（环境工程专业论文）基于人体健康风险评估的污染场地管理与修复研究.pdf

摘要 长期以来我国污染治理的重心主要集中在水处理和大气处理方面，而对土壤 污染因其隐蔽性、滞后性、累积性、难治理性等特点，导致国家及公众对土壤污 染的重视程度远远不够。现今我国土壤污染已经表现出多源、复合、面广、持久、 毒害的现代环境污染特征，正从常量污染物转向微量持久性毒害污染物，其对人 体健康和生态环境危害已逐渐显现。 国内在污染场地管理与修复上刚刚起步，没有建立起我国土壤污染防治体系， 对污染场地是否需要修复，修复至何种程度，采取何种修复技术方案往往依据不 足，存在较大的盲目性。而近年来世界各国在场地管理实践中已充分认识到污染 场地的复杂性和污染物质的理化特性，对人体健康和环境形成的潜在风险具有很 大的差异。因此，对污染场地进行人体健康风险评价，建立基于人体健康风险评 估为污染场地管理的决策基础，是今后国际上污染场地管理的必然趋势。 本文在研究我国现今在污染场地管理上的不足，结合国外发达国家在污染场 地的管理及人体健康风险评价研究成果的基础上，尝试构建基于人体健康风险评 估的污染场地管理与修复技术方法体系，主要包括污染场地筛选、场地健康风险 评估、风险沟通及风险管理四个步骤。该方法以污染场地的健康风险评估结果为 污染场地是否需要进行修复的决策依据，并以保护人体健康为目的确定需要采取 修复措施的修复行动目标及筛选合适的修复技术。本文主要进行了以下几方面的 研究工作： ( 1 ) 提出通过筛选浓度值对污染场地进行筛选。本文通过设定基于完全保 护人体健康的场地筛选浓度值对污染场地进行初步筛选，选择监测浓度大于筛选 值的场地采取进一步的调查评估，避免对人体健康危害较小的场地投入过多的工 作量和资金，便于把资源合理分配到最需要的场地。 ( 2 ) 引入完整的污染场地人体健康风险评估方法，解答污染场地潜在的风 险大小，并设置基于健康风险的土壤修复基准，判定污染场地是否需要采取修复 行动。同时为风险管理提供科学的、法律上站得住脚的依据。 ( 3 ) 设置风险沟通环节，完善风险评估和拟采取的修复措施，提升公众对 实际风险的了解程度和降低情绪化的反应。 ( 4 ) 针对污染场地环境特征及土地利用类型设定合理的修复行动目标，避 免了对所有场地都“一刀切”地采用相同的修复目标，增加了修复行动的可执行 性。 ( 5 ) 建立一套修复技术筛选方法，在众多的修复技术中选择成本效率高、 可执行性强的修复技术方案。 关键词：污染场地；管理与修复技术方法体系；人体健康风险评估；筛选浓 度值；修复风险基准值；风险沟通；修复技术筛选； a b s t r a c t t h ec e n t e rf o rp o l l u t i o nt r e a t m e n ti nc h i n ah a sb e e nm o s t l yf o c u s e do nw a t e r a n da i rp o l l u t i o nt r e a t m e n tf o ral o n gt i m e ，w h i l en e g l e c tt h es o i lc o n t a m i n a t i o n b e c a u s eo fi t sc h a r a c t e r i s t i co f t h ec o n c e a l m e n t 、t h el a g ，t h ec u m u l a t i v e 、t h er e f r a c t o r y s o i lc o n t a m i n a t i o ni nc h i n ah a ss h o w e dam u l t i s o u r c e ，c o m p l e x ，b r o a d ，l a s t i n g ， h a r m f u lc h a r a c t e r i s t i c so ft h em o d e me n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n ，a n dh a st r a n s f o r m e d f r o mc o n s t a n tt r a c ec o n t a m i n a n t st o p e r s i s t e n t t o x i cp o l l u t a n t s ，a n di s g r a d u a l l y e m e r g i n gt h eh a z a r d so fh u m a nh e a l t ha n d t h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t i nc h i n a ，t h ec o n t a m i n a t e ds i t e sm a n a g e m e n ta n di t sr e m e d yi sj u s tab e g i n n i n g ， h a sn o te s t a b l i s h e dt h ep o l l u t i o np r e v e n t i o na n dc o n t r o ls y s t e mf o rs o i l ，s ow ec a n t d e c i d ew h e t h e rt h ec o n t a m i n a t e ds i t en e e dar e h a b i l i t a t i o n ，r e m e d yt ow h a te x t e n t ，a n d t a k ew h i c hk i n do fr e m e d i a lt e c h n o l o g i e s t h e r ei sab i gb l i n d n e s s i nr e c e n ty e a r s ， m a n yc o u n t r i e si nc o n t a m i n a t e ds i t e sm a n a g e m e n tp r a c t i c eh a v eb e e nf u l l ya w a r eo f w h a t ，i ft h ec o m p l e x i t yo f c o n t a m i n a t e ds i t e sa n dt h ep h y s i c a la n dc h e m i c a lp r o p e r t i e s o fp o ll u t i o ns u b s t a n c e sa r ed i f f e r e n t ，t h ep o t e n t i a lr i s k so nh u m a nh e a l t ha n de c o l o g y i sa l s od i v e r s i t y t h e r e f o r e ，a s s e s s i n gt h eh u m a nh e a l t hr i s ko f c o n t a m i n a t e ds i t e sa n d d o i n gt h ec o n t a m i n a t e ds i t e sm a n a g e m e n td e c i s i o n m a k i n go nt h eb a s i so f t h eh u m a n h e a l t hr i s ka s s e s s m e n ti st h ei n e v i t a b l et r e n df o r t h ef u t u r ec o n t a m i n a t e ds i t e s m a n a g e m e n t i nt h i sp a p e r , t h r o u g ht h er e s e a r c ho nt h es h o r t a g eo fc h i n a sp r e s e n t d a y c o n t a m i n a t e ds i t e sm a n a g e m e n ta n di n t e g r a t i o nt h ea c h i e v e m e n ta b o u tc o n t a m i n a t e d s i t e sm a n a g e m e n ta n dh u m a nh e a l t hr i s ka s s e s s m e n to ff o r e i g nd e v e l o p e dc o u n t r i e s ， t h ea u t h o rt r i e dt ob u i l dac o n t a m i n a t e ds i t e sm a n a g e m e n ta n di t sr e m e d i a t i o n t e c h n o l o g ys y s t e mb a s e do nt h eh u m a nh e a l t hr i s ka s s e s s m e n t t h i ss y s t e mi n c l u d e s s c r e e n i n go f c o n t a m i n a t e ds i t e s ，a s s e s s i n gt h eh u m a n h e a l t hr i s kf o rc o n t a m i n a t e ds i t e ， r i s kc o m m u n i c a t i o na n dr i s km a n a g e m e n tf o u rs t e p s ，w h i c hi st h eb a s i ct od e t e r m i n e w h e t h e rt h ec o n t a m i n a t e ds i t e sn e e dt ot a k er e m e d ym e a s u r e ，w h a to b j e c t i v e sa n d t e c h n o l o g yf o rr e m e d i a t i o na c t i o ni ss u i t a b l e t h e r ea r et h ef o l l o w i n ga s p e c t si nt h i s p a p e r ( 1 ) p r o p o s i n gs c r e e n i n go fc o n t a m i n a t e ds i t e sb ys c r e e n i n gc o n c e n t r a t i o nv a l u e ( s c v ) t h i sp a p e rs c r e e nc o n t a m i n a t e ds i t e sb yc a l c u l a t i n gs c vb a s e do ne n t i r e t y p r o t e c t i n gh u m a nh e a l t h ，s e l e c tc o n t a m i n a t e ds i t ew h i c ht h ec o n c e n t r a t i o nb ym o n i t o r i sg r e a t e rt h a ns c vt ot a k ef u r t h e ri n v e s t i g a t i o n t h i sw a yc a na v o i dp a y i n gm o r e a t t e n t i o nt oc o n t a m i n a t e ds i t e sw h i c ha r el e s sh a r mt oh u m a nh e a l t h ，w h i c hc a na s s i g n t h er e s o u r c e sm o r ef a i r l y ( 2 ) i n t r o d u c i n g a c o m p l e t e h u m a nh e a l t hr i s ka s s e s s m e n tm e t h o df o r c o n t a m i n a t e ds i t e s ，w h i c hc a na n s w e rh o wt h ep o t e n t i a lr i s k so fc o n t a m i n a t e ds i t e s a n dd e t e r m i n ew h e t h e rt h ec o n t a m i n a t e ds i t e sn e e dt a k er e m e d i a t i o nm e a s u r eb y s e t t i n gu pr i s kb e n c h m a r k sv a l u eo fr e m e d i a t i o n i tc a na l s op r o v i d eas c i e n t i f i ca n d l e g a l l ys o u n db a s i sf o rr i s km a n a g e m e n t ( 3 ) s e t t i n gt h er i s kc o m m u n i c a t i o n ，w h i c hc a na m e n dr i s ka s s e s s m e n ta n d r e m e d i a t i o na l t e r n a t i v e ，e n h a n c ep u b l i cu n d e r s t a n d i n gt ot h ea c t u a ld e g r e eo fr i s ka n d r e d u c et h ee m o t i o n a lr e s p o n s e ( 4 ) s e t t i n gr e a s o n a b l er e m e d i a t i o na c t i o no b j e c t i v eo nt h eb a s i so fe n v i r o n m e n t a l c h a r a c t e r i s t i c sa n dl a n d u s i n gt y p eo fc o n t a m i n a t e ds i t e sa v o i du s i n gt h es a m eg o a l s f o ra l ls i t e s ，w h i c hc a ni n c r e a s et h ee n f o r c e a b i l i t yo fr e m e d i a t i o na c t i o n ( 5 ) e s t a b l i s h i n ga s e to fr e m e d i a t i o na l t e r n a t i v e ss c r e e n i n gm e t h o d sw h i c hs e l e c t t h ec o s t h i 曲e f f i c i e n c ya n ds t r o n ge n f o r c e a b l er e m e d i a t i o na l t e r n a t i v e sf r o mal a r g e n u m b e ro fr e m e d i a t i o na l t e r n a t i v e s k e yw o r d s ：c o n t a m i n a t e ds i t e s ；m a n a g e m e n ta n dr e m e d i a t i o nt e c h n o l o g y s y s t e m ；h u m a nh e a l t hr i s ka s s e s s m e n t ；s c r e e n i n gc o n c e n t r a t i o nv a l u e ；r i s k b e n c h m a r k sv a l u eo fr e m e d i a t i o n ；r i s kc o m m u n i c a t i o n ；r e m e d i a t i o na i t e r n a t i v e s s c r e e n i n g 原创性声明 本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进 行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已发表或未发表的成果、 数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外， 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的 研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 每瓣日期掣 关于学位论文使用授权的声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定， 同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版， 允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和 汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相 关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。 保密论文在解密后应遵守此规定 论文储虢掣雌师签名磁日期：学 兰州大学硕上学位论文基于人体健康风险评估的污染场地管理与修复研究 1 1 研究背景 第一章绪论 土壤是陆地表面生长植物的疏松表层，是地球上生命活动不可缺少的重要物质。 从生态学的观点看，土壤是物质分解者的栖息地，是物质循环的主要环节。从环境污 染的观点看，土壤既是污染的场所，也是缓和减少污染的场所1 1 】。长期以来我国污染 治理的重心主要集中在水处理和大气处理方面，而土壤污染因其隐蔽性、滞后性、累 积性、难治理性等特点，导致国家及公众对土壤污染的重视程度远远不够【2 】。我国土 壤污染已经表现出多源、复合、面广、持久、毒害的现代环境污染特征，正从常量污 染物转向微量持久性毒害污染物【3 】，其对人体健康和生态环境危害已逐渐显现。 我国土壤污染主要是由农药、化肥的不合理施用、污水灌溉、城市垃圾填埋、工 业生产废弃物的不合理处置【4 】以及工业企业废弃或搬迁后遗留污染场址等原因所致。 在我国土壤污染已经导致严重的直接或间接的经济损失，在一定程度上对我国粮食安 全战略产生负面影响，同时土壤污染还将危害人体健康，在风力和水力的作用下进入 大气和水体中，引起大气污染、地表水和地下水污染。据估计【3 】，截至2 0 世纪术， 我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2 0 0 0 万公顷，约占总耕地面积的 1 5 ，其中工业”三废”污染耕地1 0 0 0 万公顷，污水灌溉的农田面积已达3 3 0 多万公顷。 同时还存在1 3 0 0 1 6 0 0 万公顷耕地受到不同程度的农药污染，矿区污染土地达2 0 0 万公顷，石油污染土地约5 0 0 万公顷，固体废弃物堆放污染土地约5 万公 页【5 1 。每年 因土壤污染而减产粮食1 0 0 0 万吨；另外还有1 2 0 0 万吨粮食受污染而超标，二- = 者的直 接经济损失达2 0 0 多亿元。加之，目蒯u 我国城市化发展以每年5 “1 0 的速率向外 扩张，许多城市为调整产业结构而实施城市布局“退二进三”战略，原来处在主城区 的工业企业纷纷搬迁。据不完全统计，北京城区2 0 0 8 年前将搬迁四环内2 0 0 多家污 染企业，置换出8 0 0 万m 2 的土地用于商业居住开发及公共设施用地【6 】；江苏在 2 0 0 0 “2 0 0 5 年期间，共有4 0 0 家化工企业搬出城区，城区内关停的小化工企业数量更 是多达1 0 0 0 多家，并预计在2 0 1 0 前江苏省城区内的所有化工企业将集中布局在化工 园区，将置换出3 0 万亩土地1 2 ；一些化工、冶金等企业的遗留场址在没有纳入相应 的管理程序或仅经过简单处置就匆匆进行土地用途变更，存在着较大风险隐患。这些 工业场地如不能有效的管理将成为一颗颗“化学定时炸弹”( c h e m i c a lt i m e b o m b ) ， 如美国拉芙运河事件、日本东京铬渣污染事件、英国l o s c o e 事件以及北京五号线地 兰州人学硕上学位论文基于人体健康风险评估的污染场地管理与修复研究 铁宋家庄附近掘出含六六六粉、滴滴涕污泥事件【7 1 等。 针对污染场地存在的风险，许多国家制定了相关的法律法规与政策来进行管理， 如美国的环境应对、赔偿和责任综合法和超级基金计划、加拿大的国家污染场 地修复计划、英国的污染土地评价与再开发准则( i c r c l 5 9 8 3 ) 、日本的土壤 污染对策法、韩国的土壤环境保护法、我国台湾的土壤及地下水污染整治法 及与之配套的土壤及地下水污染场址健康风险评估评析原则等，各国有关污染场 地的相关法律法规及技术导则的颁布实施，对管理本国污染场地、降低污染场地风险、 保障生态、居民健康和粮食安全起到了积极的作用。而我国由于“法律缺失，主体缺 位，污染场地问题的日益突出。我国早在1 9 8 4 年和1 9 8 7 年就已经颁布中华人民 共和国大气污染防治法和中华人民共和国水污染防治法，水污染和大气污染较 早的纳入了管理体系，但直到现在我国依然没有颁布一部直接有关土壤污染防治的法 律，仅仅在中华人民共和国环境保护法( 1 9 8 9 ) 、中华人民共和国矿产资源法 ( 1 9 8 6 ) 、中华人民共和国水土保持法( 1 9 9 1 ) 等法规中涉及了一些零散的有关土 壤环境、防止土壤污染等问题【2 】。 近年，我国土壤污染导致的危害性在农业用地和城市化推进进程中逐渐显现，土 壤污染问题已经引起了国家和公众的广泛关注。2 0 0 4 年6 月国家环保总局发布关 于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知，通知要求所有生产危险地工 业企业、实验室和成产经营危险废物的单位，在结束生产经营活动，改变原土壤使用 性质时，必须对场地进行环境影响分析，根据监测评价报告确定土壤修复方案；j2 0 0 5 年，在中央人口资源环境工作座谈上，胡锦涛总书记要求把防治土壤污染提上重要议 程；2 0 0 5 年末国务院发布的关于落实科学发展观加强环境保护的决定中提出，”以 防治土壤污染为重点，加强农村环境保护”，并要求开展全国土壤污染状况调查和超 标耕地综合治理，抓紧拟定有关土壤污染方面的法律法规草案；2 0 0 6 年4 月温家宝 总理在第六次全国环境保护大会上部署今后一个时期环境保护工作时，明确要求积极 开展土壤污染防治；2 0 0 6 年十届人大四次会议批准的国民经济和社会发展第十一 个五年规划纲要明确提出”开展全国土壤污染现状调查，综合治理土壤污染”；”十 一五”规划对全国的土壤污染状况调查工作做出了部署，国家已安排1 0 亿资金开展全 国土壤污染状况调查；2 0 0 8 年1 月国家环保部召开第一次全国土壤污染防治工作会 议，环保部部长周生贤在会议中提出“把土壤污染防治摆到更加重要的位置，为全面 建设小康社会做出新的贡献”；2 0 0 8 年6 月国家环保部发布关于加强土壤污染防治 工作的意见( 环发( 2 0 0 8 ) 4 8 号) ，该意见中充分认识到士壤污染防治的重要性和 兰- h 大学硕 ：学位论文基于人体健康风险评估的污染场地管理与修复研究 紧迫性，同时明确今后土壤防治工作目标，其中就包括构建土壤污染防治的管理体系 框架。 随着国家对土壤污染问题的逐渐重视和投入力度的加大，建立我国土壤污染防治 体系已经提上日程。为形成我国土壤污染防治体系，建市我国土壤污染数据库、出台 与土壤污染防治有关的法律法规、健全完善土壤环境标准体系、研究开发适用于我国 的土壤污染风险评价和修复技术体系成为当务之急。 1 2 研究意义 近年来世界各国在场地管理实践中已充分认识到污染场地的复杂性和污染物质 理化特性，对人体健康和环境形成的潜在风险具有很大的差异。对所有污染场地都采 用通用的场地标准势必增加环境管理成本。为了能将有限的资源( 人力、物力、财力) 合理分配于数目众多的污染场地之间，各国纷纷由原来的应用通用的场地清洁标准 ( 包括土壤标准、地下水标准) 进行污染场地评价与修复的做法转向基于风险的管理 方法f 8 】。在污染场地管理体系中，根据不同的场地规划用途及周边环境特征( 人口分 布、水源地等) ，对污染场地进行人体健康风险评价，建立基于人体健康风险评估结 果来确定是否需要对污染场地进行进一步的调查，以及根据人体健康风险评估确定需 要修复场地的修复行动目标和筛选合适的修复技术，是今后国际上污染场地管理的必 然趋势【9 】 我国现阶段对于污染土壤的管理还处在起步阶段，还没有建立系统的污染场地风 险评价和风险管理体系。国内现有对污染场地的管理绝大多数还仅仅停留在直接修复 或置之不理两种极端的态度之间，对污染场地采取的措施具有很大的盲目性。且对 其修复往往由于缺乏合适的修复目标值，而直接采用修复彻底但费用昂贵的换土焚 烧整治方法，把场地修复至背景值，这种做法由于费用昂贵在一定程度上阻碍了对污 染场地的修复。本文尝试以污染场地对人体造成的健康风险为决策依据，判断场地是 否需要采取进一步的修复行动，并针对污染场地特定的用途及环境特性确定合适的修 复行动目标和筛选可行的修复技术，并提出对污染场地的风险进行沟通，增加场地利 益关系方之间的相互理解和提高公众对风险的认识，降低情绪化反应。本文尝试构建 的基于人体健康风险评估的污染场地管理与修复是从技术上回答污染场地是否需要 修复、修复到什么程度、采取何种修复措施比较合适等方面的一种探讨，是否可行仍 需持续进行讨论和研究，但本文研究工作的开展，有利于减少对污染场地管理和修复 上的盲目性，降低治理风险和污染防治成本。同时对建立我国土壤污染防治体系，制 兰州大学硕i ：学位论文基于人体健康风险评估的污染场地管理与修复研究 定土壤污染防治有关的保护政策、各类防治标准及污染场地治理的可行性分析等方面 也是一种有益的探讨。 1 - 3 国内外研究现状及发展趋势 1 3 2 健康风险评价研究 健康风险评价是描述人类暴露于环境危害因素之后，出现不良健康效应的特征， 它包括：以毒理学、流行病学、环境测定和临床资料为基础，决定潜在的不良健康效 应的性质，在特定暴露条件下对不良健康效应的类型和严重程度做出估计和外推，对 不同暴露强度和时间条件下受影响的人群数量和特征给出判断，以及对所存在的公共 卫生问题进行综合分析n o 】，是环境风险评价重要组成部分 1 1 , 1 2 。 健康风险评价萌芽于2 0 世纪3 0 年代，当时主要采用毒物鉴定法进行健康风险定 性分析。部分学者通过动物试验和人类流行病学的剂量反应关系研究，建立人体暴 露于化学物质的剂量和不良健康反应之问的定量关系【1 3 1 。直到6 0 年代，毒理学家才 开始进行低浓度暴露条件下的健康风险评价【1 4 1 。 2 0 世纪7 0 至8 0 年代为健康风险评价研究的高峰期，基本形成了较完整的评价体 系。美国在该时期取得了极为丰富的成果，1 9 8 3 年美国国家科学院( n a s ) 出版的红 皮书联邦政府的风险评价：管理程序可称之为健康风险评价的典范，概述将健康 风险评价概述为四个步骤：危害鉴定、剂量一反应评估、暴露评估和风险表征【1 5 】，并 对各部分作了明确的定义，由此健康风险评价的基本框架已经形成，该方法已经被荷 兰、法国、日本等许多国家和组织采用【1 6 】。在此基础上，美国环保局制定和颁布了有 关风险评价的一系列技术性文件、准则或指南，包括致癌风险评价指南、致畸风 险评价、致突变风险评价指南、化学混合物健康风险评价、发育毒物健康风险 评价、女性生殖发育风险建议导则、男性发育风险建议导则和超级基金污染 场地健康风险评价指南等 1 7 , 1 8 , 1 9 , 2 0 ，2 1 1 。因此，从1 9 8 9 年期，健康风险评价的科学体 系基本形成，并处于不断发展和完善的阶段。 2 0 世纪9 0 年代以来，人们逐渐认识到人为地将健康风险和生态风险分隔开来评 价的局限性，开始提出和探讨健康和生态综合风险评价方案 2 2 , 2 3 , 2 4 1 。世界卫生组织对 综合风险评价的定义为“对人体、生物种群和自然资源的风险进行估计的一种科学方 法”【2 5 1 ，并在美国环保局和世界经济合作与发展组织的协助下，于2 0 0 1 年制定了健 康和生态综合评价框架2 6 ，2 7 1 ，提出综合评价健康和生态风险的建议和方法。欧盟也制 定了健康和生态风险综合评价技术指南，建议和指导欧盟成员国采用新的综合评价体 4 兰州大学硕j ：学位论文基于人体健康风险评估的污染场地管理与修复研究 系开展环境风险评价 z 8 , 2 9 1 。 我国的健康风险评价起步于2 0 世纪9 0 年代，主要以介绍和应用国外的研究成果 为主。孟宪林等3 0 1 、胡应成、杨晓松3 2 1 和曾光明3 3 1 等对健康风险评价的方法和不 确定性进行了描述和解释。王永定【3 4 】等专i 、i j 介绍了健康风险评价中的不确定性问题和 评价模型，讨论了致癌毒性和非致癌毒性评价中的不确定性因素。高仁君【3 5 1 等从危害 性鉴定、剂量反应评定、接触评定和风险表征四个步骤评价了农药对人体健康风险； 高继军【3 6 】等对北京市城区和郊区1 2 0 个样点的饮用水中的c u 、h g 、c d 和a s 浓度进 行了调查，初步评价了由饮水方式引起的人群健康风险。韩斌等根据北京市某区浅层 地下水有机物污染调查结果，评价由于饮水和洗浴带来的人群健康风险。 目前，世界范围内健康风险评价方法以美国国家科学院( n a s ) 提出的危害鉴别、 剂量一反应评估、暴露评估和风险表征四步法为典范。相对于生态风险评价来说，人 体健康风险评价的方法已经基本定型，其主要发展趋势为对现有评价方法进行总结、 完善。主要发展趋势有：由单一污染物作用进一步考虑多种污染物的复合作片j ；在考 虑有毒有害化学物的基础上考虑非化学因子对人体健康的不利影响；由局部场地的健 康风险评价发展到区域性，乃至全球性的健康风险评价；进一步对模型进行优化，降 低风险评估过程中的不确定性。 1 3 2 国外污染场地健康风险评价与管理 在对污染场地管理上，美国走在世界的前列。美国的“超级基金制度”是众所周 知的针对污染场地而颁布的法规。“超级基金”的通过实施是在轰动美国的拉芙运河 ( l o v ec a n a l ) 事件发生后，在强大的舆论压力下，1 9 8 0 年美国国会通过了环境应 对、赔偿和责任综合法案【3 7 1 ，该法案批准设立污染场地管理和修复基金。随后，美 国先后有颁布了超级基金修正与授权法案 3 8 1 和国家石油与有毒有害物质污染 应急计划【3 9 】作为响应污染物排放和突发污染事件的法律性文件，并制定了一系列诸 如健康风险评价手册【删、场地治理调查和可行性分析指南【4 、超级基金暴 露评价手册1 4 2 、土壤污染筛选导则【4 3 1 等风险评价导则，形成了包括法律法规、 导则指南和技术文件在内的一整套完善的污染场地管理体系。超级基金制度授权美国 环境保护局( u s e p a ) 对全国污染场地进行管理，并责令责任者对污染特别严重的场 地进行修复；对找不到责任者或责任者没有修复能力的，由超级基金来支付污染场地 修复费用：对不愿意支付修复费用或当时尚未找到责任者的场地，可由超级基金先支 付污染场地修复费用，再由u s e p a 向责任者追讨，且u s e p a 具有无限期的追溯权利。 兰州人学硕j 二学位论文基于人体健康风险评估的污染场地管理与修复研究 超级基金的经费主要来源于：国内生产石油和进口石油产品税；化学品原料税； 环境税：其他包括常规拨款、从污染责任者追讨的修复和管理费用、罚款、利息 等。超级基金污染场地包括两部分：常规场地( 也称非联邦场地) ，即属于企业或 私人拥有的场地；联邦设施场地。u s e p a 不主导联邦设施场地的修复，仅参与这部 分场地的管理。超级基金制度还为可能对人体健康和环境造成重大损害的场地建立了 “国家优先名录”( n a t i o n a lp r i o r i t yl i s t ，n p l ) ，该名录每年至少更新一次，现在每年 更新2 次。为保障超级基金制度的实施，又补充制定了一系列配套行动计划以强化和 促进该制度的实施，其中最重要的是1 9 8 6 年的超级基金法案的补充和再授权。在 超级基金实施的开始阶段，由于缺乏基于风险的修复目标评估方法，修复技术选择走 过弯路，2 0 世纪8 0 年代初，将污染场地的危险污染物移至安全地方填埋曾是有效的 修复方式；但由于受到“现在的安全填埋点日后可能变成需要修复地点”的质疑，8 0 年代后期，超级基金开始选择挖掘+ 焚烧的处置技术，导致修复费用过度增加。同时， 一些人怀疑“污染场地的风险是否被过度夸大”及“在被废弃的场地上投入巨资，成 本效益是否恰当? ”，目前在美国【4 5 1 ，风险评价已经作为制定污染场地修复目标的普 通手段。图1 1 是超级基金场地的管理体系，该管理体系从污染场地被列入n p l ( 国家 优先名录) 开始，直至污染场地从n p l 中删除为一个全程监管体系。 图卜1美国超级基金场地管理的基本步骤 6 兰州大学硕士学位论文基f 人体健康风险评估的污染场地管理与修复研究 加拿大政府将污染场地看作工业化留给现代化社会的遗产与机会。1 9 8 9 年，加拿 大环境委员会( c c m e ) 启动了国家污染场地修复计划( n c s r p ) m j 。该计划强调 了“污染者付费”原则，建立“污染场地的评估和修复国家分级系统”、对污染场地 进行分级并确定场地修复的优先次序。c c m e 污染场地国家分级系统是一种基于已有 的和潜在的健康和环境影响对污染场地进行评价的方法，为在加拿大境内对污染场地 进行可比性评估建立一种合理的、科学的系统，同时它也是保障国家污染场地修复计 划全面连贯实施的有力工具之一。1 9 9 8 年加拿大环境与经济国家圆桌会议( n r t e e ) 总结治理污染场地的实践经验，提出了污染场地治理工作将致力于以下几个方面，即： 运用战略性公共投资减少污染场地治理的前期成本以吸引更多开发商参与污染场地 治理工作；建立一个关于环境责任及风险管理的有效公共管理政策；提高公众对污染 场地再开发的接受能力。 欧洲各国在污染场地健康风险评价与管理方面也取得了一定的进展。英国是在这 方面做得较好的国家，英国对污染土地的政策己经争论了大约1 0 年。在1 9 9 0 年侨 境法案批准时采取的第一个措施是允许当地主管部门在法定公害条款下进行操作， 以便采取措施抵制土壤污染，并在1 9 9 5 年对该法案进行了修订，加入了专门针对污 染场地的内容。并于2 0 0 0 年立法要求污染土地再开发利用时，必须进行风险评价， 实行污染土地风险管理。污染土地的风险管理包括识别由于污染物造成的任何无法接 受的风险、采取行动减少和控制这些风险使之达到个可接受的水平，从而达到再利 用的目的。污染土地风险管理程序分为风险评价、评估和选择修复技术与实施修复三 个阶段。英国采用被广泛认可的“源头途径受体”的概念来评价污染场地，同时英 国还是最新提出土壤污染物浓度限值( t r i g g e rc o n c e n t r a t i o n ) 的国家之一，并把健康 基准值( h c v ) 和土壤污染物指导限值( s g v ) 作为污染场地的是否需要进一步调查 和修复的指导浓度值【4 7 1 。土壤污染物指导限值主要表现“污染物浓度与引起人体健康 与环境危害的风险性之间的关系”是评价在土地再开发过程中，土壤中污染物的暴露 造成健康风险的工具，表示土壤中污染物控制限值。当土壤中污染物浓度高于s g v 值时，场地使用者即可能产生不可接受的健康风险，该场地要求进行修复。在土壤污 染物指导值不可获得或不合适的情况下或者在特别复杂与敏感的场地情况下，使用基 于暴露和毒性评价的特定场地风险评价方法。同时，英国也出台了污染场地人体健康 风险评价框架、定量评价方法、通用污染场地和类污染场地土壤指导限值获取等系列 的法律法规及指导性文件 4 8 , 4 9 , s o , 5 。此外，荷兰、新西兰等国家在污染场地评价方面 也取得了较大的发展。其中，荷兰早在2 0 世纪8 0 年代早期就进行了严重污染场地名 7 兰州人学硕l 学位论文基十人体健康风险评估的污染场地管理与修复研究 录的汇编。荷兰污染场地评价和修复的方法在国际上非常有影响力，并且己使用类指 导值( a 、b 、c 值以及其后继的值) 来对场地进行管理。该方法被许多其他的欧洲国家 所宠爱。虽然在西欧的1 8 个国家中已确定有1 2 个国家已经在国家范围或地区范围内 发布了场地确定和调查评价的指导文件，但是在欧洲也有一些国家尚未提出有关污染 场地的详细法规( 比如法同、葡萄牙等) 。为了促进与增强成员国间在污染土地调查、 评价等方面的合作与交流，1 9 9 4 年欧盟各成员国、欧共体委员会( c e c ) 以及欧洲环境 署( e e a ) 成立了欧盟污染土地公众论坛。1 9 9 6 年污染场地风险评价协议行动指南的确 立将有助于成员国间在人体毒理学、生态风险评价、污染物的转移与归宿、场地调查 与分析、风险评价方法学等方面的研究协作以及成果共享。 与发达国家相比，由于历史、经济和认识等方面的原因，我国对污染场地还处在 刚刚起步阶段，污染场地风险评价与风险管理尚未得到有效开展。现阶段，我国在土 壤污染防治上遇到的主要问题有：全国土壤污染状况不明、缺少土壤污染防治有关的 法律法规指导性文件、现有土壤环境标准体系不能满足评价要求、缺乏系统的风险评 估技术体系和污染场地修复技术。 1 3 3 土壤修复技术研究进展 ( 1 ) 土壤修复技术介绍 污染场地修复技术定义为可改变待处理污染物的结构，或减小污染物毒性、迁移 性，或数量的单一、或系列的化学、生物，或物理处理技术单元【5 2 1 。污染场地修复技 术的筛选是场地管理的重要内容，选择合适可行的修复技术是污染场地修复行动成败 的关键。因此，了解现有的场地修复技术及修复技术的发展趋势，是相当必要的。 一般情况对与污染场地的修复对应措施有3 类【5 3 l ：一、对正在产生危害的及时清 除；二、对场地的用途进行限制或禁入( 体制控制) ；三、采用工程手段对场地进行 修复。而通常所说的场地修复是指第3 类修复应对措施。场地污染物类别的复杂性决 定了采用的修复技术的多样性。目前，污染场地修复技术的种类繁多，新型的修复技 术时有出现。修复技术的分类方法有多种：根据修复处理工程的位置可以分为原位修 复技术与异位修复技术；根据修复介质的不同可分为污染源( 是指污染场地的土壤、 污泥、沉积物、非水相液体和固体废物等) 修复技术和地下水修复技术；根据修复原 理可分为物理技术、化学技术、热处理技术、生物技术、自然衰减和其他技术等；根 据修复方式可分为对污染源的处理技术和对污染源的封装技术；根据污染场地修复技 术运行和成本数据的充分性和可获得性，可分为成熟技术与创新技术( 是指那些虽然 8 兰州大学硕士学位论文基于人体健康风险评估的污染场地管理与修复研究 经过试验或曾在某场地试用，但缺少完整的费用与运行参数等的技术) ；此外，些 技术本身虽然已存在很多年，但在污染场地修复领域的实际应用时间不长，因此仍有 可能被认为是创新技术。表i - i ，i - 2 分别给出了按修复原理与修复方式划分的污染 源修复技术 s 4 , s s , s 6 。 表i - i按修复原理划分的污染源处理技术类型 原理污染源处理技术类型 酸提取，多相萃取，碳吸附( 液相碳吸附) ，油水分离，澄清( 沉淀) ，土壤蒸汽 抽提( 真空抽提和蒸汽抽提) ，除毒，土壤清洗，脱水，固定化稳定化，电 物理技术分离( 电动分离) ，固相萃取，蒸发，溶剂萃取( 化学汽提) ，过滤，蒸汽汽提， 淋洗( 土壤淋洗和表面活性剂淋洗) 。超临界液相萃取，离子交换，挥发( 空气、 机械土壤鼓风) ，磁分离，物理分离，膜分离 。 化学氧化( 催化氧化，过氧气体) ，金属离子沉淀，化学还原，中和，化学处理 化学技术 ( 氧化还原) ，渗透性反应屏障法( 化学反应格栅等) ，脱卤，紫外光氧化，絮凝 。 气体燃烧，热解，高能放电，原位热处理( 传导加热) ，开放式燃烧，容器回收 热笆，技 油类废物( 电阻加热、热气注射、微波加热、蒸汽加热等) ，等离子高温回苌， 玻璃化，热解吸，其他热处理 好氧，生物真空抽提，生物堆积，生物通风，生物反应器，共代谢作用，固定 膜反应器，堆肥，农业耕种，过氧化氢强化，微生物注射，可渗透处理床，硝 生物技术 酸盐强化，泥浆生物修复，氮营养注射，白腐菌法，空气注射强化，其他生物 修复 空气喷射处理，市政处理工程，破裂( 空气破裂或水力破裂) ，循环处理，气体 其他技术收集处理( 尾气处理技术) ，地表水处理，热空气除污，残留物处理，渗滤液处 理，未分类的其他技术，植物修复 填埋 现场固化，现场处置，现场填埋，非现场固化，非现场处置，非现场 填埋 排水与腐蚀控制 蠢蓁蒙型o 水力控制，不可渗帷幕植物复垦，边坡稳定，地下排水 垂直格栅工程 喜i 浆阻隔层，不渗透性格栅，打桩阻断，泥浆墙，地下格栅 垂直 其他技术 封装( 固化，处置，填埋和移除) ，渗滤液控制( 收集，排放，回收井和 回注) ，永久储存，维修( 管道维修，下水道维修，储罐维修) ，地表水 管理 9 ! h 学碰学m m 文基f # 健雕目讦# 日女自地管a 与隹复研究 ( 2 ) 土壤污染修复技术应用情况 在