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PRA在焦化厂污染土壤健康风险评价中的应用

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环境科学研究 2013年第2期26卷 220-226页

作者：姜林贾晓洋夏天翔姚珏君梁竞王琪北京市环境保护科学研究院北京100037 国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 污染场地风险模拟与修复北京市重点实验室北京100037

以北京市某炼焦化学厂场地污染调查为依据,采用PRA(概率风险评价)研究了15个人体暴露参数和土壤中污染物浓度不确定性对苯、苯并[a]芘健康风险评价结果的影响.结果表明:对于表层和深层土壤,苯、苯并[a]芘各暴露途径及总暴露途径PRA95%... 详细信息

以北京市某炼焦化学厂场地污染调查为依据,采用PRA(概率风险评价)研究了15个人体暴露参数和土壤中污染物浓度不确定性对苯、苯并[a]芘健康风险评价结果的影响.结果表明:对于表层和深层土壤,苯、苯并[a]芘各暴露途径及总暴露途径PRA95%分位值均小于相应DRA(确定性风险评价)风险值;该场地整个土层中苯的PRA总风险值为1.5×10-8～6.9×10-3,苯并[a]芘为2.3×10-9～2.2×10-3,二者95%分位值分别为3.8×10-4和1.1×10-4;苯、苯并[a]芘的DRA总风险值分别为PRA96.8%和99.1%分位值,并且二者的DRA总风险值/PRA95%分位值分别为1.5和3.2,表明DRA风险值偏保守.参数敏感性分析表明,对苯总风险不确定性贡献较大的为深层土壤中的苯浓度(贡献率为94.63%,下同)和成人暴露周期(4.12%),苯并[a]芘为表层土壤中苯并[a]芘浓度(92.63%)、成人暴露周期(2.40%)、儿童每日土壤摄入量(2.12%)和儿童暴露周期(1.21%).

关键词： PRA 健康风险评价敏感性分析污染土壤焦化厂

生物降解对土壤气中苯衰减系数及筛选值的影响

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环境科学研究 2014年第2期27卷 178-185页

作者：钟茂生姜林姚珏君夏天翔贾晓洋彭超北京市环境保护科学研究院北京100037 国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 污染场地风险模拟与修复北京市重点实验室北京100037

以砂质土壤为例,采用Bio-vapor软件计算了生物降解对苯的ai-s（衰减系数）及筛选值的影响,并对关键影响参数〔cs（污染源苯质量浓度）、LT（建筑底板与污染源距离）、La（好氧土层厚度）和kw（生物降解系数）〕进行分析. 结果表明：当cs... 详细信息

以砂质土壤为例,采用Bio-vapor软件计算了生物降解对苯的ai-s（衰减系数）及筛选值的影响,并对关键影响参数〔cs（污染源苯质量浓度）、LT（建筑底板与污染源距离）、La（好氧土层厚度）和kw（生物降解系数）〕进行分析. 结果表明：当cs≥5×105mgm3时,生物降解对ai-s基本无贡献；当cs≤1×104 mgm3时,生物降解可导致ai-s降低1-2个数量级,但降幅随cs和LT的变化不明显；当cs介于二者之间时,生物降解对ai-s的作用受LT变化的影响较明显,LT升高1个数量级时,生物降解可导致ai-s降低2个数量级. 生物降解对ai-s的作用受La影响比较明显,La由0.50m增至1.50m时,生物降解可导致ai-s降低2个数量级. Bio-vapor软件预测的砂质土壤条件下La的最大值为0.63m,低于现场普遍测试结果（1.50m）,表明该模型预测结果可能过于保守,实际项目中可通过测试土壤气中各组分的纵向分布确定La. 当cs≤5×104 mg/m3时,kw由0.033h^-1增至2.000h^-1,生物降解将导致ai-s降低2个数量级. 因此,同一概念模型下考虑生物降解时土壤气中苯筛选值高于不考虑生物降解时1-2个数量级.

关键词：生物降解 Bio—vapor模型苯蒸气衰减系数筛选值

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空气注射修复苯污染地下水模拟研究

环境科学 2012年第11期33卷 3927-3934页

作者：樊艳玲姜林张丹钟茂生贾晓洋北京市环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术中心污染场地风险模拟与修复北京市重点实验室北京100037

空气注射是原位修复地下水中挥发性污染物的有效方法之一,但是因为缺乏现场数据,目前系统设计主要依据经验.为了获取合理设计参数,以北京某焦化厂地下水苯污染区域为例,结合现场试验,采用Petrasim中的TMVOC模块对空气注射进行了设计参... 详细信息

空气注射是原位修复地下水中挥发性污染物的有效方法之一,但是因为缺乏现场数据,目前系统设计主要依据经验.为了获取合理设计参数,以北京某焦化厂地下水苯污染区域为例,结合现场试验,采用Petrasim中的TMVOC模块对空气注射进行了设计参数优化与修复模拟研究.现场试验得出最佳注气速率为23.2 m3.h-1,影响半径为5 m.模型对现场试验过程中地下水压力变化进行了模拟,模拟结果与实测结果吻合较好.模型对注气位置进行优化,最佳为底部注气;以底部注气方式对注气速率进行优化,得出最佳注气速率为20 m3.h-1,与现场试验结果相近;在最佳注气位置与注气速率下,影响半径为3m,现场测试结果比该值偏大,这主要是因为现场测试参数主要指示地下水上部与非饱和带中气流变化,而气流范围在接近地下水面处开始迅速增大,比地下水中实际气流范围要大.依据场地地质参数,利用优化参数,对修复过程进行了模拟研究,结果表明,修复过程中逐渐将污染物浓度已经达标区域的注射井关停的修复方式比修复过程中所有注射井一直开启的修复效果要好.采用注射井逐个关停的修复方式注气90 d后,该场地污染物浓度从371 000μg·L-1下降到1μg·L-1.

关键词：地下水苯空气注射模型模拟修复周期

基于污染场地土壤中重金属人体可给性的健康风险评价

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环境科学研究 2014年第4期27卷 406-414页

作者：姜林彭超钟茂生姚珏君夏天翔贾晓洋韩丹北京市环境保护科学研究院北京100037 国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 污染场地风险模拟与修复北京市重点实验室北京100037

模拟测试土壤中重金属在人体胃肠系统中的溶解量(即人体可给量),并以此作为暴露剂量进行健康风险评估,能在一定程度上克服基于总量评估导致结果过于保守的问题.该文综述了国内外目前已有的可给性测试方法,着重介绍了PBET(physiologicall... 详细信息

模拟测试土壤中重金属在人体胃肠系统中的溶解量(即人体可给量),并以此作为暴露剂量进行健康风险评估,能在一定程度上克服基于总量评估导致结果过于保守的问题.该文综述了国内外目前已有的可给性测试方法,着重介绍了PBET(physiologically based extraction test)、SBET(simplified bioaccessibility extraction test)、RIVM(rijksinstituut voor volksgezondheid en milieu)及UBM(the unified bioaccessibility method)这4种常用方法的原理及主要参数取值;对目前测试方法在参数(pH、提取时间、提取液组分)取值、模拟过程与环境(消化过程、模拟环境、食物、微生物)存在的问题进行了分析;进一步介绍了基于重金属人体可给性的健康风险评估方法.建议应在以下4个方面进一步开展研究:①基于我国人体胃肠生理特征建立土壤中重金属可给性的标准测试方法;②研究影响重金属可给性的关键因素并建立经验预测模型;③结合in vivo测试,验证方法的准确性,耦合结肠癌细胞跨膜转运测试模型,研究测试重金属的人体有效性的标准方法;④建立基于重金属可给性的层次化风险评估方法,完善现有风险评估技术导则.

关键词：污染场地土壤重金属人体可给性健康风险评价

焦化厂土壤中PAHs的热脱附行为及其对土壤性质的影响

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化工学报 2014年第4期65卷 1470-1480页

作者：夏天翔姜林魏萌贾晓洋钟茂生北京市环境保护科学研究院、污染场地风险模拟与修复北京市重点实验室北京100037 国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 首都师范大学北京100048

采用滚筒式间接加热设备，在50-450℃加热温度和30min停留时间实验条件下，测试了焦化厂污染场地低含量（S1）和高含量（S2）PAHs污染土壤中16种PAHs的热脱附效率和残留量的变化，并初步分析了热脱附处理对土壤有机碳（TOC）、可溶性有... 详细信息

采用滚筒式间接加热设备，在50-450℃加热温度和30min停留时间实验条件下，测试了焦化厂污染场地低含量（S1）和高含量（S2）PAHs污染土壤中16种PAHs的热脱附效率和残留量的变化，并初步分析了热脱附处理对土壤有机碳（TOC）、可溶性有机碳（DOC）、比表面积（SA）和粒径分布的影响，结果表明：加热温度、污染物含量和污染物分子量对PAHs的脱附效率均存在极显著影响（p〈0．01），其中加热温度影响程度最大。S1和S2土壤中各类PAHs在加热温度达到其熔点附近开始有效脱附，LPAHs（低分子量PAHs）与HPAHs（高分子量PAHs）之间的热脱附效率仅在不超过300℃（S1土壤）和400℃（S2土壤）加热条件下存在明显差别。土壤中各类PAHs的脱附与其有效态密切相关，s1和s2土壤中有效态PAHs分别在200-250℃和250~300℃加热条件下几乎全部脱附。450℃加热温度条件下，S1和S2土壤中∑PAHs（总PAHs）脱附效率能够达到91．3％和98．4％，其中8种目标PAHs的含量范围分别为0．07～0．71mg·kg-1和0．26-40．20mg·kg-1，土壤中部分PAHs仍超过相应的北京市《场地土壤环境风险评价筛选值》住宅用地筛选值；450℃加热温度下，S1和S2土壤中TOC含量分别下降51．4％（p〈0．05）和23．1％（p〈0．05），S1和S2土壤中DOC变化趋势相反，SA的下降、较粗颗粒比例略有增加和电镜扫描中土壤颗粒团聚现象相吻合。

关键词：热脱附多环芳烃土壤脱附效率残留量土壤性质

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蒸气入侵暴露情景下土壤气筛选值推导与比较

环境科学研究 2013年第9期26卷 979-988页

作者：钟茂生姜林贾晓洋姚珏君夏天翔蔡月华北京市环境保护科学研究院北京100037 国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 污染场地风险模拟与修复北京市重点实验室北京100037

采用J&E模型推导了典型蒸气入侵暴露情形下土壤气中ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值,并与US EPA(美国国家环境保护局)及美国各州的颁布值进行比较.结果表明,具有致癌效应的苯、氯仿相同暴露情形下的筛选值低于非... 详细信息

采用J&E模型推导了典型蒸气入侵暴露情形下土壤气中ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值,并与US EPA(美国国家环境保护局)及美国各州的颁布值进行比较.结果表明,具有致癌效应的苯、氯仿相同暴露情形下的筛选值低于非致癌效应的甲苯、1,1-二氯乙烯3～4个数量级,表明VOCs污染场地应重点关注致癌性污染物.其中,浅层土壤气居住暴露情形下ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值分别为9.6×102、2.7×102、1.1×107、4.0×105μg/m3,工商业暴露情形下分别为4.6×103、1.3×103、6.3×107、2.4×106μg/m3.深层土壤气居住暴露情形下ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值分别为1.1×103、3.1×102、1.2×107、4.5×105μg/m3,工商业暴露情形下分别为5.2×103、1.5×103、7.1×107、2.7×106μg/m3.筛选值大小的决定因素包括污染物的室内允许浓度、土壤气衰减系数及建筑物参数.浅层与深层土壤气中各污染物筛选值无明显差异,但与US EPA及美国各州的颁布值差异较大,这主要是由污染物室内允许浓度及衰减系数确定方法的不同所致.浅层土壤气平均衰减系数为2.3×10-4,与深层土壤气平均衰减系数(2.0×10-4)无明显差异,但均低于US EPA对应经验值〔0.1(浅层)、0.01(深层)〕2～3个数量级.在不考虑吸附及生物降解时,污染源上方清洁土壤对污染物的衰减作用不明显.

关键词： VOCs污染场地蒸气入侵 J&E模型土壤气筛选值

土壤污染对地下水影响的2种评估方法的应用与比较

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环境科学研究 2013年第7期26卷 793-799页

作者：李婷婷钟茂生姜林樊艳玲姚珏君夏天翔贾晓洋北京市环境保护科学研究院北京100037 国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 污染场地风险模拟与修复北京市重点实验室北京100037 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048

以某含1,2-二氯乙烷等10种有机物污染土壤回填项目为例,介绍了2种方法(三相平衡耦合地下水稀释模型和Sesoil耦合地下水稀释模型)在评估土壤污染对地下水影响中的具体应用并进行了比较.结果表明,采用US EPA(美国国家环境保护局)推荐的三... 详细信息

以某含1,2-二氯乙烷等10种有机物污染土壤回填项目为例,介绍了2种方法(三相平衡耦合地下水稀释模型和Sesoil耦合地下水稀释模型)在评估土壤污染对地下水影响中的具体应用并进行了比较.结果表明,采用US EPA(美国国家环境保护局)推荐的三相平衡耦合地下水稀释模型预测的地下水中目标污染物浓度高于新泽西州推荐的Sesoil耦合地下水稀释模型的3～10倍,污染物亨利常数及碳水分配系数越高,二者的差异越明显,达到1个数量级.对于多环芳烃类的强疏水性有机污染物,2种方法的评估结论无本质差异.出于保守性及调查成本的考虑,在制订国家或区域范围基于保护地下水的土壤通用筛选值时,建议采用所需参数相对较少的三相平衡耦合地下水稀释模型的方法,以节约调查成本.对于具体评估项目,当污染物浓度超过通用筛选值时,建议进一步对场地水文地质条件进行调查,采用Sesoil耦合地下水稀释模型重新评估并计算该特定场地的筛选值,以节约修复成本.

关键词：土壤污染地下水水质影响三相平衡模型 Sesoil模型地下水稀释模型

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染料厂污染土壤中六氯苯的水淹法厌氧降解

环境工程学报 2014年第4期8卷 1605-1612页

作者：刘辉王琪姜林钟茂生樊艳玲贾晓洋蔡月华北京市环境保护科学研究院、国家城市环境污染控制工程技术中心、污染场地风险模拟与修复北京市重点实验室北京100037

以乙酸为碳源,采用正交实验的方法,探讨了水淹法厌氧降解某染料厂污染土壤中六氯苯的效果,研究考察了初始pH、反应温度和固液比3个环境因素对六氯苯降解率的影响,确定了六氯苯最佳的厌氧降解条件。结果表明,初始pH对土壤中六氯苯的降解... 详细信息

以乙酸为碳源,采用正交实验的方法,探讨了水淹法厌氧降解某染料厂污染土壤中六氯苯的效果,研究考察了初始pH、反应温度和固液比3个环境因素对六氯苯降解率的影响,确定了六氯苯最佳的厌氧降解条件。结果表明,初始pH对土壤中六氯苯的降解率影响最大。在初始pH为5,反应温度为45℃,固液比为1∶1的最佳反应条件下,六氯苯的降解率最高达到52.56%。

关键词：污染土壤六氯苯厌氧降解水淹法

焦化污染土壤有机质不同组分中多环芳烃分布及其生物有效性分析

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环境科学学报 2021年第8期41卷 3349-3358页

作者：钟名誉陈卓贾晓洋王世杰夏天翔北京市环境保护科学研究院污染场地风险模拟与修复北京市重点实验室北京100037 国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037

土壤有机质(SOM)是影响土壤中多环芳烃(PAHs)赋存的重要因素,本文对3个地区的PAHs污染土壤,将其分为土壤轻组分(LF)、重组分(HF)以及另外3个有机质组分(松散结合的腐殖质(H_(1))、稳定结合的腐殖质(H_(2))和紧密结合的腐殖质(H_(3))),... 详细信息

土壤有机质(SOM)是影响土壤中多环芳烃(PAHs)赋存的重要因素,本文对3个地区的PAHs污染土壤,将其分为土壤轻组分(LF)、重组分(HF)以及另外3个有机质组分(松散结合的腐殖质(H_(1))、稳定结合的腐殖质(H_(2))和紧密结合的腐殖质(H_(3))),采用过硫酸盐氧化法间接测定土壤中16种PAHs的生物有效性,分析了氧化前、后土壤分离的各组分之间PAHs的浓度以及其结构组成.结果表明:(1)LF中PAHs浓度为226.51~11240.40 mg·kg^(-1),HF则为29.81~1506.00 mg·kg^(-1),虽然LF占总样品的质量百分比仅为1.41%~2.43%,所含的PAHs占土壤中PAHs总量的13%~17%,LF富集PAHs的能力要远大于HF;(2)原土中2~3环的PAHs生物有效性为0.48~0.81,均值为0.68,略高于∑PAHs均值(0.67)、4环(0.55)以及5~6环(0.30);而HF中4环PAHs生物有效性为0.58~0.68,均值为0.61,略高于∑PAHs均值(0.56)、5~6环(0.45)以及2~3环(0.60),原土中PAHs生物有效性均值要比HF高,低环PAHs生物有效性要高于高环.(3)对比HF和LF,FTIR(傅里叶变换红外光谱)分析结果显示,LF比HF在波长为1033 cm^(-1)处相对吸光度明显增加,增幅为11.41%~22.62%,而在3500~3300 cm^(-1)处LF比HF相对吸光度则略有下降,降幅为1.57%~16.36%,因而LF中含C—O官能团的物质较多,表明LF比HF含有更多的碳水化合物以及高度聚合物等,导致LF中所含的PAHs要远高于其他组分,而HF中的PAHs多分布于H_(3)中,可能是由于H_(3)中存在较高的疏水性有机质.在对PAHs污染土壤修复治理以及健康风险评估中,应重视土壤LF组分及其所含PAHs生物有效性规律以及PAHs污染严重时HF中PAHs可能存在较多的情况,土壤中有机物成分显著影响土壤中PAHs的分布和生物利用度这一事实可用于PAHs污染的土壤.

关键词：焦化厂土壤 PAHs 过硫酸盐重组轻组生物有效性