等.某冶煉廠拆遷場(chǎng)地土壤重金屬污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào)，2015,10(4): 235-243

Mo X R,Wu L S,Deng S T,et al.Health risk assessment of heavy metal in soil of demolished smelting site [J].Asian Journal of Ecotoxicology,2015,10(4): 235-243 (in Chinese)