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挥发性氯代烃类化合物污染场地健康风险评价与修复技术筛选研究

作　者: 唐小亮
导　师: 葛滢；吴以中
学　校: 南京农业大学
专　业: 环境科学
关键词: 挥发性氯代烃类化合物健康风险评价污染场地修复技术层次分析
分类号: X820.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

挥发性氯代烃类化合物因具有挥发性、毒害性、隐蔽性、累积性和多样性等污染特性,已对人类健康和生态环境产生严重危害和影响,成为一个新的全球性环境问题。近年来,伴随着经济社会的高速发展、城市产业结构优化和布局调整,很多涉及到挥发性氯代烃类化合物的生产企业将关闭或转产,但是由于大多数挥发性氯代烃类化合物生产企业生产设备陈旧、工艺落后、厂房简陋以及生产过程中的跑冒滴漏、三废排放等不可避免地会导致生产车间或仓库周围土壤和地下水中残留高浓度的挥发性氯代烃类化合物废弃物,形成大面积的污染场地。本研究对挥发性氯代烃类化合物污染场地土壤和地下水进行健康风险评价和修复技术筛选,旨在为今后开展污染场地健康风险评价和污染治理工作提供指导和技术储备,为实施污染场地的环境无害化管理提供参考。本文选择我国典型的污染场地类型之一的挥发性氯代烃类化合物污染场地展开研究,在众多健康风险评价模式中,以美国的RBCA模型[美国材料与试验协会(ASTM)开发]、英国的CLEA模型[英国环境署(EA)和环境、食品与农村事务部(DEFRA)和苏格兰环保局联合开发]、和荷兰的Csoil模型[荷兰公共卫生与环境国家研究院(RIVM)开发]应用最为广泛。本研究选取这三种健康风险评价模型,以常州市某废弃杀虫剂厂和某废弃树脂厂污染场地为例,对挥发性氯代烃类化合物污染场地引起的健康风险进行对比研究,计算了各个暴露途径的暴露浓度、暴露剂量率、健康风险和需要修复的范围,并在评价的过程中结合场地的实际情况对部分参数进行了修正,对三种模型的优缺点和适用性进行了分析,最后对挥发性氯代烃类化合物污染场地的修复技术进行了系统评价。通过实地采样调查分析,确定待评价污染场地的目标污染物为氯丹和1,2-二氯乙烷,土壤和浅层地下水中的氯丹、1,2-二氯乙烷含量差异均很大,都属于强变异。土壤中氯丹和1,2-二氯乙烷均呈现出以生产车间为中心,向四周扩散的趋势,污染范围与风向呈现一定相关性。土壤中氯丹和1,2-二氯乙烷均有明显的垂直迁移,已对深层土壤造成污染。表层土壤中氯丹、1,2-二氯乙烷平均浓度最高。浅层地下水中的氯丹、1,2-二氯乙烷分布与上层土壤污染相对应,浓度较高点集中于生产车间的下游,污染中心区域下游方向上污染物浓度降低很快。评价结果表明不管采用何种模型进行计算,由土壤污染引起的各暴露途径中,直接经口摄入途径引起的风险最大,占70%以上；因1,2-二氯乙烷的挥发性比氯丹大,在由土壤污染引起的1,2-二氯乙烷的各暴露途径中呼吸摄入途径的贡献率均大于氯丹。通过对三种评价模型的对比分析发现,对于挥发性污染物污染场地和地下水已受到污染的污染场地来说,使用Csoil模型进行健康风险评价更具有针对性。为了不使场地成为污染物的废弃场所,在符合风险管理目标的同时又满足安全的要求,本文采用基于风险管理的场地清除策略,分别根据美国9区初级修复目标(PRGs)、英国的土壤质量指导值(Soil Guideline Values,SGVs)和荷兰的清除值(Intervention values)对杀虫剂厂和树脂厂需要修复的范围进行计算,结果表明根据美国9区初级修复目标(PRGs)计算出的修复范围最小,根据英国的土壤质量指导值(Soil Guideline Values,SGVs)计算出的修复范围最大。由于挥发性氯代烃类化合物污染场地的修复技术具有多样性,各有优缺点,影响方案选择的因素包括技术、环境、经济和社会等多个方面,为综合考虑各方面因素、系统地解决这一问题,本研究采用层次分析法对修复技术进行筛选研究,将系统工程的方法引入环境治理工程的决策过程,建立了挥发性氯代烃类化合物污染场地修复技术的筛选指标体系,通过四个层次和十九个具体指标对三种可行的修复技术进行系统分析后,得出热处理法是废弃杀虫剂厂所在污染场地氯丹的最优修复技术；蒸汽浸提法是废弃树脂厂所在污染场地1,2-二氯乙烷的最优修复技术。

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表目录 7-8图目录 8-9摘要 9-11ABSTRACT 11-14第一章绪论 14-22 1 研究背景 14-15 2 国内外研究进展 15-19 2.1 挥发性氯代烃类化合物污染场地研究进展 15-16 2.2 污染场地健康风险评价 16-17 2.3 挥发性氯代烃类化合物污染场地修复技术研究进展 17-19 2.4 系统评价方法研究进展 19 3 研究内容与意义 19-22第二章挥发性氯代烃类化合物概述 22-30 1 挥发性有机化合物的定义 22 2 挥发性氯代烃类化合物的来源 22 3 挥发性氯代烃类化合物的主要特点 22 4 挥发性氯代烃类化合物在污染场地中的扩散途径 22-25 4.1 密度流 23-24 4.2 蒸发与扩散 24 4.3 对流运输 24 4.4 吸附与迟滞 24-25 4.5 扩散 25 4.6 在粘土中的移动状况 25 5 挥发性氯代烃类化合物的自然降解 25-30 5.1 挥发性氯代烃类化合物的降解原理 25-26 5.2 挥发性氯代烃类化合物的无氧降解 26-27 5.3 挥发性氯代烃类化合物的有氧降解 27 5.4 非生物降解 27-28 5.5 挥发性氯代烃类化合物自然降解的前提条件 28-30第三章污染场地健康风险评价方法 30-40 1 数据收集和分析 31 2 暴露评价 31-35 2.1 模型介绍 32-33 2.2 暴露假设 33-34 2.3 暴露量化 34-35 3 毒性评价 35-37 3.1 化学物质的致癌性分类 36 3.2 非致癌物的剂量-健康危害评价 36-37 3.3 致癌物的剂量-健康危害评价 37 4 风险表征 37-40 4.1 风险计算 37-39 4.2 不确定性分析 39-40第四章挥发性氯代烃类化合物污染场地健康风险评价 40-74 1 污染场地概况 40-49 1.1 项目与环境概况 40-44 1.2 污染物现状监测 44-45 1.3 环境质量评价 45-49 2 暴露评价 49-57 2.1 RBCA模型 50-52 2.2 CLEA模型 52-54 2.3 Csoil模型 54-57 3 毒性评价 57-58 4 风险表征 58-72 4.1 RBCA模型 58-64 4.2 CLEA模型 64-66 4.3 Csoil模型 66-72 5 不确定性分析 72-74第五章挥发性氯代烃类化合物污染场地修复技术筛选 74-94 1 修复目标和修复范围 74-79 2 修复技术初选 79-85 2.1 常用修复技术简介 79-85 2.2 修复技术的应用情况 85 3 修复技术系统评价 85-94 3.1 层次分析法 86-88 3.2 评价指标体系构建和层次分析模型 88-91 3.3 权重计算 91-93 3.4 备选方案系统评价结论 93-94第六章全文结论与研究展望 94-98 1 全文结论 94-95 2 创新点 95 3 研究展望 95-98参考文献 98-106致谢 106

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