解家军 曾钦春
重庆渝佳环境影响评价有限公司,重庆 400042
摘要:土壤重金属污染场地是全球性的环境问题,具有隐蔽性、累积性、不可逆性、难治理性等特点。土壤重金属污染场地风险评估包括危害识别暴露评估、毒性评估-风险表征-确定修复目标等环节。修复措施包括物化稳定、工程修复、农艺调控、植物修复等技术措施,未来应关注技术措施创新及污染调查与修复过程管理。
关键词:土壤;重金属污染;场地;风险评估;修复措施
土壤重金属污染是由于人类活动所产生的重金属物质(Pb、Cd、Cr、Hg、As、Zn等)进入土壤,当积累一定程度后致使土壤丧失自净能力产生特性与质量的变化。土壤重金属污染具有隐蔽性、累积性、不可逆性、难治理性。污染土壤构成污染场地,目前污染场地已经成为了全球范围内的环境问题[1]。且由于污染修复、防治的不到位造成污染危害事件频频出现。本文概述了土壤重金属污染场地风险评估与修复措施,供各位读者共同讨论。
一、土壤重金属污染场地风险评估
1、危害识别
危害识别的内容为依据现场调查获取场地的资料(土地利用方式、场地概况、污染物),结合使用目标场地的目的等,收集污染物的排放、迁移、归宿等(污染源、污染分布、污染受体)数据从中识别污染物的种类、暴露途径、周围的环境敏感点。
2、暴露评估
暴露评估的主要目的为了解土壤污染物对敏感人群的暴露量和途径(手口摄入、皮肤接触、呼吸吸入等),具体评价过程中应当首先确定暴露目标,然后明确暴露途径、模型、参数。可与污染物的毒性评价相结合定在环境介质中污染物的迁移模型、敏感人群的暴露模型[2]。基于此计算场地敏感人群摄入土壤污染物对应的暴露量,表征污染物对人体的危害。
3、毒性评估
在危害识别的基础上应对场地危害人体健康的效应(致癌、非致癌等)进行评估分析以确定重金属污染物的相关毒性参数。
4、风险表征
风险表征的主要内容为在暴露评估和毒性分析的基础上利用风险评估模型计算某种污染物经由某种暴露途径的风险值等数据来表征某种污染物的致癌风险值、危害指数、土壤的重金属污染物总致癌风险值与危害指数。再者还应进行重金属污染物不同暴露途径危害的不确定性分析,包括关键参数取值和贡献率的敏感性分析(需要进行风险空间表征)。
5、确定修复目标
如果风险无法接受则应进一步确定修复目标,通过计算致癌风险、非致癌风险、地下水等的土壤限制提出土壤修复的建议目标。
二、修复措施
目前国内的土壤修复工作已经从理论层次逐渐上升至实用阶段,研究人员在一些典型的污染地区进行微生物固定化技术、预制床异位生物修复技术等开展修复试验,在北京、重庆、沈阳等地开展的相关实践已取得了一定的修复成果。其中植物修复技术应用较为广泛,在引领国际前沿研究方向发挥了重要作用。
1、修复技术
1.1物化稳定
物化稳定也称为钝化,是指向污染土壤中添加钝化材料来调节理化性质以吸附、沉淀、氧化还原、络合等系列反应来改变重金属形态、降低生物有效性。钝化材料主要包括有机、无机、微生物、复合钝化剂[3]。其中石灰、磷矿石、沸石等无机钝化剂的应用最为广泛,近年来生物质炭、纳米材料等新型改良剂也逐渐登上土壤重金属污染修复的舞台。
1.2工程修复
常见的方法有表层剥离、客土覆盖、深耕稀释等,具有操作简单、见效快、效果稳定等优势。但也具有成本高、工程量大等局限[4],如云南某地客土修复点,单运土成本就达到了15万元/hm2。另外所需洁净土的获取难度较大,且具有批次差异难以均匀混合,容易造成理化性质差异及肥力降低。
1.3农艺调控
即通过农艺方法(功能性肥料、科学管理水分等)措施来干预重金属污染,能够直接或间接实现土壤修复。例如淹水管理能够降低Eh,增加Fe、Mn等阳离子含量,逐渐提升PH从而增加Cd离子的吸附,抑制农作物吸收Cr。但实际应用中水分管理容易受到季节降水和灌溉水源的影响,南方9-10月降水减少,推测与晚稻Cd积累比早稻高密切相关。
1.4植物修复
植物修复技术主要为以超积累植物为主体的植物吸取修复,具有绿色无污染、不会损害土壤结构等优点备受青睐,在大面积重金属污染土壤修复中具有广泛的应用。具有代表性的为As超级累植物蜈蚣草、伴矿景天、Cd超级累植物东南景天。在修复植物的后处理方面目前主要采用热解与焚烧。
2、修复技术对策
在土壤修复过程中存在极少考虑土壤自然属性、肥力、自净能力,以及修复前调查难以细致开展、修复方案可行性不强、修复过程缺乏建立等技术、非技术问题[5]。鉴于此笔者认为:①应当重视技术创新,包括加强修复技术的基础创新,提升技术的效率与适应性。同时应注重加快修复技术的模式和集成创新,加强技术联用来发挥个各术的优势、提升机械化程度、降低修复成本等。②注重污染调查与修复过程管理:做好土壤重金属污染的调查、监测、评估技术及设备的研发,完善土壤环境管理体系,加强修复前的调查评估并制定合理的修复目标、方案,筛选出经济、简易、因地制宜的技术措施,综合去除重金属、降低有效性、肥力、重金属吸收、理化性质等角度评估修复成果,从而形成土壤重金属污染物场地修复的完成体系。
结束语
我国土壤污染防治工作整体起步较晚,尤其是初期计划经济时代,由于环保意识的缺乏导致大量有毒有害废渣的直接填埋或堆放,致使我国重金属土地污染的地值较高、污染区域大、种类多、程度高。鉴于此应参考国外先进的修复经验、并结合我国土地利用方式、因地制宜的选择修复技术,建立土壤环境保护机构,健全土壤环境调查、监测、评价制度,严格管控污染土壤环境风险,切断重金属污染源、促进土壤规范化管理。
参考文献
[1]邱爱华.土壤固化稳定化在某重金属污染场地的应用[J].城市地理,2018(4X):214-215.
[2]陈奇亮.砷品厂遗留场地土壤重金属污染分析与风险评估[J].环境与发展,2019,31(1):31-32.
[3]王积才,张朝,谢雨呈,等.重金属污染场地土壤风险筛选值关键影响因子研究——以砷为例[J].生态毒理学报,2018,13(6):178-188.
[4]许云海,邵军,黄逢秋,等.湘西某电解锰废弃场地土壤中重金属垂直分布特征及其修复效果评价[J].广东化工,2019,46(19):146-150.
[5]钟振宇,杜红花,陈灿,等.某工业区遗留场地土壤重金属污染及健康风险评价[J].湘潭大学自然科学学报,2018,40(3):73-79.