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中国已开发污染场地治理的思考

时间:2020-08-03 12:16来源: 未知作者:尧一骏 陈樯

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    为了有效治理中国城市化过程中出现的大量污染场地,保护人民群众不受土壤和地下水污染的危害,国务院于2016年颁布了《土壤污染防治行动计划》,即“土十条”。“土十条”规定,污染场地再利用前必须对其进行调查、风险评估和修复治理,若条件不成熟暂时无法对污染场地进行治理, 则必须对场地进行风险管控。但是,“土十条”所针对的是我国典型的污染场地,主要还是工业企业拆迁后形成的待开发棕地;而对于一些处于已经被开发利用状态的污染场地(developed contaminated sites),在大部分情况下无法停止使用并进行建筑物拆迁或居民搬迁的工作,也无法按照“土十条”中的规定进行处置,因为这些已经开发场地既无法进行常规的土壤和地下水污染治理工作,也无法通过改变地块用途来进行风险管控。

已开发污染场地的类型
    中国目前存在三类已开发建设的污染场地。
    第一类是未进行土壤地下水污染治理或未充分治理即被开发使用的污染地块,主要产生于2013 年前的房地产开发中。从20世纪90年代以来,中国开始了迅猛的城市化进程,每年均有大量的土地被开发利用。在被开发的土地中,除了一部分是来源于农业用地,还有相当一部分是由原工业用地转化为居住或者商业用地。可以肯定的是,这些原工业用地中的部分土壤和地下水,会受到之前工业生产中的跑冒滴漏和生产或环境事故的影响,存在一定的污染问题。但中国大规模的主动修复城市污染场地,是从最近十年才开始的,并且修复场地数量上也远远无法和开发的城市用地量匹配(图1)。这意味着,早期的城市化过程中,必然有大量的污染场地未经治理或未充分修复就直接进行了开发利用。
 
   
    第二类是被开发利用后土壤和地下水被污染的地块。有一些地块在当初被开发的时候,土壤和地下水没有受到污染,因此不属于污染场地的范畴; 但开发建设之后,地块本身或者附近的一些工业生产经营活动,导致地块的土壤和地下水被污染了, 也会形成污染场地,对地块上居住生活和工作的人群产生潜在的健康威胁。第二类已开发场地的典型例子是受到加油站地下储油罐泄漏污染影响的周边居民小区。在当初规划的时候,一些加油站往往是被设计在远离居民小区的地点,但随着城市化的进行、城区的扩建以及城市用地的紧张,很多居民小区建立在加油站附近;另外,随着城镇居民生活水平的提高以及中国机动车产销量跃居世界第一,加油站的需求也急剧增加(图2),这样也会导致一些新加油站建立在居民区附近。
    第三类是由于地质构造原因产生的氡污染地块。氡是一种放射性惰性气体,化学符号为Rn,能溶于水,有强烈的放射性,人体吸进含氡空气或饮用含氡水后,会遭到放射线的内照射而受害。在美国,氡污染是仅次于吸烟的第二大肺癌致病因素。也有研究表明,氡的辐射可以导致人患上慢性淋巴细胞性白血病。自然界的氡主要来源于镭和铀的放射性衰变,事实上,人类对氡污染的认识最开始来自于铀矿矿山矿工的致病过程,之后在西方国家又逐渐发现非铀矿山甚至是居民住宅内也存在氡污染的问题。在我国,氡广泛存在于地表土壤中作为自然背景存在,其浓度往往随深度增加而增加。另外, 氡区域背景浓度又和当地的地质构造存在直接关系。一般来说,山区的土壤氡背景值要高于平原地区。

风险管控的重点
    我国用来指导污染场地风险评估的技术文件是生态环境部2019年发布的《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ25.3-2019)以及被更新的原环境保护部2014年颁布的《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3-2014)。根据《建设用地土壤污染风险评估技术导则》,污染场地的污染源可以分为土壤和地下水,污染物可以分为固态污染物(包括重金属以及大部分半挥发性污染物)、气态污染物(主要是挥发性污染物以及少部分半挥发性污染物) 以及地下水中的溶解态污染物,而暴露途径共有九条(表1)。

    由表1可知,溶解态污染物对人体的主要暴露途径为饮用地下水,而我国的“村村通”工程已经基本解决了绝大部分农村地区的饮水问题,因此居民通过饮用地下水而受污染物暴露的可能性在目前来说已经很小了。对于固态污染物来说,其暴露途径主要来自表层土壤。在我国城镇建设中,硬化地面占比相当高,这就隔绝了表层土壤污染物暴露的途径。仅剩的一些裸露地表也往往被绿化带覆盖, 而绿化带中的覆土也基本来自地块外的其他区域而并非取自本地块。即使由于大气沉降或者其他的什么原因,导致了地表的土壤或者硬化路面被污染了,也可以很容易地对硬化路面进行清洗或者对裸露地表进行硬化覆盖或者用客土来控制污染。综上所述,固态和水溶性污染物的暴露途径在实际场景中是比较容易被切断或者控制住的。另外, 对于重金属污染物来说,即使在某些极端场景中, 人群受到了短时间暴露,也不会对健康有太大的负面作用,因为重金属对人体的危害主要还是通过长期慢性的暴露才能显现出来。
    与固态污染物和水溶态污染物不同,气态污染物或者挥发性污染物的主要暴露途径是室内外的呼吸暴露,相对来说更加难以控制:即使是进行了简单的地面硬化,也很难阻止气态污染物或者挥发性污染物从硬化路面或是房子地基地板的裂缝中渗透上来,污染地表的室内外的空气;更为严重的是, 一些挥发性污染物,比如氯代烃和苯系物,即使是短期的暴露,对于一些敏感的人群,比如孕妇或者婴儿,也可能造成不可逆的基因损害。因此,污染场地上的(气态)挥发性污染物(包括氡气)是已开发场地上风险管控的重点。
    根据表1可知,人群在建筑室外或者室内吸入来自土壤和地下水的(气态)挥发性污染物,是该类污染物对人体的主要暴露途径。在大多数情况下,由于建筑物室内环境的封闭性,(气态)挥发性污染物在室内的浓度往往要高于室外浓度,因此室内吸入的暴露途径成为了(气态)挥发性污染物对人体的主要暴露途径。当然,在一些场景中,由于居民房屋地基密闭性较好,也存在居民的室外暴露风险大于室内暴露风险。这可以分为两种情况, 第一种是室内外的污染物浓度都不超过相应的标准,这种情况下自然没有问题;第二种是室外的污染物浓度超标了。对于后者来说,这意味着整个地块的污染程度极其严重,当地的居民或者相关人群需要尽快撤离,而这是极为罕见的。
    综上所述,在绝大部分情况下,污染场地上的重点关注污染物是(气态)挥发性污染物,而(气态)挥发性污染物对人体的主要暴露途径是室内吸入,国外称之为为蒸气入侵(vapor intrusion)(图3)。因此,(气态)挥发性污染物的蒸气入侵风险成为了已开发场地上的风险管控的重点。
风险管控的关键
    根据国外经验,对涉及蒸气入侵的已开发污染场地进行有效治理,主要手段是针对污染物对人群的暴露途径采取相应的管控措施来保障健康安全, 而采用管控措施的前提是能够在已开发场地上筛选出风险不可接受的区域。精准的风险筛选必须建立在科学合理的健康风险评估上。
    目前,我国用来指导污染场地风险评估的技术文件是生态环境部2019年发布的《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ25.3-2019),其主要目的是针对待开发棕地修复治理后的未来居民所处的人居环境进行风险判断和预测,从而计算出相应的土壤和地下水污染物风险控制值和修复目标值。由于无法获得未来居民暴露场景的真实参数,其预测结果必然带有一定保守性。如果将按照导则计算的风险控制值或修复目标值直接应用于已开发污染场地, 必然会将已开发场地上大量真实风险可接受的区域错误地判断为需要治理的高风险区域。这一方面会增加已开发污染场地的治理难度,另一方面也会造成过度治理。
    要开展已开发污染场地健康风险的精准评估, 必须基于当前暴露环境的监测数据,模型预测只能作为参考或者辅助证据。在已开发场地上,蒸气入侵风险的主要判别依据是通过取样检测挥发性污染物在目标建筑物室内空气的浓度,而这其中的关键问题是,如何通过有限次的室内空气采样来判断合理最大暴露(reasonable maximum exposure)。在蒸气入侵场景中,由于受污染源类型、入侵途径、建筑物结构和运行状况等因素的影响,挥发性污染物室内浓度的时空分布往往存在较大的差异。在一些涉及在产企业的污染场地上,(气态)挥发性污染物的室内浓度还受到一些背景污染源的影响。美国目前采取的一种手段是,通过制造人工室内负压,短时间内获取室内最大浓度或者是室内最大污染物通量。
在筛选出蒸气入侵风险超过可接受范围的污染场地区域或者建筑之后,必须采取不同的暴露路径切断手段来控制风险。根据西方发达国家特别是美国的经验,常见的工程手段包括但不限于:利用排气扇或者中央空调系统,增加室内通风;增强室内的密闭条件以制造人工正压;利用工程手段在建筑物地基下制造负压等。
    问题是,中美的典型建筑具有显著性差异:美国典型的住宅是独栋木制别墅;而中国的是钢筋混凝土整体浇筑地基的多层楼房。在蒸气入侵风险评估和管控领域,美国的一些技术经验是否适用于中国,是否需要改进,尚不得而知。这有待于在国内开展一些已开发场地的风险评估和管控试点工作来解决。
    (尧一骏,中国科学院南京土壤研究所;陈樯,生态环境部南京环境科学研究所)

(责任编辑:admin)
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