廉 歡，于 瀟，鞠振宇，梅祖明

（上海市巖土工程檢測(cè)中心，上海 200436）

目前隨著上海城市化進(jìn)程和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移步伐的加快，大多數(shù)持久性有機(jī)物污染場(chǎng)地面臨用地功能的轉(zhuǎn)化和二次開(kāi)發(fā)，如商業(yè)用地、居民住宅等[1-2]。場(chǎng)地的潛在污染會(huì)對(duì)其后續(xù)利用中人體健康和環(huán)境安全造成威脅。多環(huán)芳烴（PAHs）是指2個(gè)或2個(gè)以上的苯環(huán)以稠環(huán)或非稠環(huán)的形式相連接的化合物，一般揮發(fā)性較弱，難降解，易持久存在于土壤和地下水中[3]。PAHs是一類(lèi)廣泛存在于環(huán)境中的持久性有機(jī)污染物，具有強(qiáng)烈的致癌、致畸和致突變性[4]。PAHs對(duì)土壤環(huán)境造成的污染已成為全球性重大環(huán)境與公共健康問(wèn)題之一，我國(guó)土壤環(huán)境中PAHs污染問(wèn)題也尤為突出。

本文以上海某PAHs污染場(chǎng)地為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)該場(chǎng)地內(nèi)土壤的PAHs污染物濃度與我國(guó)的建設(shè)用地以及農(nóng)用地的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)、內(nèi)梅羅指數(shù)法進(jìn)行污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，同時(shí)利用質(zhì)量基準(zhǔn)法和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)法評(píng)價(jià)該場(chǎng)地內(nèi)土壤樣品中PAHs污染情況及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

1 場(chǎng)地概況

項(xiàng)目區(qū)位于上海市，北距外環(huán)高速約3.8 km，南距中環(huán)路約3.3 km，西距滬太路約1.9 km，東距南北高架路約1.7 km。場(chǎng)地東西寬266 m，南北長(zhǎng)128 m，總占地面積約33314 m2（49.97 畝）。

該場(chǎng)地原為包裝材料、金屬制品、運(yùn)輸物流、倉(cāng)儲(chǔ)、專(zhuān)用設(shè)備制造等行業(yè)的工業(yè)用地，小部分地塊曾作為居民住宅用地使用（見(jiàn)圖1）。

圖1 場(chǎng)地利用現(xiàn)狀示意圖Fig.1 Schematic diagram of the status of site utilization

該場(chǎng)地淺部地層主要以細(xì)顆粒組成的黏性土、粉性土為主，具水平層理，黏性土中一般夾有薄層粉砂。

2 調(diào)查研究方法

2.1 采樣點(diǎn)位布設(shè)

根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求[5-6]，結(jié)合該地塊的特點(diǎn)和面積，場(chǎng)地整體上按照不大于40 m×40 m的網(wǎng)格系統(tǒng)布點(diǎn)法兼顧專(zhuān)業(yè)判斷法共布設(shè)21個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)（見(jiàn)圖2），其中11個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)分三層采集土壤樣品，10個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)分兩層采集土壤樣品。

2.2 樣品采集及分析

對(duì)采樣點(diǎn)位進(jìn)行GPS精確定位后，使用Geoprobe鉆機(jī)進(jìn)行土壤和地下水監(jiān)測(cè)井的鉆孔，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)裝置PID和XRF的檢測(cè)結(jié)果判斷污染程度。分兩層采樣的土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)分別采集表層土壤（0～0.20 m）和深層土壤（0.20 m～地下水水位以上）；分三層采樣的土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)分別采集表層土壤（0～0.20 m）、深層土壤（0.20 m～地下水水位以上）和飽和層土壤（地下水水位以下）。

圖2 采樣點(diǎn)位布設(shè)圖Fig.2 Sampling point layout

3 結(jié)果與討論

3.1 土壤中8種PAHs結(jié)果分析

根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018），場(chǎng)地內(nèi)的56個(gè)土壤樣品共檢測(cè)8種PAHs，分別是萘、苯并(a)蒽、?、苯并(b)蒽、苯并(k)蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽。

土壤樣品中的多環(huán)芳烴檢出情況如表1和圖3所示，其中MW2和MW6兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的表層土壤樣品MW2-1和MW6-1中的苯并(a)芘超過(guò)了《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）中第一類(lèi)用地篩選值（0.55 mg/kg）和《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618-2018）中農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值（0.55 mg/kg），分別超過(guò)了第一類(lèi)用地篩選值和農(nóng)用地篩選值（0.55 mg/kg）的1.2倍和0.9倍。

由表1和圖3可知，該地塊內(nèi)表層土壤樣品MW2-1中∑8PAHs的累積量最高，MW6-1次之，其余土壤樣品除MW1-1的累積量處于中等水平外均處于極低水平。由濃度累積條形圖可以看出苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、苯并(b)熒蒽、苯并(a)蒽是對(duì)∑8PAHs貢獻(xiàn)較大的四項(xiàng)指標(biāo)。

表1 土壤樣品實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果Table 1 Summary of laboratory analysis results of soil samples

圖3 場(chǎng)地內(nèi)多環(huán)芳烴檢出匯總結(jié)果Fig.3 Summary results of detection of polycyclic aromatic hydrocarbons in the site

3.2 土壤中8種PAHs的組分特征

如表2所示，場(chǎng)地內(nèi)土壤樣品中8種多環(huán)芳烴檢出率最高的是苯并(a)蒽、茚并(1,2,3-cd)芘和苯并(a)芘，檢出率均為10.71%，其次是?、苯并(b)蒽和苯并(k)蒽，檢出率為8.93%。8種多環(huán)芳烴的檢出樣品平均濃度含量最高的為?，其次為苯并(b)蒽；平均濃度含量高低順序?yàn)?＞苯并(b)蒽＞苯并(a)芘＞苯并(a)蒽＞茚并(1,2,3-cd)芘＞苯并(k)蒽＞萘＞二苯并(a,h)蒽。根據(jù)化合物環(huán)數(shù)劃分，4環(huán)多環(huán)芳烴占總8種多環(huán)芳烴的50%，其次為5環(huán)的多環(huán)芳烴，占37.5%，占比最低的為2環(huán)的多環(huán)芳烴為12.5%。綜合上述結(jié)果表明，該場(chǎng)地8種PAHs中高環(huán)多環(huán)芳烴（4環(huán)和5環(huán)）的檢出率高于萘（2環(huán)）。

3.3 土壤中PAHs污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

以我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)[7-8]中8種PAHs的第一類(lèi)用地標(biāo)準(zhǔn)限值，為進(jìn)一步分析評(píng)價(jià)場(chǎng)地內(nèi)土壤樣品中的PAHs對(duì)場(chǎng)地造成的影響，利用內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)場(chǎng)地內(nèi)土壤樣品中PAHs的污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表2 場(chǎng)地內(nèi)檢出的多環(huán)芳烴的組分特征Table 2 Composition characteristics of polycyclic aromatic hydrocarbons detected in the site

式中：P為PAHs的內(nèi)梅羅指數(shù)；ci為PAHsi的實(shí)測(cè)濃度，mg/kg；Si為PAHsi的限量值，mg/kg；下標(biāo)max ave分別為最大值和平均值。根據(jù)內(nèi)梅羅指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果，可將土壤分為清潔（P≤0.7）、尚清潔（0.7＜P≤1.0）、輕污染（1.0＜P≤2.0）、中污染（2.0＜P≤3.0）和重污染（P＞3.0）5個(gè)等級(jí)。

由表3可知，該場(chǎng)地內(nèi)的MW2和MW6兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的表層土壤樣品MW2-1和MW6-1處于輕污染水平，MW1的表層樣品MW1-1處于尚清潔水平，其余采樣點(diǎn)樣品均屬于清潔水平。由此說(shuō)明場(chǎng)地內(nèi)的MW2和MW6兩個(gè)采樣點(diǎn)位土壤中已存在PAHs的累積現(xiàn)象，應(yīng)給予足夠的重視。同時(shí)該污染評(píng)價(jià)結(jié)果與上文中的表層土壤中苯并(a)芘的超標(biāo)現(xiàn)象的結(jié)論一致。

表3 場(chǎng)地內(nèi)土壤樣品PAHs內(nèi)梅羅指數(shù)Table 3 Nemero index of soil samples PAHs

3.4 土壤中PAHs生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

迄今為止，國(guó)內(nèi)外尚未建立統(tǒng)一的土壤PAHs生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)方法，已有方法大都以定性分析為主，并不能作為PAHs生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的全面可靠的方法來(lái)使用，因而本文選擇沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)法和沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)法兩種方法綜合判斷土壤樣品中PAHs的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[9-10]。

（1）質(zhì)量基準(zhǔn)法

參考LONG等[11]給出的污染物效應(yīng)區(qū)間低值（ERL）和效應(yīng)區(qū)間中值（ERM），采用質(zhì)量基準(zhǔn)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。若污染物濃度＜ERL，則極少產(chǎn)生負(fù)面生態(tài)效應(yīng)；若ERL≤污染物濃度≤ERM，會(huì)偶爾發(fā)生負(fù)面生態(tài)效應(yīng)；若污染物濃度＞ERM，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)負(fù)面生態(tài)效應(yīng)。

由表4可知，場(chǎng)地內(nèi)的有3個(gè)樣品的苯并(a)蒽和二苯并(a,h)蒽超過(guò)了ERL值，有2個(gè)樣品的和苯并(a)芘超過(guò)了ERL值，但均未超過(guò)ERM值，說(shuō)明存在出現(xiàn)生物有害效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，處于極少產(chǎn)生負(fù)面生態(tài)效應(yīng)的水平；此外，未列出ERL值和ERM值的苯并(b)蒽、苯并(k)蒽和茚并(1,2,3-cd)芘只要在環(huán)境中被檢出，即說(shuō)明該場(chǎng)地存在一定的負(fù)面生態(tài)效應(yīng)；綜上結(jié)果表明，該場(chǎng)地存在著一定的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

表4 質(zhì)量基準(zhǔn)法評(píng)價(jià)結(jié)果（μg/kg）Table 4 Evaluation results of quality benchmark method (μg/kg)

（2）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)法

2007年加拿大魁北克省頒布“沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”[12]，本文選取質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)法，利用該標(biāo)準(zhǔn)中包含的5個(gè)閾值對(duì)土壤中的PAHs進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。5個(gè)閾值分別為生物毒性影響的罕見(jiàn)效應(yīng)水平（REL）、臨界效應(yīng)水平（TEL）、偶然效應(yīng)水平（OEL）、可能效應(yīng)水平（PEL）和頻繁效應(yīng)水平（FEL）。這5個(gè)閾值的劃分可作為環(huán)境管理（修復(fù)、疏浚、控制污染排放等）執(zhí)行對(duì)策的參考標(biāo)準(zhǔn)。用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的5個(gè)閾值來(lái)評(píng)價(jià)該場(chǎng)地土壤PAHs的污染程度，結(jié)果見(jiàn)表5。將各土壤樣品8種PAHs中至少有 1 種超過(guò)低值標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)位編號(hào)列于表中，將各點(diǎn)位的均值濃度按閾值區(qū)間進(jìn)行劃分。

結(jié)果表明，根據(jù)均值濃度劃分結(jié)果除二苯并(a,h)蒽介于PEL和FEL之間外，其余7種PAHs介于OEL和PEL之間，即二苯并(a,h)蒽的生物毒性影響效應(yīng)水平為可能效應(yīng)水平到頻繁效應(yīng)水平；其余7種PAHs的生物毒性影響效應(yīng)水平為偶然效應(yīng)水平到可能效應(yīng)水平之間。MW2-1和MW6-1樣品的8種PAHs的不良生物毒性效應(yīng)的發(fā)生可能較其他點(diǎn)位樣品大，其余場(chǎng)地內(nèi)土壤樣品MW4-2、MW6-2、MW6-3、MW7-1樣品中的8種PAHs的不良生物毒性效應(yīng)發(fā)生的可能性基本不會(huì)發(fā)生。

綜合質(zhì)量基準(zhǔn)法和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)法可以看出，該場(chǎng)地內(nèi)8種PAHs單體化合物均會(huì)對(duì)生物體造成一定的不良生物效應(yīng)，其中包含沒(méi)有最低安全值的苯并(b)蒽、苯并(k)蒽以及茚并(1,2,3-cd)芘。此外，有必要對(duì)MW2和MW6兩個(gè)點(diǎn)位開(kāi)展PAHs污染來(lái)源調(diào)查以及生態(tài)修復(fù)研究，對(duì)其余監(jiān)測(cè)點(diǎn)位需加強(qiáng)后續(xù)監(jiān)測(cè)并制定詳細(xì)控制計(jì)劃[13-14]。

表5 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)法評(píng)價(jià)結(jié)果（μg/kg）Table 5 Evaluation results of quality standard method (μg/kg)

4 結(jié)論

（1）表層土壤樣品MW2-1和MW6-1中的苯并(a)芘超過(guò)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值（0.55 mg/kg），分別超過(guò)了第一類(lèi)用地篩選值和農(nóng)用地篩選值（0.55 mg/kg）的1.2倍和0.9倍，場(chǎng)地內(nèi)土壤樣品8種PAHs中，高環(huán)多環(huán)芳烴（4環(huán)和5環(huán)）的檢出率高于萘（2環(huán)）。

（2）根據(jù)內(nèi)梅羅指數(shù)分析結(jié)果可知，該場(chǎng)地內(nèi)的MW2和MW6兩個(gè)采樣點(diǎn)位土壤中已存在PAHs的累積現(xiàn)象，應(yīng)給予足夠的重視。

（3）質(zhì)量基準(zhǔn)法和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)法的結(jié)果表明，有必要對(duì)場(chǎng)地內(nèi)MW2和MW6兩個(gè)點(diǎn)位開(kāi)展PAHs污染來(lái)源調(diào)查以及生態(tài)修復(fù)研究，對(duì)其余監(jiān)測(cè)點(diǎn)位需加強(qiáng)后續(xù)監(jiān)測(cè)并制定詳細(xì)控制計(jì)劃。