基于挥发通量检测土壤气中三氯甲烷及健康风险评估

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风险评估是VOCs蒸汽入侵(VI)场地再开发的一个重要步骤。自2014年至今,我国已经建立了基于土壤中VOCs浓度使用J&E(Johnson and Ettinger)模型计算的VOCs蒸汽入侵场地风险评估体系。但J&E模型在计算中存在过于保守的问题,采用双元平衡模型(Dual Equilibrium Desorption,DED)对J&E模型进行校正后可以在一定程度上克服该问题。为准确评估实际场地中VOCs呼吸暴露风险,探索JE-DED模型在预测实际场地中VOCs呼吸暴露途经健康风险的适用性。研究以三氯甲烷作为目标污染物,在室内进行土柱模拟试验,用控制变量的方法考察在不同条件下三氯甲烷在包气带土壤中的迁移规律并寻求f值的最佳取值;研究还并选取苏州某污染场地开展三氯甲烷土壤气挥发通量专题调查和进行风险评估工作,并将基于基于土壤通量的风险评估结果与基于土壤中三氯甲烷浓度采用J&E模型和JE-DED模型的计算结果进行了比较分析。研究结果显示:(1)随着土壤含水率升高,包气带土壤中三氯甲烷迁移量和对应的三氯甲烷挥发通量变化趋势相同,均为先增加后减少,分别在含水率15%和10%时达到最大。土壤中三氯甲烷迁移量对土壤有机碳含量和土壤颗粒组成没有明显的响应,但对应的三氯甲烷挥发通量却随着土壤有机碳含量减少、土壤颗粒组成中砂粒含量的增加而增加。(2)随着土壤三氯甲烷浓度的增加和土壤有机质含量的减小,基于模型计算的风险值与基于挥发通量的风险值变化趋势相同,都随之增加;随着土壤含水率的增加,基于挥发通量的风险值较为稳定,基于模型计算的风险值却会减小;随着土壤颗粒中砂粒组分含量的增加,基于模型计算的风险值减小,而基于挥发通量的风险值却增加。f的最佳取值随着土壤三氯甲烷浓度、含水率(15%之前)、颗粒中粘粒组分含量的增加而增加,随着土壤含水率(15%之后)、有机质含量的增加而减小。(3)三氯甲烷重污染区域多手段风险评估的结果表明,该区域内三氯甲烷人体致癌风险水平超出允许接受水平1.00×10-6。针对该场地,通过数据模拟发现,当三氯甲烷浓度小于5mg·kg-1时,才能更好地发挥JE-DED模型的优势。以土壤气浓度或挥发通量评估一定单元内的整体风险水平更加稳定,能够一定程度上避免基于土壤浓度采用模型计算带来的偶然性结果。
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