北京城市公园土壤铍钴锑钒的赋存特征与环境基准研究

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城市公园是城市居民接触自然的重要场所,为了满足城市居民的需求,北京也在大力发展城市公园建设。然而,由于城市用地紧张,修复后的污染场地改造成为城市公园十分常见,导致城市公园土壤中可能存在各种污染物。铍(Be)、钴(Co)、锑(Sb)和钒(V)是GB36600-2018中列入管控的污染物,也是城市环境中广泛分布的微量元素。然而目前相关研究资料十分有限,不利于科学精准的土壤污染防治。因此,对于这些污染物的研究亟待开展。土壤环境基准是管理污染土壤的重要工具,是制定土壤环境标准的基础。然而,目前我国关于土壤环境基准制定的基础数据十分缺乏,关于城市公园用地的土壤环境基准研究也十分有限,不利于城市公园环境的管理和土壤环境基准研究的发展。鉴于以上分析,本研究首先对Be、Co、Sb和V的赋存特征与来源概况进行了分析,以便评价城市公园土壤质量并为土壤环境质量管理提供指导。其次,建立了北京城市公园情景的概念模型,并通过文献调研与移动手机数据分析对部分参数进行本土化。最后,通过HERA++、CLEA和CSOIL三种模型推导敏感公园与非敏感公园情景的土壤环境基准,探讨不同模型对土壤环境基准结果的影响。研究所得主要结果如下:(1)北京城市公园土壤中Be和Sb的平均浓度高于背景值,但所有污染物的浓度均低于相应的筛选值,对人体健康产生的风险在可接受的范围内。污染物浓度的高值点主要分布在二环以内的旧城区或以前旧工业区。城市公园土壤中Sb主要来源于以燃料燃烧和工业遗留为主的人为源,Be主要来源自然源和燃料燃烧,Co和V主要来自于自然源。(2)确定北京公园用地下致癌污染物的敏感受体为成人与儿童,非致癌污染物的敏感受体为儿童,公园用地下的受体暴露于本文所研究污染物的途径包括经口摄入、皮肤接触与呼吸吸入。敏感公园与非敏感公园暴露情景的差异主要表现在参数的确定方面。基于文献调研确定了土壤摄入率与暴露频率等参数,基于移动手机数据确定了公园游客的停留时间、性别与年龄分布,根据性别比例进行加权分析确定了暴露受体参数。(3)非敏感公园的土壤环境基准大约是敏感公园的3倍,这与两种情景暴露频率的选择存在差异有关。不同模型推导出的土壤环境基准存在较大差异,总体而言,HERA++模型推导的结果最低,而CSOIL模型推导的结果最高,这些差异主要与模型中关于皮肤接触途径以及呼吸吸入途径算法的差异相关。与我国现行的土壤筛选值相比,我国大部分区域缺乏关于Be、Co、Sb和V的土壤筛选值,且本研究推导出的敏感公园的土壤环境基准一般高于一类用地的土壤筛选值,而非敏感公园的土壤环境基准一般低于二类用地的土壤筛选值。综合研究结果表明,北京城市公园土壤质量总体良好,但仍需要对北京的老城区以及旧工业区等重点区域予以关注。有关土壤环境基准参数的研究有必要进一步加强,以推导更科学与实用的土壤环境基准。采用风险评估模型推导土壤环境基准时,需要对模型进行综合评估,以确定更合适的模型。本研究可以为北京城市公园土壤环境的管理提供重要参考,此外,强调了单独制定适用于公园用地的土壤环境基准的重要性。
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