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污染場(chǎng)地修復(fù)藥劑安全利用問題及對(duì)策發(fā)表時(shí)間:2021-07-14 10:02 污染場(chǎng)地修復(fù)藥劑安全利用問題及對(duì)策 可欣1, 周燕1,2, 張飛杰1,2, 朱凱旋2,3, 楊敏2, 袁溶瀟2, 郭觀林2 摘要 我國(guó)污染場(chǎng)地修復(fù)過程中常采用固化/穩(wěn)定化、淋洗或化學(xué)氧化/還原等修復(fù)技術(shù),通過改變污染物賦存形態(tài)、降低污染物濃度或消除污染物的方式控制環(huán)境風(fēng)險(xiǎn).在這些技術(shù)應(yīng)用過程中,修復(fù)藥劑對(duì)土壤和地下水環(huán)境的潛在風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)引起關(guān)注.目前我國(guó)《土壤污染防治法》明確提出:相關(guān)部門應(yīng)篩選評(píng)估并公布土壤中重點(diǎn)控制的有毒有害物質(zhì)名錄、禁止在土壤中使用重金屬超標(biāo)的降阻產(chǎn)品、修復(fù)活動(dòng)不得造成新的危害、加強(qiáng)肥料等產(chǎn)品的登記并組織開展安全性評(píng)價(jià)、修復(fù)方案中應(yīng)包括地下水污染防治等內(nèi)容.但目前還沒有制定針對(duì)修復(fù)藥劑安全性的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范.修復(fù)藥劑可能會(huì)造成土壤理化性質(zhì)、土壤微生物活性及數(shù)量的改變,破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)或二次污染土壤,還會(huì)遷移進(jìn)入地下水,造成水質(zhì)惡化并引發(fā)風(fēng)險(xiǎn);本文闡述了污染場(chǎng)地修復(fù)中常用修復(fù)藥劑的修復(fù)機(jī)理及存在的問題,梳理了現(xiàn)有修復(fù)藥劑評(píng)價(jià)和管控方法,提出了基于土壤性質(zhì)、微生物和地下水安全的修復(fù)藥劑安全評(píng)價(jià)及管控建議,為場(chǎng)地修復(fù)中修復(fù)藥劑安全利用及風(fēng)險(xiǎn)管控提供參考. 目前我國(guó)土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)2019年我國(guó)污染場(chǎng)地修復(fù)規(guī)模超過60億元[1].在這些修復(fù)工程中,固化/穩(wěn)定化、淋洗、化學(xué)氧化/還原等修復(fù)藥劑修復(fù)技術(shù)具有周期短、適用范圍廣、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),而得以廣泛應(yīng)用. 2018年我國(guó)土壤修復(fù)工程99個(gè)案例中,固化/穩(wěn)定化技術(shù)應(yīng)用占48.5%、化學(xué)氧化/還原技術(shù)占34.3%、淋洗修復(fù)技術(shù)占1%[2].以目前普遍應(yīng)用的固化/穩(wěn)定化修復(fù)藥劑2%~5%的添加比例估算,大量的修復(fù)藥劑會(huì)被應(yīng)用于場(chǎng)地修復(fù),其成分可能會(huì)對(duì)土壤、植物造成不良影響.修復(fù)藥劑中硫成分會(huì)降低植物葉綠素含量和酶活性[3].修復(fù)藥劑中磷的淋失會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化和地下水污染,同時(shí)可能導(dǎo)致土壤中砷、硒、鎢的浸出[4].修復(fù)藥劑本身的酸堿性或修復(fù)過程可能會(huì)導(dǎo)致土壤酸堿極端,破壞原有土壤理化性質(zhì)、降低微生物、酶活性.外源性修復(fù)藥劑進(jìn)入土壤的危害及可能引發(fā)的二次污染地下水問題不容忽視.目前污染土壤修復(fù)分析評(píng)估指標(biāo)一般只包括污染物濃度的測(cè)定,基于修復(fù)藥劑對(duì)土壤本身物理、化學(xué)、生物性質(zhì)及地下水影響的評(píng)估存在缺陷. 本文闡述了常用場(chǎng)地修復(fù)藥劑的分類與修復(fù)機(jī)理,對(duì)修復(fù)藥劑的潛在危害性進(jìn)行分析,提出針對(duì)修復(fù)藥劑安全的評(píng)價(jià)指標(biāo)和安全管控的建議,以期為修復(fù)藥劑安全利用提供參考. 1 場(chǎng)地修復(fù)藥劑分類與修復(fù)機(jī)理 目前在修復(fù)過程中涉及到修復(fù)藥劑的技術(shù)包括固化/穩(wěn)定化、淋洗、化學(xué)氧化/還原等.不同技術(shù)所采用的藥劑類型、添加量、反應(yīng)機(jī)理和后期風(fēng)險(xiǎn)管控措施均有區(qū)別.近年來,包括天然材料、人工合成材料、副產(chǎn)品等來源的材料被用作場(chǎng)地修復(fù)藥劑. 表 1、表 2、表 3分別對(duì)固化/穩(wěn)定化、淋洗、化學(xué)氧化/還原等修復(fù)藥劑類型、修復(fù)對(duì)象和來源進(jìn)行了分類和總結(jié).
土壤修復(fù)過程中藥劑的作用效果會(huì)因污染物特性產(chǎn)生差異,不同修復(fù)藥劑對(duì)污染物的作用機(jī)理差異明顯.固定化技術(shù)通過添加固定化藥劑將污染物質(zhì)封入惰性材料或在污染物外加上低滲透材料,減少污染物的淋洗面積,以降低污染物的遷移性;穩(wěn)定化技術(shù)將穩(wěn)定化藥劑與土壤混合,與土壤污染物發(fā)生吸附、絡(luò)合、螯合等反應(yīng),改變污染物的賦存形態(tài)或組成,減小其毒性、溶解性和遷移性[44];淋洗技術(shù)利用淋洗藥劑對(duì)污染物解吸、溶解、螯合等作用,把污染物轉(zhuǎn)移至淋洗藥劑中,后與土壤固液分離處理,達(dá)到清洗土壤的目的[45];化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)通過化學(xué)氧化藥劑與污染物發(fā)生氧化反應(yīng),降解污染物或轉(zhuǎn)化污染物毒性、移動(dòng)性;化學(xué)還原修復(fù)技術(shù)藥劑可降解污染物或?qū)⑽廴疚镛D(zhuǎn)化為固定態(tài),從而降低污染物的生物可利用性和遷移性[46]. 常見的固化/穩(wěn)定化藥劑一般分為無機(jī)、有機(jī)和復(fù)合3種類型,無機(jī)類藥劑反應(yīng)機(jī)理主要有:堿性材料提高土壤pH,增加土壤表面負(fù)電荷,增大對(duì)金屬陽離子的吸附,或生成重金屬的氫氧化物或碳酸鹽沉淀;粘土礦物類材料層狀結(jié)構(gòu)上的負(fù)離子可與金屬陽離子發(fā)生離子交換反應(yīng)或共沉淀反應(yīng);磷酸鹽類固定藥劑本身可與重金屬離子反應(yīng),形成難溶性的沉淀而固定重金屬[14];金屬氧化物類材料可通過專項(xiàng)吸附將重金屬間隔在金屬氧化物層間減少重金屬的移動(dòng)性[47].有機(jī)類藥劑反應(yīng)機(jī)理一般包括以下兩種情形:①天然有機(jī)材料利用有機(jī)材料中的有機(jī)質(zhì)及豐富的含氧官能團(tuán)(如·OH、·COOH等),與污染物發(fā)生吸附、絡(luò)合或螯合反應(yīng)[48];②非天然有機(jī)材料如生物炭利用其孔隙多導(dǎo)致的大表面積對(duì)污染物吸附,表面含氧官能團(tuán)的配位作用可與重金屬反應(yīng)生成絡(luò)合物,也可提高土壤pH,使重金屬移動(dòng)性降低[49].復(fù)合類藥劑主要類型有無機(jī)類+無機(jī)類藥劑、無機(jī)類+有機(jī)類藥劑.無機(jī)類藥劑引起的pH變化可被有機(jī)類藥劑中的有機(jī)質(zhì)緩解,無機(jī)類藥劑可與有機(jī)類藥劑吸附的污染物發(fā)生離子交換反應(yīng)降低污染物毒性.復(fù)合類藥劑可同時(shí)發(fā)揮無機(jī)類和有機(jī)類藥劑的優(yōu)勢(shì). 修復(fù)工程中用于淋洗的修復(fù)藥劑類型包括無機(jī)淋洗劑、螯合劑、表面活性劑、天然有機(jī)酸.無機(jī)淋洗藥劑主要是通過離子交換、酸解等作用使污染物從土壤解吸,降低土壤污染物含量.螯合劑將與土壤結(jié)合的污染物解絡(luò)后,與污染物形成強(qiáng)螯合物分離污染物. QIAO等[50]采用連續(xù)式和間歇式兩種EDTA輔助淋洗方法進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)連續(xù)浸提可以去除75.43%的鉛、53.21%的鎘,間歇浸提可以去除78.08%的鉛、57.37%的鎘.表面活性劑的反應(yīng)機(jī)理有以下兩種情形:①通過潤(rùn)濕和滲透污染土壤,利用其分子結(jié)構(gòu)中憎水基與疏水有機(jī)物與土壤結(jié)合,降低界面張力使污染物增流,或?qū)ξ廴疚锏哪z束增容,促進(jìn)土壤有機(jī)污染物的解吸[51];②與重金屬離子發(fā)生離子交換或配合作用,把重金屬離子從土壤中分離.天然有機(jī)酸可與重金屬污染物通過絡(luò)合作用溶解土壤中污染物,進(jìn)而去除污染物. 化學(xué)氧化藥劑可以將有機(jī)大分子污染物質(zhì)氧化分解為小分子物質(zhì)或最終礦化為CO2、H2O及無機(jī)鹽物質(zhì),主要用于處理有機(jī)物污染土壤.場(chǎng)地土壤修復(fù)常用的化學(xué)氧化藥劑有高錳酸鹽、臭氧、Fenton試劑、及過硫酸鹽.高錳酸鹽可與有機(jī)物上的氫發(fā)生反應(yīng),使氫鍵斷裂后實(shí)現(xiàn)氧化[52].臭氧可直接氧化活性芳香烴、胺等有機(jī)物,也可分解后產(chǎn)生自由基(·OH)與有機(jī)物發(fā)生加成反應(yīng)、脫氫反應(yīng)降解有機(jī)物. Fenton及類Fenton試劑活化組分H2O2產(chǎn)生·OH以氧化作用降解有機(jī)污染物.過硫酸鹽含有過氧基(—O—O—),與水接觸可產(chǎn)生S2O82-,能有效地降解有機(jī)污染. YAN等[53]利用菱鐵礦分別催化H2O2和H2O2-過硫酸鹽體系處理三氯乙烯(TCE),結(jié)果表明隨H2O2或過硫酸鹽藥劑量增加,生成了更多的·OH或SO4-·,TCE去除率分別為49.3%和100%.目前常見的化學(xué)還原藥劑包括鐵系還原藥劑和硫系還原藥劑,二者都可將高價(jià)態(tài)、高毒性重金屬還原為低價(jià)態(tài)、低毒重金屬.以修復(fù)Cr6+污染土壤為例,主要有以下兩種方法:①利用硫系還原藥劑H2S使土壤呈弱酸還原態(tài),將土壤中的Cr6+還原為Cr3+;②鐵系還原藥劑ZVI或Fe2+將Cr6+還原為Cr3+,本身被氧化為Fe3+,最終Cr3+與Fe3+形成CrxFe1-x(OH)3沉淀,同時(shí)降低了Cr的生物可利用性和遷移性. 2 場(chǎng)地修復(fù)藥劑對(duì)土壤環(huán)境的危害 修復(fù)藥劑的修復(fù)效果與場(chǎng)地環(huán)境和修復(fù)藥劑性質(zhì)、施用量相關(guān).土壤巖性、含水率、污染空間分布的異質(zhì)性以及施工過程中的攪拌均勻程度都會(huì)影響修復(fù)藥劑的靶向性和傳質(zhì)效果,進(jìn)而影響修復(fù)方案中修復(fù)藥劑的施用量.一方面,當(dāng)施用量偏低時(shí),會(huì)導(dǎo)致污染土壤的修復(fù)不達(dá)標(biāo);另一方面,過量施加修復(fù)藥劑不僅增加了修復(fù)成本,還會(huì)對(duì)土壤理化性質(zhì)造成影響,且形成二次污染物.如圖 1所示,修復(fù)藥劑及修復(fù)產(chǎn)物會(huì)通過土壤孔隙遷移從而擴(kuò)大污染范圍,還會(huì)直接或間接遷移至地下水.此外,修復(fù)產(chǎn)物會(huì)經(jīng)過生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)擴(kuò)散,對(duì)生態(tài)安全和人體健康產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn).我國(guó)土壤修復(fù)行業(yè)正逐步進(jìn)入規(guī)范化管理的關(guān)鍵階段,因而在開發(fā)和應(yīng)用高效修復(fù)藥劑的同時(shí),需要關(guān)注修復(fù)藥劑的負(fù)面影響.
2.1 修復(fù)藥劑對(duì)土壤物理化學(xué)特征的危害 使用修復(fù)藥劑會(huì)改變土壤的物質(zhì)組成,主要表現(xiàn)為影響土壤透氣性、持水量和水分傳導(dǎo)率,對(duì)土壤物理環(huán)境產(chǎn)生副作用.修復(fù)藥劑加入時(shí),會(huì)不同程度地改變土壤的容重和密度,從而引起土壤持水量的變化;同時(shí),修復(fù)藥劑可能會(huì)降低土壤毛管孔隙度和通氣性,提高土壤飽和導(dǎo)水率引起毛管水量下降,最終導(dǎo)致土壤蓄水量的下降. WEI等[54]利用生物炭探究其在干、濕循環(huán)后土壤的開裂形狀和收縮特性,結(jié)果表明隨生物炭施用量的增加,干燥過程中裂縫裂隙度、等效寬度、分形維數(shù)和開裂連通性指數(shù)均降低;經(jīng)過3個(gè)濕潤(rùn)和干燥循環(huán)后,150 g/kg處理的裂縫裂隙度下降了56.9%,土壤的收縮能力降低了45.54%,且土壤空隙率與含水率的相關(guān)性隨生物炭利用率的增加而減小.王興照[55]研究了土壤毛細(xì)水特性受表面活性劑的影響,表明施用3種表面活性劑(十二烷基硫酸鈉、Tween40、Tween80)分別降低了土壤毛細(xì)水上升高度的13.6%、22.1%和27.9%,在一定程度下,土壤含水率和毛細(xì)水的上升速率與表面活性劑濃度呈負(fù)相關(guān).戚興超[56]對(duì)離子型表面活性劑影響土壤性質(zhì)的研究表明,陽離子型十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)在施入土壤30 min后增大了粒級(jí)在2~0.25 mm和 < 0.053 mm團(tuán)聚體的數(shù)量,土壤團(tuán)聚體的平均重量直徑、團(tuán)聚體的穩(wěn)定性分別與表面活性劑的濃度成正比,隨CTAB濃度增加,土壤水分滲入速率增大. 修復(fù)藥劑與土壤組分物質(zhì)發(fā)生離子交換、氧化還原等化學(xué)反應(yīng)后,會(huì)破壞原有土壤的化學(xué)環(huán)境.一方面,修復(fù)藥劑或修復(fù)產(chǎn)物可能會(huì)改變土壤的pH,導(dǎo)致土壤酸堿度失衡,例如,砷污染土壤修復(fù)中,使用生物炭等堿性修復(fù)藥劑會(huì)導(dǎo)致土壤pH增大,增強(qiáng)砷活性,引起土壤孔隙水中砷濃度增加[57];另一方面,氧化/還原性修復(fù)藥劑與土壤中變價(jià)元素或污染物反應(yīng)會(huì)引起離子價(jià)態(tài)改變,影響土壤氧化還原電位,進(jìn)而影響污染物以及土壤組分遷移和存在形態(tài),例如,陰離子表面活性劑可將土壤中K+等陽離子去除,降低土壤陽離子交換量.淋洗修復(fù)會(huì)在淋洗過程中導(dǎo)致土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(氮、磷、鉀等)的流失. GUO等[58]淋洗修復(fù)土壤重金屬污染的研究表明,F(xiàn)eCl3、EDTA、MC(EDTA、GLDA、檸檬酸摩爾比為1:1:3)淋洗的石灰性污染土壤中總氮含量分別下降了13.9%、9.85%和10.9%,總鉀含量分別下降了16.1%、5.7%、3.6%.富含官能團(tuán)的修復(fù)藥劑可與土壤膠體中的顆粒形成復(fù)合體,促使土壤中有機(jī)物大量分解.氧化性修復(fù)藥劑可將有機(jī)質(zhì)中可氧化部分降解.陳玉等[59]利用化學(xué)氧化劑修復(fù)污染土壤研究表明,向污染土壤分別施用2.5 mmol/g的過氧化氫、Fenton試劑和高錳酸鉀后,土壤7%的有機(jī)質(zhì)含量分別降至4.19%、3.77%、2.98%.納米藥劑作為當(dāng)前研究較多的修復(fù)藥劑,應(yīng)用于污染土壤修復(fù)時(shí),也會(huì)對(duì)土壤組分產(chǎn)生一定負(fù)面影響.尹勇等[60]將nSiO2、nTiO2、nZnO三種納米藥劑施入水稻田的試驗(yàn)表明,3種納米藥劑均降低了土壤有機(jī)質(zhì)含量,且3種不同濃度的nSiO2和nTiO2處理后,土壤有效磷和有效鉀含量均降低. 2.2 修復(fù)藥劑對(duì)土壤生物特征的危害 修復(fù)藥劑不僅會(huì)直接影響土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸送,還會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生毒害作用,影響微生物的活性,進(jìn)而限制微生物參與土壤分解生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)交換和能量流動(dòng). Tilston等[61]對(duì)nZVI(零價(jià)鐵)修復(fù)氯代芳烴污染土壤的研究表明,nZVI加入改變了土壤理化條件(pH、Eh),降低了氯芳香族礦化微生物的活性.微生物的多樣性也會(huì)對(duì)修復(fù)藥劑響應(yīng)發(fā)生變化. Palmroth等[62]的土柱淋洗試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),改良Fenton藥劑〔0.4 g/g (以H2O2計(jì))土壤〕氧化未酸化土壤后,柱滲濾液對(duì)費(fèi)歇爾弧菌的毒性增加,微生物活性和活細(xì)胞豐度均較低.土壤微生物對(duì)修復(fù)藥劑劑量的耐受度也應(yīng)作為修復(fù)藥劑應(yīng)用過程中的重要參考. TU等[63]在多硫化鈣修復(fù)鎘污染土壤的研究表明,添加CaSx可顯著抑制土壤微生物活性,1%和2% CaSx處理后可恢復(fù)微生物活性、群落多樣性和豐富度,而5% CaSx處理后微生物代謝活性明顯下降.此外,修復(fù)藥劑引起土壤性質(zhì)改變也會(huì)催化土壤中酶活性降低,引起土壤自凈能力及土壤肥力降低.祝方等[64]關(guān)于螯合劑對(duì)鋅污染場(chǎng)地土壤中酶活性的研究表明,高濃度的EDTA對(duì)酶活性的增幅降低,高濃度草酸和EDDS顯著抑制磷酸酶的活性. 修復(fù)藥劑在修復(fù)過程中會(huì)引起土壤結(jié)構(gòu)、通氣性和水分滲濾的改變,導(dǎo)致殘留污染物、修復(fù)藥劑及其分解物通過淋溶等途徑進(jìn)入地下水,引發(fā)二次污染.如磷酸鹽類穩(wěn)定藥劑施用過程中,隨著施用量的增加,淋失量超過10%,有較高滲濾風(fēng)險(xiǎn),易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化[65].螯合劑由于難降解,在淋洗修復(fù)過程中也有滲濾污染地下水的風(fēng)險(xiǎn). WEN等[66]研究表明,20 d后EDTA降解率僅為14%.此外,表面活性劑能增大有機(jī)污染物的溶解度,增強(qiáng)污染物的遷移性,進(jìn)入地下水后導(dǎo)致污染范圍擴(kuò)大. 3 場(chǎng)地修復(fù)藥劑環(huán)境安全性能評(píng)價(jià) 藥劑安全評(píng)估的目的是確定化學(xué)物質(zhì)是否對(duì)健康或環(huán)境構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn).目前我國(guó)場(chǎng)地修復(fù)藥劑安全應(yīng)用還存在一些問題,缺乏藥劑使用的引導(dǎo)規(guī)范;評(píng)價(jià)集中于污染物濃度,缺乏針對(duì)修復(fù)藥劑成分以及施用對(duì)土壤環(huán)境影響的安全性評(píng)價(jià)體系.以修復(fù)藥劑成分安全性和修復(fù)后長(zhǎng)效性為切入點(diǎn),建立修復(fù)藥劑安全性評(píng)估體系尤為迫切. 3.1 場(chǎng)地修復(fù)藥劑成分安全性評(píng)價(jià) 進(jìn)入21世紀(jì)以來,各國(guó)對(duì)土壤修復(fù)藥劑安全日益重視. 2016年我國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《土壤調(diào)理劑通用要求》(NY/T 3034—2016)[67],要求調(diào)理劑對(duì)其主要成分含量、pH、有毒有害成分限量(根據(jù)不同原料)等做出明示. 2019年我國(guó)頒布了針對(duì)土壤添加劑的《肥料中有毒有害物質(zhì)的限量要求》(GB 38400—2019)[68],對(duì)肥料中有毒有害的重金屬和有機(jī)物含量限值做出明確規(guī)定. 2018年我國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布了《肥料和土壤調(diào)理劑急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)及評(píng)價(jià)要求》[69],以受試劑對(duì)小鼠的經(jīng)口半數(shù)致死劑量為標(biāo)準(zhǔn),將受試劑分為無毒、低毒、中等毒和高毒4個(gè)等級(jí),以評(píng)價(jià)受試劑的毒性.藥劑安全應(yīng)用的研究日益增多,但尚缺乏完善的場(chǎng)地修復(fù)藥劑安全性評(píng)價(jià)規(guī)范. 從修復(fù)場(chǎng)地后土壤的應(yīng)用類型出發(fā),構(gòu)建修復(fù)藥劑成分安全性評(píng)價(jià)體系,可以加強(qiáng)場(chǎng)地修復(fù)過程中修復(fù)藥劑的安全性和長(zhǎng)效性評(píng)價(jià).修復(fù)藥劑中金屬安全性評(píng)價(jià)可參考土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值、國(guó)家或地方土壤背景值以及《肥料中有毒有害物質(zhì)的限量要求》中金屬指標(biāo)確定.修復(fù)藥劑中其他有毒有害物質(zhì)的限制規(guī)定可參考相關(guān)化學(xué)物質(zhì)安全法〔如《弗蘭克勞騰伯格21世紀(jì)化學(xué)物質(zhì)安全法》(LCSA)〕[70]、相關(guān)化學(xué)物質(zhì)名錄〔如《中國(guó)現(xiàn)有化學(xué)物質(zhì)名錄》(IECSC)[71]、歐盟REACH法[72]等〕等資料.制定針對(duì)修復(fù)藥劑成分安全性評(píng)價(jià)方法,確定修復(fù)藥劑成分安全評(píng)價(jià)指標(biāo),建立修復(fù)藥劑危害成分名錄,進(jìn)而規(guī)范修復(fù)藥劑的準(zhǔn)入成分和劑量范圍,才能確保場(chǎng)地修復(fù)藥劑的安全. 3.2 場(chǎng)地修復(fù)藥劑修復(fù)后安全性評(píng)價(jià) 確定修復(fù)藥劑對(duì)土壤的物理化學(xué)、生物環(huán)境影響的評(píng)價(jià)指標(biāo),可以更全面評(píng)估應(yīng)用土壤修復(fù)藥劑后土壤環(huán)境質(zhì)量的變化.對(duì)比使用前后土壤背景值、土壤肥力、土壤生物活性、土壤生態(tài)質(zhì)量中具體指標(biāo)值變化,可以準(zhǔn)確評(píng)估修復(fù)藥劑施用對(duì)土壤環(huán)境的影響.通過選定合適的土壤/地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)模型和案例驗(yàn)證, 利用相關(guān)性分析、主成分分析和判別分析確定修復(fù)藥劑與指標(biāo),及其組合相互關(guān)聯(lián)的方向和強(qiáng)度,建立對(duì)應(yīng)于應(yīng)用修復(fù)藥劑的土壤指標(biāo)最小數(shù)據(jù)集(MDS),將修復(fù)藥劑劑量與土壤指標(biāo)值變化進(jìn)行回歸分析,確定指標(biāo)的臨界限值,可以簡(jiǎn)潔高效地評(píng)估修復(fù)藥劑對(duì)場(chǎng)地造成的影響. 表 4總結(jié)了近幾年國(guó)內(nèi)不同地塊土壤評(píng)價(jià)指標(biāo)最小數(shù)據(jù)集,由于土壤的復(fù)雜性和異質(zhì)性,指標(biāo)的代表性尚需更多的研究和驗(yàn)證. 場(chǎng)地土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)過程具有不確定性和主觀性,制定基于模糊邏輯的環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)能更嚴(yán)格且實(shí)際地評(píng)估土壤質(zhì)量,為場(chǎng)地土壤質(zhì)量的評(píng)估工作開辟了新途徑.由專家小組基于模糊邏輯和模糊集理論確定修復(fù)藥劑修復(fù)效果動(dòng)態(tài)質(zhì)量指數(shù)(S-DQI)指標(biāo)[82],可持續(xù)有效評(píng)價(jià)修復(fù)藥劑修復(fù)后土壤質(zhì)量變化.專家小組判定土壤動(dòng)態(tài)質(zhì)量的屬性,并結(jié)合MDS構(gòu)建法制定針對(duì)修復(fù)藥劑的土壤指標(biāo)數(shù)據(jù)集;確定相關(guān)指標(biāo)的隸屬表示函數(shù),并確定標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)先級(jí)向量以表示具體土壤指標(biāo),進(jìn)而確定評(píng)價(jià)修復(fù)藥劑應(yīng)用前后土壤質(zhì)量的S-DQI;相關(guān)部門、機(jī)構(gòu)對(duì)修復(fù)前后S-DQI長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),以有效估計(jì)由于修復(fù)藥劑應(yīng)用引起的土壤質(zhì)量變化,促進(jìn)場(chǎng)地修復(fù)藥劑的安全應(yīng)用. 《污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)管控與土壤修復(fù)技術(shù)效果評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 25.5—2018)[83]中明確提出對(duì)化學(xué)氧化、還原修復(fù)產(chǎn)生的二次污染物需進(jìn)行評(píng)估.加強(qiáng)基于修復(fù)藥劑化學(xué)組成的污染修復(fù)反應(yīng)機(jī)理研究,對(duì)修復(fù)產(chǎn)物做出更準(zhǔn)確的判斷,可更有效地對(duì)修復(fù)產(chǎn)物進(jìn)行安全性評(píng)價(jià),包括修復(fù)產(chǎn)物對(duì)污染場(chǎng)地周圍土壤的污染評(píng)價(jià),以及對(duì)地下水的安全評(píng)價(jià),確保修復(fù)后修復(fù)產(chǎn)物不會(huì)產(chǎn)生二次危害. 4 場(chǎng)地修復(fù)藥劑的管控思考與建議 4.1 場(chǎng)地修復(fù)藥劑準(zhǔn)入土壤管控 2019年《土壤污染防治法》新增了建立土壤有毒有害物質(zhì)的防控制度,并將逐步推出土壤修復(fù)相關(guān)細(xì)分領(lǐng)域的相關(guān)細(xì)則.對(duì)進(jìn)入土壤后的修復(fù)藥劑開展安全和效果評(píng)估,加強(qiáng)修復(fù)藥劑準(zhǔn)入管控,避免二次污染,有利于推行場(chǎng)地修復(fù)可持續(xù)發(fā)展理念. 對(duì)修復(fù)藥劑明確安全準(zhǔn)入細(xì)則,有利于實(shí)施過程的有效管控.依據(jù)修復(fù)藥劑安全性評(píng)價(jià),準(zhǔn)入細(xì)則可以從成分準(zhǔn)入和劑量準(zhǔn)入兩個(gè)方面做出規(guī)定.成分準(zhǔn)入以修復(fù)藥劑成分直接毒性為依據(jù),明確要求用于生產(chǎn)修復(fù)藥劑的成分清單,禁止添加對(duì)場(chǎng)地造成破壞的成分,從源頭阻止高毒性修復(fù)藥劑的應(yīng)用.劑量準(zhǔn)入的規(guī)范對(duì)象為對(duì)污染場(chǎng)地直接毒性較小,但長(zhǎng)期累積后具有較大潛在危害性的修復(fù)藥劑.劑量準(zhǔn)入綜合考慮修復(fù)藥劑對(duì)污染場(chǎng)地物理、化學(xué)及生物的影響,對(duì)修復(fù)藥劑的施加劑量范圍做出具體規(guī)定. 4.2 場(chǎng)地修復(fù)藥劑安全應(yīng)用策略 完善我國(guó)針對(duì)場(chǎng)地修復(fù)藥劑安全性的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法,強(qiáng)化修復(fù)后的長(zhǎng)期監(jiān)管,促進(jìn)修復(fù)藥劑的安全應(yīng)用.加強(qiáng)基于生態(tài)毒理學(xué)、環(huán)境歸趨、生態(tài)毒理學(xué)的修復(fù)藥劑安全性研究,建立針對(duì)修復(fù)藥劑的生態(tài)毒理據(jù)庫(kù),建立包括物理、化學(xué)、生物在內(nèi)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,評(píng)價(jià)修復(fù)藥劑對(duì)場(chǎng)地的影響. 從生態(tài)安全和人體健康安全角度,結(jié)合模糊邏輯和MDS,確定基于生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和人體健康的修復(fù)藥劑安全性評(píng)價(jià)指標(biāo),以劑量效應(yīng)關(guān)系量化評(píng)價(jià)修復(fù)藥劑的安全性. 持續(xù)強(qiáng)化基于修復(fù)藥劑安全性的風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)后監(jiān)管,防止修復(fù)過程的二次污染.強(qiáng)化修復(fù)安全監(jiān)督責(zé)任,建立修復(fù)藥劑安全性應(yīng)用問題的反饋機(jī)制;強(qiáng)化修復(fù)藥劑應(yīng)用后的二次污染防治監(jiān)督.
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