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--> --> --> 经过十几年的探索,我国已初步建立起污染地块环境管理的制度框架[1-5]。近年来,生态环境部陆续发布了系列政策文件和技术导则,指导和规范了我国污染地块调查评估与修复管控工作的开展[6-11]。挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是污染地块中最常见、最重要的一类污染物。VOCs具有化学性质活泼、易挥发、易迁移等特点,导致其调查评估的技术难度较大。越来越多的实践经验表明:我国现在通行的地块调查评估方法对于VOCs的特殊性考虑不足,存在可以改善的空间[2]。本文选取6个主要问题进行讨论,并提出改进建议。案例1:美国丹佛市的Redfield地块是世界上第一个被报道的大型蒸气入侵地块,美国环保署(US EPA)在1993—2003年期间对其进行过3轮土壤调查,钻取了150多个土孔,采集了数百个土壤样品。结果显示:所有污染物的土壤浓度均未超标,然而在地下水中却发现了一个长达几千米的氯代烃污染羽;污染羽中的1,1-二氯乙烯和三氯乙烯通过挥发侵入了地表400多栋住宅,导致其室内空气浓度超过了人体健康标准(详细情况参见《污染场地VOCs蒸气入侵风险评估与管控》[14]中的Redfield案例)。
案例2:我国北方某化工厂的土壤中的二氯甲烷、氯仿、苯的浓度都低于GB 366000筛选值,但在同一点位3种化合物的土壤气浓度却分别高达3.23×104、12.8×104、88.8×104 μg?m?3,超过US EPA的土壤气筛选值3~4个数量级,可能存在较高的呼吸暴露风险。
案例3:在我国某农药厂,部分堆存在地面的异位土壤及地层中的原位土壤均散发出明显的刺激性气味。调查发现,这些土壤中检出的化合物浓度均低于GB366000筛选值,而土壤气中却检测出了60多种VOCs和半挥发性有机物(semi-volatile organic compounds, SVOCs),每立方米中部分VOCs高达几万微克,远超US EPA的筛选值。
以上案例说明,仅凭土壤监测数据可能无法完整地反映地层中VOCs的污染状况及环境风险[15]。导致这一现象的原因主要有3方面:第一,VOCs在土壤中的分布具有较大的空间非均质性,有限的土壤钻孔未必能够揭示真正的高浓度污染源,对于复杂地块更是这样;第二,VOCs在包气带中主要以吸附态、非水相液体(non-aqueous phase liquid, NAPL)、土壤水、土壤气4种形态赋存,土壤采样无法捕获到气相中的VOCs,仅能反映前3个相态的污染情况。然而,土壤蒸气中的VOCs未必来源于紧邻的土壤,往往由重污染区域VOCs气体迁移过来。前面列举北方某化工厂的案例可能就属于这种情况,污染物的土壤浓度全部达标,但土壤气中却含有高浓度的VOCs的情况[12, 16];第三,尽管在采样和运输过程中采用了甲醇保护等措施,土壤样品中的VOCs还是会存在不同程度的挥发损失,导致采样结果偏低,甚至完全失真[12]。
建议对于地块中VOCs调查评估应更加重视地下水数据的分析解读,并且增加土壤气的监测工作;对于复杂地块,还可以考虑使用地表通量箱监测等新兴的VOCs调查技术[17]。
除了定性判断污染是否存在之外,地下水监测数据还可用于半定量判断土壤污染的程度。如果污染物在地层中处于相平衡状态,利用地下水中污染物的浓度可以推算出土壤相应污染物的浓度,进而能够半定量地指示出土壤的污染程度。另外,基于地下水VOCs浓度还可以判断地层中是否存在NAPL相[14]。
某些地块中还存在土壤中VOCs的污染程度较轻,地下水中却存在着高浓度的污染物。卤代烃污染地块更容易出现这种现象。对于这类地块,一定要予以足够重视。当地下水中检出了高浓度的污染物,则说明地层已受到了严重污染。然而,由于污染物在土壤中分布的空间非均质性,有限的土壤钻孔可能并未探测到重污染区域。
建议应该加强地下水调查工作,提升对地下水监测数据的分析解读。地下水中检出高浓度的VOCs意味着地层中可能存在较严重的污染,甚至是NAPL相污染源,因此,对这类地块应给予足够的重视。
由于兴建建筑之后土壤气浓度会发生变化,似乎无法根据土壤气浓度确定修复目标值和修复范围,因此,通常认为以棕地再开发为目的的地块调查项目中进行土壤气监测的意义不大。然而,这种观点颠倒了地块调查评估与划定修复范围之间的主次关系。调查评估的目标是要确定该地块是否存在污染和环境风险,因为只有先解决这个问题,才能确定是否要进行地块修复,以及如何划定修复范围。如前文所述,土壤浓度数据并不足以表征地块VOCs的污染分布和污染程度,存在遗漏重污染源区域的可能。如果无法准确地评估实际地块的污染程度以及重污染区域的分布,那么计算出的修复目标值以及划定的修复范围可靠性和实际意义就较低,也会为后续的地块修复和房地产开发留下隐患。
对于大型复杂地块的调查评估,简单套用技术导则很有可能无法准确反映地块的污染状况,甚至存在遗漏重污染区域的可能。对于这类地块,除导则中规定的必须完成的“规定动作”外,还应根据实际情况增加一些“自选动作”,以科学精准地查明实际的污染状况。对于VOCs类地块,可采用的自选动作包括但不限于:1)采用新兴调查技术(同位素技术、分子指纹技术、被动采样、通量箱、示踪剂等[14, 17]);2)在重点区域有针对性地增加采样数量和频率;3)增加污染源迁移转化的模型模拟预测等。
充分细致的调查工作可为后续的修复/风险管控提供坚实的数据支撑。在美国、加拿大、澳大利亚等,一些大型复杂地块的污染状况调查需要花费数年时间,其采样密度、使用的调查技术、数据分析的非常深入。近年来,我国土地开发的周期加快,业主并未重视地块调查工作,常要求调查单位以很短的时间和很低的成本完成调查。这会给后续的地块修复和土地开发工作留下隐患,建议相关管理部门从顶层设计到具体管理制度上,将大型复杂地块的管理与低风险地块的管理区别开来。
目前,我国的地块调查工作对于探明NAPL相污染源这一目标尚不够重视。大部分调查报告并未对目标地块是否存在NAPL给出明确的结论。对于污染程度较轻的地块,存在NAPL的可能性较低,可以不进行NAPL溯源。然而,有机物污染程度较重的地块其地层中往往都存在NAPL相,对于大型地块而言甚至很可能存在多处NAPL源。因此,对于有机物污染程度较重的地块应该将NAPL调查规定为必须完成的工作。国外有一系列成熟的NAPL调查技术和设备(如岩芯取样法(intact soil coring)、激光荧光测井技术(laser-induced fluorescence logging)、分区单元间跟踪程序测试技术(partitioning interwell tracer testing)、石油组学技术,以及薄膜界面探测器(membrane interface probe)、光学图像分析器(optical image profiler)等设备),适用于不同种类的污染物和不同的地块条件。笔者建议在重污染地块尝试推广这些新型调查技术及设备。
参考文献