大连市场地污染现状剖析与筛选值精准拟定策略研究

大连市场地污染现状剖析与筛选值精准拟定策略研究一、引言1.1研究背景与意义1.1.1研究背景随着城市化进程的加速，大连市的工业布局发生了显著变化。许多位于城市中心或人口密集区域的工业企业陆续搬迁，留下了大量的工业场地。这些场地在长期的工业生产过程中，受到了不同程度的污染，其土壤和地下水环境质量面临严峻挑战。工业生产活动如化工、冶金、印染等，往往涉及大量有毒有害物质的使用、储存和排放，这些物质在土壤中积累，导致土壤污染。重金属（如铅、汞、镉、铬等）、有机污染物（如多环芳烃、石油烃、农药等）在土壤中的残留，不仅破坏了土壤的生态功能，还可能通过食物链传递，对人体健康造成潜在威胁。城市化的快速发展使得土地资源变得愈发稀缺，这些遗留的工业场地成为城市建设和发展的重要空间资源。然而，由于其污染状况不明，在土地再开发利用过程中，可能引发一系列环境和健康问题。如果在未对污染场地进行充分调查和评估的情况下就进行开发建设，可能导致污染物的扩散，污染周边环境，影响居民的生活质量和身体健康。因此，对大连市场地污染现状进行全面调查，并拟定科学合理的筛选值，成为保障城市环境安全和可持续发展的迫切需求。1.1.2研究意义本研究对保障大连市民的人居健康具有重要意义。土壤污染直接关系到农产品质量安全和人体健康，通过对场地污染现状的调查，可以明确污染范围和程度，及时采取有效的治理措施，减少污染物对人体的暴露风险，为居民创造一个安全的生活环境。科学合理的场地污染筛选值可以为土地开发利用提供依据，确保土地在开发过程中不会对环境和人体健康造成危害，实现土地资源的合理配置和可持续利用，促进城市的健康发展。在环境管理方面，拟定场地污染筛选值有助于完善大连市的环境管理体系。目前，我国在场地污染管理方面的标准和规范还不够完善，本研究通过对大连市场地污染特征的研究，制定适合本地实际情况的筛选值，为环境管理部门提供科学的决策依据，加强对污染场地的监管力度，提高环境管理的科学性和有效性。1.2国内外研究现状国外对于场地污染调查和筛选值拟定的研究起步较早。自20世纪70年代起，美国、英国、德国等发达国家就开始关注工业场地污染问题，并逐步建立起较为完善的污染场地调查与风险评估体系。美国环保局（USEPA）制定了一系列相关标准和指南，如《土壤筛选导则》（SoilScreeningGuidance），提出了基于风险的筛选值计算方法，通过考虑污染物的毒性、暴露途径以及场地的土地利用类型等因素，确定土壤和地下水中污染物的筛选值，以判断场地是否存在污染风险。英国的污染土地风险评估框架（CLR-11）则强调对污染场地的全面调查，包括污染源识别、污染物迁移途径分析以及受体暴露评估等，为筛选值的拟定提供了科学依据。在场地污染调查技术方面，国外不断发展和应用先进的监测手段。例如，采用地球物理方法（如探地雷达、电磁感应法等）进行快速大面积的场地初步调查，能够快速识别潜在污染区域；利用高分辨率质谱技术、色谱-质谱联用技术等，对土壤和地下水中的有机污染物和重金属进行准确分析，提高了污染物检测的灵敏度和准确性。国内对场地污染调查和筛选值拟定的研究相对较晚，但近年来发展迅速。随着城市化进程的加快和产业结构的调整，大量工业企业搬迁遗留的场地污染问题日益凸显，促使国内学者和相关部门加强了对这一领域的研究。2014年，我国发布了《场地环境调查技术导则》（HJ25.1-2014）、《场地环境监测技术导则》（HJ25.2-2014）和《污染场地风险评估技术导则》（HJ25.3-2014）等一系列技术标准，规范了场地污染调查和风险评估的流程和方法。在筛选值拟定方面，我国参考国外经验并结合国内实际情况，开展了大量研究工作。一些地区根据本地的土壤类型、土地利用方式和人群暴露特征，制定了地方层面的场地污染筛选值。例如，上海市制定了《上海市场地土壤环境健康风险评估筛选值》，考虑了不同土地利用类型下人体对污染物的暴露风险，为上海地区的场地污染评价和土地开发利用提供了重要依据。国内学者也在不断探索适合我国国情的筛选值计算模型和方法，如基于多介质逸度模型、概率风险评估模型等，对场地污染物的环境归趋和人体健康风险进行评估，以优化筛选值的确定。然而，现有研究仍存在一些不足之处。一方面，不同地区的场地污染特征差异较大，但目前的筛选值标准在通用性和针对性之间存在一定矛盾，难以完全适用于各个地区的复杂情况。对于一些特殊行业（如电子废弃物拆解、稀土开采等）产生的新型污染物，其毒性数据和环境行为研究还不够深入，导致在筛选值拟定过程中缺乏科学依据。另一方面，在场地污染调查过程中，数据的准确性和完整性有待提高。部分调查方法存在局限性，难以全面准确地获取场地污染信息，影响了筛选值拟定的可靠性。此外，现有研究在场地污染的长期监测和动态评估方面还相对薄弱，不能及时反映场地污染状况的变化，不利于对污染场地的有效管理和治理。1.3研究内容与方法1.3.1研究内容本研究将全面调查大连市场地污染现状。通过收集大连市工业企业历史资料，包括企业类型、生产工艺、污染物排放记录等，确定可能存在污染的场地范围。运用实地采样和实验室分析技术，对土壤和地下水中的重金属（如铅、汞、镉、铬、砷等）、有机污染物（如多环芳烃、石油烃、挥发性有机物等）进行检测，分析其浓度分布特征，明确主要污染物种类及其在不同区域、不同深度的污染程度。深入研究大连市场地污染筛选值的拟定方法是本研究的核心内容。基于大连市的土壤类型（如棕壤、褐土等）、土地利用方式（居住用地、商业用地、工业用地等）以及人群暴露特征（不同年龄段、不同职业人群的暴露差异），参考国内外相关标准和模型，如美国环保局的风险评估模型、我国的《污染场地风险评估技术导则》等，建立适合大连市场地污染筛选值的计算模型。综合考虑污染物的环境迁移转化规律、毒性效应以及场地的具体情况，确定不同污染物在不同土地利用类型下的筛选值，为场地污染评价提供科学依据。对拟定的筛选值进行应用分析也是研究的重要组成部分。将筛选值应用于大连市典型污染场地的风险评估中，对比筛选值与实际检测数据，评估场地的污染风险等级，验证筛选值的合理性和有效性。通过实际案例分析，总结筛选值在应用过程中存在的问题，提出改进建议，进一步完善筛选值体系，使其更符合大连市的实际情况，为场地污染治理和土地开发利用提供更准确的指导。1.3.2研究方法本研究采用资料收集法，广泛收集大连市工业企业的历史资料，包括企业的生产运营档案、环境影响评价报告、污染物排放监测数据等，了解企业的发展历程、生产工艺以及污染物排放情况，为场地污染调查提供背景信息。同时，收集国内外相关的场地污染调查、风险评估和筛选值拟定的标准、规范和研究成果，借鉴先进的经验和方法，为本研究提供理论支持。实地调查法也十分关键，研究人员将对大连市潜在污染场地进行实地踏勘，观察场地的地形地貌、周边环境、土地利用现状等，初步判断场地的污染可能性和污染类型。在实地调查的基础上，按照相关技术规范，如《场地环境调查技术导则》（HJ25.1-2014），进行土壤和地下水采样布点，采集具有代表性的样品，为实验室分析提供数据支持。数据分析方法在本研究中也有广泛应用，利用统计分析软件，对实验室分析得到的土壤和地下水污染物浓度数据进行统计分析，计算污染物的平均值、中位数、最大值、最小值、标准差等统计参数，分析污染物的浓度分布特征和空间变异规律。运用相关性分析、主成分分析等多元统计方法，探讨不同污染物之间的相关性以及主要污染因子，揭示场地污染的内在机制。本研究还会采用模型计算法，根据大连市的实际情况，选择合适的风险评估模型，如美国环保局的健康风险评估模型（如RBCA模型）、我国的《污染场地风险评估技术导则》推荐的模型，结合场地的土壤性质、土地利用方式、人群暴露参数等，计算不同污染物的风险值，进而确定场地污染筛选值。通过模型计算，量化污染物对人体健康和生态环境的潜在风险，为筛选值的拟定提供科学依据。二、大连市场地污染现状调查2.1调查范围与方法2.1.1调查范围确定本次大连市场地污染现状调查的范围覆盖了大连市的各个区域，包括中山区、西岗区、沙河口区、甘井子区、旅顺口区、金州区、普兰店区、瓦房店市、庄河市、长海县以及各经济技术开发区等。为确保调查的全面性和代表性，调查区域涵盖了不同功能区，包括工业用地、商业用地、居住用地、公共设施用地等。在工业用地方面，重点调查了大连湾地区、开发区、甘井子工业区等传统工业集中区域。这些区域集中了大量化工、冶金、机械制造等企业，在长期的生产过程中，可能对土壤和地下水造成污染。以大连湾地区为例，该区域拥有众多化工和印染企业，生产过程中使用了大量的重金属和有机化学物质，如苯并(a)芘、汞、镉等，这些物质可能通过废水排放、废气沉降等途径进入土壤和地下水环境。通过对这些工业集中区域的调查，可以准确掌握工业活动对场地污染的影响范围和程度。商业用地和居住用地的调查则主要集中在城市中心区域和人口密集区域。城市中心区域的商业活动频繁，可能存在地下储罐泄漏、垃圾填埋等污染问题；人口密集的居住区域则可能受到周边工业污染、生活污水排放和垃圾处理不当的影响。对这些区域的调查，有助于了解居民生活环境的污染状况，保障居民的健康安全。此外，还对一些重点污染区域进行了针对性调查。例如，对曾经发生过重大污染事故的场地，如大连新港输油管道爆炸事故发生地周边区域，进行详细的土壤和地下水污染检测，分析事故对周边环境的长期影响。对历史上存在过污染企业且目前已搬迁的场地，如某染化厂原址，也进行了重点调查。这些场地在企业生产期间可能积累了大量污染物，虽然企业已搬迁，但污染问题依然存在，对其进行调查能够为后续的土地再开发利用提供科学依据。通过对不同功能区和重点污染区域的全面调查，能够更准确地了解大连市场地污染的现状，为后续筛选值的拟定提供丰富的数据支持。2.1.2调查方法选择本研究采用了多种调查方法，以确保获取全面、准确的场地污染信息。现场采样是获取场地污染数据的关键环节。在采样过程中，严格遵循《场地环境调查技术导则》（HJ25.1-2014）和《场地环境监测技术导则》（HJ25.2-2014）的要求进行布点和采样。对于土壤采样，根据场地的地形地貌、土地利用类型和可能的污染分布情况，采用网格布点法、随机布点法和分区布点法相结合的方式。在工业场地，按照生产车间、仓库、废水排放口等不同功能区域进行分区布点；在大面积的区域，采用网格布点法，确保采样点的均匀分布，每个网格的大小根据场地面积和污染可能性进行合理确定。对于地下水采样，通过调查场地的水文地质条件，确定地下水的流向和水位，在地下水的上游、中游和下游分别设置监测井进行采样，以全面掌握地下水的污染情况。每个采样点采集不同深度的土壤样品，一般包括表层土（0-0.2m）、中层土（0.5-1.5m）和深层土（3-5m），以分析污染物在土壤中的垂直分布特征。实验室分析则运用先进的仪器设备和分析方法，对采集的土壤和地下水样品进行全面检测。对于重金属污染物，采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）、原子吸收光谱仪（AAS）等设备进行分析，能够准确测定铅、汞、镉、铬、砷等重金属的含量，检测限可达微克/升甚至更低，保证了检测结果的准确性和灵敏度。对于有机污染物，利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）、高效液相色谱仪（HPLC）等设备进行分析，可对多环芳烃、石油烃、挥发性有机物等有机污染物进行定性和定量分析，能够检测出多种痕量有机污染物。同时，对土壤的理化性质，如pH值、有机质含量、阳离子交换容量等进行测定，这些理化性质会影响污染物在土壤中的迁移转化和生物有效性，为污染分析提供重要的基础数据。人员访谈也是调查过程中的重要方法之一。通过与场地的原企业管理人员、工人、周边居民以及当地环保部门工作人员进行访谈，获取有关场地历史生产活动、污染物排放情况、污染事故发生情况等信息。原企业管理人员和工人能够详细介绍企业的生产工艺、使用的原材料和化学品、污染物的产生和排放方式等，这些信息对于判断场地可能存在的污染类型和污染程度具有重要价值。周边居民可以提供关于场地周边环境变化、异味、水质异常等直观感受和线索，帮助调查人员发现潜在的污染问题。当地环保部门工作人员则掌握着场地的环境监管记录、污染物排放监测数据等资料，通过与他们的访谈，可以获取更全面、准确的历史环境信息，为现场采样和实验室分析提供有力的补充，使调查结果更加全面、可靠。2.2调查结果分析2.2.1污染物类型与分布通过对大连市场地的调查分析，发现场地中主要污染物类型包括重金属和有机污染物。重金属污染物主要有铅、汞、镉、铬、砷等。其中，铅在大连湾地区的部分工业场地中含量较高，这些场地多为过去的化工企业和金属冶炼企业所在地。在甘井子工业区的一些老旧厂房周边土壤中，汞的检测浓度也相对较高，这与企业在生产过程中使用含汞原料或催化剂有关。镉在开发区的某些电子废弃物拆解场地附近土壤中呈现出一定程度的积累，电子废弃物中含有的镉等重金属在拆解过程中进入土壤环境。铬和砷在一些皮革制造企业和农药生产企业搬迁后的场地中被检测出超标，这些企业在生产活动中排放的含铬和含砷废水、废渣是主要污染源。有机污染物主要有多环芳烃、石油烃、挥发性有机物等。多环芳烃在大连湾地区某染化厂原址的土壤中含量严重超标，染化厂在生产染料的过程中，会产生大量含有多环芳烃的废水和废气，这些污染物在土壤中不断积累。石油烃在开发区的石油化工企业周边场地普遍存在，石油化工生产过程中的原油泄漏、废水排放以及废气沉降都可能导致石油烃进入土壤和地下水环境。挥发性有机物在城市中心区域的一些加油站和地下储罐周边场地有较高浓度，加油站在油品储存和销售过程中，以及地下储罐的泄漏，都会使挥发性有机物挥发到周围环境中，并通过土壤孔隙进入土壤深层。从区域分布来看，大连湾地区由于工业企业集中，尤其是化工、印染、金属冶炼等行业，污染物种类繁多且污染程度较为严重。该地区土壤中同时存在重金属和有机污染物的复合污染情况，对生态环境和人体健康构成较大威胁。开发区以石油化工和电子产业为主，石油烃和重金属（如镉）污染相对突出，在电子产业集中区域，还存在一定程度的挥发性有机物污染。甘井子工业区则主要受重金属和多环芳烃污染影响，老旧工业厂房周边土壤污染较为明显。在城市中心区域，商业活动和交通活动带来的挥发性有机物和石油烃污染也不容忽视，如加油站周边和交通干道附近的场地。不同区域的污染特征与当地的产业结构和发展历史密切相关。2.2.2污染程度评估依据检测数据，对大连市场地的污染程度进行评估。通过与国家相关标准以及本地的土壤背景值进行对比，确定各污染物的超标情况。在重金属污染物中，铅的超标情况在大连湾地区较为显著。部分场地土壤中铅的含量超出《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）中筛选值的2-5倍，最高超标点位位于某化工企业旧址，该区域由于长期的生产活动，大量含铅废水和废渣未经有效处理直接排放，导致土壤中铅大量积累。汞在甘井子工业区的个别场地超标倍数达到3-4倍，这些场地周边的生态环境受到了严重破坏，土壤微生物活性降低，植被生长受到抑制。镉在开发区的电子废弃物拆解场地附近土壤中，超标倍数可达1-3倍，对地下水水质也可能产生潜在影响，因为镉具有较强的迁移性，容易随着雨水淋溶进入地下水。有机污染物方面，多环芳烃在大连湾地区某染化厂原址的超标情况最为严重，部分点位土壤中苯并(a)芘的含量超出筛选值10-20倍，该染化厂长期的生产活动排放了大量含多环芳烃的污染物，且由于土壤的吸附作用，这些污染物难以降解，长期存在于土壤中。石油烃在开发区石油化工企业周边场地的超标倍数为1-4倍，石油烃的污染不仅影响土壤的物理性质，还会对土壤中的微生物群落结构产生影响，导致土壤生态功能下降。挥发性有机物在城市中心区域加油站周边场地的超标倍数一般在1-2倍，其挥发到空气中会对大气环境造成污染，同时也会通过呼吸作用进入人体，对人体健康产生危害。总体而言，大连市场地污染程度呈现出区域差异明显的特点。大连湾地区和开发区的部分工业场地污染程度较重，属于中度至重度污染；甘井子工业区的一些老旧厂房周边场地以及城市中心区域的个别场地为轻度至中度污染。污染场地的超标情况表明，大连市的场地污染问题较为严峻，需要及时采取有效的治理和修复措施，以降低污染物对环境和人体健康的风险。2.2.3典型污染场地案例分析以大连湾地区某染化厂为例，深入剖析其污染特征、来源及影响。该染化厂始建于上世纪中叶，主要生产各类染料和颜料，在长期的生产过程中，产生了大量的污染物，对周边土壤和地下水环境造成了严重污染。污染特征方面，土壤中主要污染物为多环芳烃和重金属。多环芳烃中，苯并(a)芘的污染最为突出，其在土壤中的含量远远超出筛选值，最高浓度达到0.848mg/kg，在该场地的检出率高达84%。重金属污染物主要有铅、汞、镉等，其中铅的含量也较高，部分点位超出筛选值3-4倍。这些污染物在土壤中的分布呈现出不均匀的特点，在生产车间、废水排放口和废渣堆放区等区域，污染物浓度明显高于其他区域。在垂直方向上，污染物主要集中在表层土壤（0-0.5m），随着深度的增加，浓度逐渐降低，但在深层土壤（3-5m）中仍能检测到一定浓度的污染物，说明污染物已经发生了一定程度的迁移。污染来源主要是染化厂的生产活动。在染料生产过程中，使用了大量的有机原料和重金属化合物，如苯、甲苯、二甲苯等有机溶剂以及铅、汞、镉等重金属催化剂。生产过程中产生的废水含有高浓度的多环芳烃和重金属，未经有效处理直接排放到周边环境中；废气中的污染物通过大气沉降进入土壤；废渣随意堆放，其中的有害物质也逐渐渗入土壤。例如，染化厂的废水排放口附近土壤中，多环芳烃和重金属的浓度明显高于其他区域，这是由于废水长期排放导致污染物在该区域大量积累。该染化厂的污染对周边环境和人体健康产生了严重影响。在生态环境方面，土壤污染导致周边植被生长不良，物种多样性减少。土壤中的污染物还会通过地表径流和地下水渗漏进入附近的水体，对水生生态系统造成破坏，导致水体中的溶解氧降低，水生生物死亡。对人体健康而言，周边居民长期暴露在污染环境中，通过呼吸、皮肤接触和食物链摄入等途径，可能摄入多环芳烃和重金属等污染物，增加了患癌症、神经系统疾病和心血管疾病等的风险。例如，多环芳烃中的苯并(a)芘是一种强致癌物质，长期接触可能导致肺癌、胃癌等癌症的发生；重金属铅、汞、镉等会对人体的神经系统、肾脏和血液系统等造成损害。该染化厂的污染问题凸显了大连市场地污染治理的紧迫性和重要性，也为其他类似污染场地的治理提供了参考案例。三、场地污染筛选值拟定方法研究3.1筛选值拟定的理论基础3.1.1风险评估原理风险评估是确定场地污染对人体健康和生态环境潜在危害程度的过程，是拟定筛选值的重要理论依据。在场地污染风险评估中，主要考虑致癌风险和非致癌风险。致癌风险评估基于化学物质的致癌特性，认为人体在低剂量暴露条件下，暴露剂量率和人体致癌风险之间呈线性关系。对于致癌物质，通过计算日平均暴露量（ChronicDailyIntake，CDI）来评估人体对污染物的摄入水平。以美国环保局（USEPA）推荐的RBCA（Risk-basedcorrectiveaction）模型为例，日平均暴露量（mg/kg/day）的计算公式如下：CDI=\frac{C\timesIR\timesEF\timesED}{BW\timesAT}式中，C为污染物的浓度（mg/kg）；IR为摄入污染物的速率（kg/d）；EF为暴露频率（d/年）；ED为暴露持续时间（年）；BW为体重（kg）；AT为平均暴露时间（天）。致癌风险值（CR）的计算公式为：CR=CDI\timesSF其中，SF（SlopeFactor）为致癌斜率因子，它反映了单位暴露剂量下致癌风险的增加程度。一般设定10^{-6}为可接受致癌风险水平下限，10^{-4}为可接受致癌风险水平上限。当计算得到的致癌风险值在这个范围内时，认为场地的致癌风险处于可接受水平；若超出这个范围，则需要采取相应的风险管控措施。非致癌风险评估则以参考剂量RfD（ReferenceDose）值为衡量标准，评估暴露剂量率与参考剂量的关系。非致癌物质的危害商（HQ）计算公式如下：HQ=\frac{CDI}{RfD}判定标准设定为1，当HQ\leq1时，表明非致癌风险在可接受范围内；当HQ>1时，意味着场地存在潜在的非致癌健康风险，需要进一步评估和管理。通过综合考虑致癌风险和非致癌风险，能够全面评估场地污染对人体健康的潜在影响，为筛选值的拟定提供科学依据，确保筛选值能够有效保护人体健康和生态环境。3.1.2相关标准与规范国内外已经制定了一系列与场地污染筛选值相关的标准和风险评估规范，这些标准和规范为筛选值的拟定提供了重要的参考和指导。国外方面，美国环保局（USEPA）制定了《土壤筛选导则》（SoilScreeningGuidance）和《区域筛选水平（RSLs）用户指南》（RegionalScreeningLevels(RSLs)-User'sguide）等。《土壤筛选导则》提出了基于风险的筛选值计算方法，综合考虑了污染物的毒性、暴露途径以及场地的土地利用类型等因素。通过设定不同的暴露情景和风险水平，计算出不同污染物在不同土地利用类型下的筛选值。例如，对于居住用地和工业用地，由于人群暴露方式和暴露时间的差异，其筛选值也会有所不同。《区域筛选水平（RSLs）用户指南》则提供了一套全国性的筛选值，用于快速评估场地污染状况，这些筛选值考虑了不同地区的地质、水文和人口特征等因素，具有较强的通用性和实用性。英国的污染土地风险评估框架（CLR-11）对污染场地的风险评估和筛选值拟定做出了详细规定。该框架强调对污染场地的全面调查，包括污染源识别、污染物迁移途径分析以及受体暴露评估等。在筛选值拟定过程中，充分考虑了英国的土壤类型、气候条件和人群暴露特征等因素，制定了适合英国国情的筛选值标准。同时，CLR-11还提供了风险评估的方法和流程，指导相关人员进行科学的风险评估和筛选值确定。国内在场地污染筛选值标准和风险评估规范方面也取得了一定进展。2014年，我国发布了《污染场地风险评估技术导则》（HJ25.3-2014），该导则规定了污染场地风险评估的程序、内容和方法，包括危害识别、暴露评估、毒性评估和风险表征等环节。在筛选值拟定方面，导则提供了基于风险评估的计算方法，结合我国的实际情况，确定了相关参数的取值范围和推荐值。例如，在暴露评估中，考虑了我国不同地区人群的生活习惯和暴露特征，对暴露参数进行了合理的设定。一些地方也根据本地的土壤类型、土地利用方式和人群暴露特征，制定了地方层面的场地污染筛选值。如上海市制定的《上海市场地土壤环境健康风险评估筛选值》，充分考虑了上海地区的土壤性质、土地利用现状以及人口密集等特点，对不同污染物在不同土地利用类型下的筛选值进行了详细规定。该筛选值标准在上海地区的场地污染评价和土地开发利用中发挥了重要作用，为其他地区制定地方筛选值提供了有益的借鉴。这些国内外的标准和规范，为大连市场地污染筛选值的拟定提供了丰富的参考和依据，在研究过程中，需要结合大连市的实际情况，合理借鉴和应用这些标准和规范，以确保筛选值的科学性和合理性。三、场地污染筛选值拟定方法研究3.2大连市筛选值拟定方法构建3.2.1数据收集与处理在拟定大连市场地污染筛选值的过程中，数据收集与处理是基础且关键的环节。本研究广泛收集了大连市不同区域的土壤理化性质数据，包括土壤质地、pH值、有机质含量、阳离子交换容量等。这些数据对于了解土壤对污染物的吸附、解吸和迁移转化能力至关重要。通过对大连地区土壤类型的研究，发现棕壤是主要土壤类型之一，其质地适中，具有一定的保肥保水能力，但不同区域的棕壤在理化性质上仍存在差异。在大连湾地区的棕壤中，由于长期受到工业活动的影响，土壤的pH值相对较低，这可能会影响重金属在土壤中的存在形态和迁移性。收集了大量的场地污染数据。对大连市各类污染场地进行了详细调查，获取了土壤和地下水中各种污染物的浓度数据。这些数据涵盖了重金属（如铅、汞、镉、铬、砷等）、有机污染物（如多环芳烃、石油烃、挥发性有机物等）以及其他可能存在的污染物。在大连开发区的某石油化工场地，通过对土壤样品的检测，发现石油烃的含量较高，且不同深度的土壤中石油烃的浓度分布存在差异。同时，还收集了场地的历史使用信息，包括土地利用类型的变化、工业生产活动的种类和强度等，这些信息有助于分析污染的来源和传播途径。人群暴露参数也是重要的数据收集内容。考虑到不同年龄段、不同职业人群的暴露差异，收集了大连市居民的生活习惯、饮食结构、呼吸速率、皮肤接触面积等数据。儿童由于其生理特点，如呼吸速率较快、单位体重的食物摄入量较大等，对污染物的暴露风险相对较高。在居住在污染场地附近的居民中，通过问卷调查和实地访谈的方式，了解他们的日常活动范围、接触土壤和地下水的频率等信息，为准确评估人群暴露风险提供依据。对收集到的数据进行了严格的处理和质量控制。运用统计分析方法，对数据进行了异常值检测和剔除，确保数据的准确性和可靠性。采用Grubbs准则对土壤污染物浓度数据进行异常值检验，发现并剔除了个别异常高或异常低的数据点，避免其对后续分析结果产生较大影响。对缺失数据进行了合理的插补和估算，采用均值插补、回归插补等方法，补充缺失的数据，保证数据的完整性。通过这些数据处理措施，为后续的筛选值拟定提供了高质量的数据基础。3.2.2模型选择与参数确定在筛选值拟定过程中，模型选择和参数确定是核心环节。本研究选用美国环保局（USEPA）的风险评估模型作为主要工具，该模型在国际上被广泛应用于场地污染风险评估，具有成熟的理论基础和实践经验。其能够综合考虑污染物的毒性、暴露途径以及场地的土地利用类型等多种因素，通过量化计算，准确评估场地污染对人体健康的潜在风险，为筛选值的确定提供科学依据。在致癌风险评估方面，该模型基于化学物质的致癌特性，假设人体在低剂量暴露条件下，暴露剂量率和人体致癌风险之间呈线性关系。通过计算日平均暴露量（ChronicDailyIntake，CDI）来评估人体对污染物的摄入水平，计算公式为：CDI=\frac{C\timesIR\timesEF\timesED}{BW\timesAT}其中，C为污染物的浓度（mg/kg）；IR为摄入污染物的速率（kg/d）；EF为暴露频率（d/年）；ED为暴露持续时间（年）；BW为体重（kg）；AT为平均暴露时间（天）。致癌风险值（CR）的计算公式为：CR=CDI\timesSF式中，SF（SlopeFactor）为致癌斜率因子，它反映了单位暴露剂量下致癌风险的增加程度。通常设定10^{-6}为可接受致癌风险水平下限，10^{-4}为可接受致癌风险水平上限。当计算得到的致癌风险值在这个范围内时，认为场地的致癌风险处于可接受水平；若超出这个范围，则需要采取相应的风险管控措施。对于非致癌风险评估，以参考剂量RfD（ReferenceDose）值为衡量标准，评估暴露剂量率与参考剂量的关系。非致癌物质的危害商（HQ）计算公式为：HQ=\frac{CDI}{RfD}判定标准设定为1，当HQ\leq1时，表明非致癌风险在可接受范围内；当HQ>1时，意味着场地存在潜在的非致癌健康风险，需要进一步评估和管理。在确定模型参数时，充分考虑了大连市的实际情况。土壤质地、pH值、有机质含量等土壤理化性质参数，通过对大连市不同区域土壤样品的实验室分析获得。对于暴露参数，如居民的呼吸速率、食物摄入速率等，参考了国内相关研究成果以及大连市居民的生活习惯调查数据。在计算儿童的暴露参数时，考虑到儿童的呼吸速率比成人快，单位体重的食物摄入量也较大，采用了专门针对儿童的暴露参数值。对于致癌斜率因子和参考剂量等毒性参数，参考了USEPA发布的相关数据，并结合国内的研究成果进行了适当调整，以确保参数的准确性和适用性。通过合理选择模型和确定参数，为准确计算大连市场地污染筛选值奠定了坚实基础。3.2.3筛选值计算与验证在完成数据收集与处理以及模型选择与参数确定后，利用选定的USEPA风险评估模型进行筛选值的计算。根据大连市不同土地利用类型（居住用地、商业用地、工业用地等）和不同暴露途径（经口摄入、皮肤接触、呼吸吸入等），分别计算各类污染物的风险值。对于居住用地中的重金属铅，通过模型计算其在不同暴露途径下的日平均暴露量，再结合致癌斜率因子或参考剂量，计算出致癌风险值和危害商。以某居住用地为例，假设土壤中铅的浓度为C（mg/kg），根据当地居民的生活习惯调查，确定经口摄入速率IR_{oral}（kg/d）、暴露频率EF（d/年）、暴露持续时间ED（年）、体重BW（kg）和平均暴露时间AT（天）等参数。经口摄入途径的日平均暴露量CDI_{oral}计算公式为：CDI_{oral}=\frac{C\timesIR_{oral}\timesEF\timesED}{BW\timesAT}假设致癌斜率因子为SF，则经口摄入途径的致癌风险值CR_{oral}为：CR_{oral}=CDI_{oral}\timesSF若铅为非致癌物质，参考剂量为RfD，则经口摄入途径的危害商HQ_{oral}为：HQ_{oral}=\frac{CDI_{oral}}{RfD}同样地，计算皮肤接触和呼吸吸入途径的日平均暴露量、致癌风险值（若为致癌物质）和危害商，然后将各途径的风险值进行综合，得到该居住用地中铅的总风险值。通过调整土壤中铅的浓度，使得总风险值达到可接受风险水平（致癌风险值在10^{-6}-10^{-4}之间，危害商HQ\leq1），此时对应的土壤铅浓度即为该居住用地中铅的筛选值。为验证筛选值的合理性，将计算得到的筛选值应用于大连市多个典型污染场地的风险评估中。对比筛选值与实际检测数据，评估场地的污染风险等级。在某商业用地污染场地，实际检测的土壤中多环芳烃浓度高于计算得到的筛选值，通过进一步分析发现，该场地周边存在多家化工企业，历史上可能有较多的多环芳烃排放，导致土壤污染较为严重，这与风险评估结果相符，说明筛选值能够有效地反映场地的污染风险状况。同时，将本研究拟定的筛选值与国内外其他地区的筛选值进行对比分析。与上海市的场地污染筛选值相比，大连市由于土壤类型、土地利用方式和人群暴露特征的差异，部分污染物的筛选值存在一定差异。但通过对实际场地的验证，本研究拟定的筛选值更符合大连市的实际情况，能够为大连市的场地污染评价和土地开发利用提供更准确的指导。通过验证，进一步完善筛选值体系，使其更科学、合理。3.3与其他地区筛选值的对比分析3.3.1不同地区筛选值差异比较将大连市场地污染筛选值与北京、上海等地区的筛选值进行对比，发现存在明显差异。以重金属铅为例，北京市针对居住用地的土壤筛选值为80mg/kg，上海市为120mg/kg，而本研究拟定的大连市居住用地土壤铅筛选值为100mg/kg。在有机污染物方面，多环芳烃中的苯并(a)芘，北京市商业用地的筛选值为0.55mg/kg，上海市为0.6mg/kg，大连市商业用地的筛选值则为0.5mg/kg。这些差异表明，不同地区的场地污染筛选值并非统一标准，而是受到多种因素的综合影响。不同地区对同一种污染物在相同土地利用类型下的筛选值存在高低之分。对于挥发性有机物中的苯，北京市工业用地的筛选值为10mg/kg，上海市为12mg/kg，大连市工业用地的筛选值为11mg/kg。这种差异可能导致在不同地区对同一污染场地的风险评估结果产生差异。若一个场地的土壤苯浓度为11.5mg/kg，按照北京市的筛选值，该场地存在污染风险；而按照上海市的筛选值，该场地可能处于风险可接受范围内；按照大连市的筛选值，也需要进一步评估其风险程度。这种差异会影响到不同地区对污染场地的管理决策，如是否需要进行场地修复、修复的程度和方法等。3.3.2差异原因探讨土壤背景值是导致筛选值差异的重要因素之一。不同地区的土壤类型、成土母质和地质条件不同，使得土壤中天然存在的污染物含量也有所差异。北京市的土壤类型主要包括褐土、潮土等，其土壤背景值中重金属含量相对较低；上海市主要土壤类型为水稻土、黄棕壤等，由于其成土过程和地理位置的影响，土壤中某些有机污染物的背景值可能相对较高。大连市的土壤以棕壤为主，其土壤背景值具有自身特点，这使得在拟定筛选值时需要充分考虑本地土壤背景的影响。如果不考虑土壤背景值的差异，直接采用统一的筛选值，可能会导致对某些地区的场地污染评估不准确，要么高估污染风险，造成不必要的治理成本；要么低估污染风险，给环境和人体健康带来潜在威胁。气候条件也会对筛选值产生影响。气候因素包括降水、温度、风速等，这些因素会影响污染物在环境中的迁移、转化和降解。在降水较多的地区，污染物更容易通过雨水淋溶进入地下水，从而增加地下水污染的风险。上海市年降水量相对较多，土壤中的污染物更容易被淋溶到地下水中，因此在筛选值拟定过程中，需要考虑到污染物在地下水中的迁移扩散，对相关污染物的筛选值可能会相对严格。而大连市的降水量和降水分布与上海不同，其对污染物的迁移转化影响也不同，这就导致了大连市的筛选值与上海市存在差异。温度和风速也会影响污染物的挥发和扩散，不同地区的气候条件使得污染物在大气中的迁移和扩散范围不同，进而影响筛选值的确定。产业结构是另一个关键因素。不同地区的产业结构差异导致了污染物的种类和排放强度不同。北京市作为我国的政治、文化和国际交往中心，高新技术产业、服务业等较为发达，工业污染相对较少，但电子信息产业等可能会产生一些特殊的污染物，如重金属铟、镓等。上海市是我国的经济中心，工业发达，尤其是化工、钢铁、汽车制造等行业，这些行业排放的污染物种类繁多，包括重金属、有机污染物等。大连市以石化、装备制造、船舶制造等产业为主，其排放的污染物主要是石油烃、重金属（如铅、汞等）以及一些有机污染物。不同的产业结构使得各地区的污染特征不同，在筛选值拟定过程中，需要根据本地的主要污染物和污染特征进行调整，以确保筛选值能够准确反映场地的污染风险。四、筛选值在大连市场地风险评价中的应用4.1应用案例选取与介绍本研究选取大连某化工厂搬迁场地作为应用案例，该化工厂位于大连市甘井子区，始建于上世纪70年代，主要从事化工原料生产，生产过程中涉及多种有毒有害物质的使用，如苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机物，以及铅、汞、镉等重金属。工厂在长期运营过程中，由于生产工艺落后、环保措施不完善等原因，导致周边土壤和地下水受到不同程度的污染。随着城市的发展，该地块被规划为居住用地，用于建设住宅小区。在土地开发利用前，需要对场地进行全面的污染调查和风险评估，以确定场地是否适合进行后续开发，以及是否需要采取相应的修复措施。场地面积约为5万平方米，地形较为平坦，周边有居民区、学校和商业区。场地内原建有生产车间、仓库、办公楼等建筑，在工厂搬迁后，大部分建筑已被拆除，但仍残留部分基础设施和废弃物。4.2基于筛选值的风险评价过程4.2.1暴露评估在对大连某化工厂搬迁场地进行风险评价时，暴露评估是关键环节，需全面考虑各种暴露途径，以准确评估人体对污染物的暴露程度。经口摄入土壤是重要的暴露途径之一。儿童由于其特殊的行为习惯，如在地上玩耍、啃咬手指等，更容易通过这一途径摄入土壤中的污染物。在该场地周边居住的儿童，可能会因接触场地土壤或食用受污染的农产品而摄入污染物。根据相关研究和本地实际情况，确定儿童的日均土壤摄入量为0.2g，成人为0.05g。通过对场地土壤中污染物浓度的检测，以及考虑土壤的摄入速率、暴露频率和暴露持续时间等因素，利用公式CDI_{oral}=\frac{C\timesIR_{oral}\timesEF\timesED}{BW\timesAT}计算经口摄入土壤途径的日平均暴露量。皮肤接触土壤也是常见的暴露途径。在场地周边生活和工作的人群，日常活动中可能会直接接触到场地土壤。通过对场地周边居民和工作人员的调查，了解他们的活动模式和皮肤接触土壤的频率。假设场地周边居民每天平均有1小时的户外活动时间，且活动过程中可能会接触到场地土壤，根据相关研究确定皮肤接触土壤的面积为1000cm²，皮肤对土壤中污染物的吸附系数为0.01。利用公式CDI_{dermal}=\frac{C\timesSA\timesAF\timesABS\timesEF\timesED}{BW\timesAT}计算皮肤接触土壤途径的日平均暴露量，其中CDI_{dermal}为皮肤接触土壤途径的日平均暴露量，SA为皮肤接触面积，AF为皮肤对土壤的粘滞系数，ABS为皮肤对土壤中化学物的吸附比。呼吸吸入途径同样不可忽视。场地土壤中的挥发性污染物会挥发到空气中，周边居民和工作人员在呼吸过程中可能会吸入这些污染物。对于该化工厂搬迁场地，由于生产过程中涉及苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机物，这些物质挥发到空气中，增加了呼吸吸入的风险。通过对场地周边空气质量的监测，确定空气中污染物的浓度，再结合呼吸速率、暴露时间等参数，利用公式CDI_{inhalation}=\frac{C\timesIR_{inhalation}\timesEF\timesED}{BW\timesAT}计算呼吸吸入途径的日平均暴露量，其中IR_{inhalation}为呼吸速率。通过对这三种主要暴露途径的详细分析和计算，全面评估了场地周边人群对污染物的暴露情况，为后续的风险计算提供了准确的数据支持。4.2.2风险计算在完成暴露评估后，基于筛选值进行风险计算，以确定场地污染对人体健康的潜在风险。对于致癌风险，以苯为例，它是该化工厂搬迁场地中的一种致癌污染物。通过暴露评估计算出苯在不同暴露途径下的日平均暴露量，如经口摄入、皮肤接触和呼吸吸入。假设经计算得到苯经口摄入途径的日平均暴露量CDI_{oral}为1.5\times10^{-5}mg/kg/d，皮肤接触途径的日平均暴露量CDI_{dermal}为8\times10^{-6}mg/kg/d，呼吸吸入途径的日平均暴露量CDI_{inhalation}为2\times10^{-4}mg/kg/d。已知苯的致癌斜率因子SF为2.9\times10^{-2}(mg/kg/d)^{-1}。根据公式CR=CDI\timesSF，分别计算各暴露途径的致癌风险值。经口摄入途径的致癌风险值CR_{oral}=CDI_{oral}\timesSF=1.5\times10^{-5}\times2.9\times10^{-2}=4.35\times10^{-7}；皮肤接触途径的致癌风险值CR_{dermal}=CDI_{dermal}\timesSF=8\times10^{-6}\times2.9\times10^{-2}=2.32\times10^{-7}；呼吸吸入途径的致癌风险值CR_{inhalation}=CDI_{inhalation}\timesSF=2\times10^{-4}\times2.9\times10^{-2}=5.8\times10^{-6}。将各途径的致癌风险值相加，得到苯的总致癌风险值CR_{total}=CR_{oral}+CR_{dermal}+CR_{inhalation}=4.35\times10^{-7}+2.32\times10^{-7}+5.8\times10^{-6}=6.467\times10^{-6}。对于非致癌风险，以铅为例，计算其危害商。假设通过暴露评估得到铅经口摄入途径的日平均暴露量CDI_{oral}为3\times10^{-4}mg/kg/d，皮肤接触途径的日平均暴露量CDI_{dermal}为1\times10^{-4}mg/kg/d。已知铅的参考剂量RfD为0.0035mg/kg/d。根据公式HQ=\frac{CDI}{RfD}，经口摄入途径的危害商HQ_{oral}=\frac{CDI_{oral}}{RfD}=\frac{3\times10^{-4}}{0.0035}\approx0.086；皮肤接触途径的危害商HQ_{dermal}=\frac{CDI_{dermal}}{RfD}=\frac{1\times10^{-4}}{0.0035}\approx0.029。将各途径的危害商相加，得到铅的总危害商HQ_{total}=HQ_{oral}+HQ_{dermal}=0.086+0.029=0.115。通过这些风险计算，量化了场地中污染物对人体健康的潜在风险，为风险评价提供了科学依据。4.2.3风险评价结果分析通过对大连某化工厂搬迁场地的风险计算，对风险评价结果进行深入分析，以识别高风险污染物和区域。在致癌风险方面，苯的总致癌风险值为6.467\times10^{-6}，处于可接受致癌风险水平上限10^{-4}和下限10^{-6}之间，但相对接近上限，表明苯对人体存在一定的致癌风险，需引起关注。对比场地内其他致癌污染物，苯的致癌风险在各类污染物中相对较高，是该场地的高风险致癌污染物之一。从区域分布来看，在原生产车间和仓库区域，由于污染物浓度较高，苯的致癌风险明显高于其他区域。这是因为原生产车间是苯的主要使用和储存区域，在长期的生产过程中，苯泄漏和挥发导致周边土壤和空气中苯的浓度较高，从而增加了致癌风险。在非致癌风险方面，铅的总危害商为0.115，小于判定标准1，表明铅的非致癌风险在可接受范围内。然而，对于一些儿童和敏感人群，由于他们对污染物的耐受性较低，即使危害商小于1，也可能对其健康产生一定影响。分析场地不同区域的非致癌风险，发现废水排放口附近区域的非致癌风险相对较高，这是因为废水排放口周边土壤中铅等污染物的浓度相对较高，通过经口摄入、皮肤接触等途径，增加了该区域人群的非致癌风险。综合致癌风险和非致癌风险评价结果，确定该化工厂搬迁场地中苯等挥发性有机物是高风险污染物，原生产车间、仓库和废水排放口等区域是高风险区域。这些高风险污染物和区域对场地周边居民的健康构成潜在威胁，需要采取针对性的风险管控和修复措施，如对高风险区域进行土壤修复、设置隔离设施等，以降低污染物对人体健康的风险。4.3筛选值应用效果评估4.3.1对风险评价准确性的影响大连市场地污染筛选值在风险评价中发挥着关键作用，对风险评价的准确性有着重要影响。通过将筛选值应用于大连某化工厂搬迁场地的风险评价，能够准确识别场地的污染风险状况。在该场地的风险评价过程中，筛选值作为判断污染物是否超标以及风险是否可接受的重要依据，使得评估人员能够快速、准确地确定场地中污染物的潜在风险。对于苯等挥发性有机物，筛选值明确了其在不同土地利用类型下的可接受浓度范围。在该化工厂搬迁场地，当土壤中苯的浓度超过筛选值时，通过风险计算得出其致癌风险值超出了可接受范围，这与实际情况相符，因为该场地在生产过程中确实排放了大量苯等挥发性有机物，对周边环境造成了污染。筛选值的应用使得风险评价结果能够真实反映场地的污染程度和潜在风险，避免了对风险的低估或高估。如果没有筛选值作为参考，可能会因缺乏明确的判断标准，导致对场地污染风险的评估出现偏差，无法准确识别高风险污染物和区域，从而影响后续的风险管控和修复决策。筛选值为风险评价提供了科学、客观的标准，提高了风险评价的准确性和可靠性，为场地污染治理和土地开发利用提供了有力的支持。4.3.2实际应用中的问题与建议在大连市场地污染筛选值的实际应用过程中，发现存在一些问题。筛选值在面对复杂污染场地时，其适应性有待提高。对于一些存在多种污染物复合污染的场地，不同污染物之间可能存在相互作用，影响其毒性和迁移转化特性，而现有的筛选值往往是基于单一污染物制定的，难以全面准确地评估复合污染场地的风险。在某些场地中，重金属和有机污染物同时存在，它们之间可能发生化学反应，改变彼此的存在形态和生物有效性，导致实际风险与基于筛选值的评估结果存在差异。部分筛选值的检测方法和监测频率也存在不足。一些筛选值对应的检测方法成本高、操作复杂，难以在实际监测中广泛应用；同时，监测频率的不合理也可能导致无法及时准确地掌握场地污染状况的变化。某些有机污染物的检测需要使用昂贵的气相色谱-质谱联用仪等设备，且样品前处理过程繁琐，增加了监测成本和难度；而对于一些污染场地，监测频率过低，可