土壤修復(fù)方案設(shè)計環(huán)境土壤學(xué)課件

1、第13章 污染土壤修復(fù)過程第13章 污染土壤修復(fù)過程 目 錄一、概述二、土壤污染的診斷三、土壤污染調(diào)查四、土壤污染的風(fēng)險評估五、土壤污染修復(fù)技術(shù)篩選六、土壤污染修復(fù)方案的制定 目 錄一、概述一、土壤污染概述（一）.土壤污染概念 人類活動所產(chǎn)生的污染物質(zhì)，包括化學(xué)農(nóng)藥、重金屬、放射性元素、病原菌等，進(jìn)入土壤并在土壤中不斷積累，引起土壤在組成、結(jié)構(gòu)和功能上的變化，影響植物的正常生長和發(fā)育，在植物中不斷積累，使作物產(chǎn)量下降，最終影響人體健康的現(xiàn)象，稱為土壤污染。（引自張乃明環(huán)境土壤學(xué)） 指由于人類活動產(chǎn)生的有害、有毒物質(zhì)進(jìn)入土壤，積累到一定程度，超過土壤本身的自凈能力，導(dǎo)致土壤性狀和質(zhì)量變化，構(gòu)成人

2、體和生態(tài)環(huán)境的影響和危害。（引自展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)（暫行）一、土壤污染概述（一）.土壤污染概念一、土壤污染概述土壤污染物質(zhì) 有機(jī)污染物質(zhì)重金屬污染物放射性物質(zhì)垃圾等廢棄物和過量的化學(xué)肥料致病微生物一、土壤污染概述土壤污染物質(zhì) 一、土壤污染概述污染物進(jìn)入土壤途徑污水灌溉交通尾氣大氣沉降農(nóng)藥和化肥的施用固體廢物利用一、土壤污染概述污染物進(jìn)入土壤途徑污水灌溉交通尾氣大氣沉降農(nóng)10/3/2022一、土壤污染概述（一）土壤污染特點隱蔽性和滯后性累積性不可逆轉(zhuǎn)性危害的嚴(yán)重性難治理性10/2/2022一、土壤污染概述（一）隱蔽性和滯后性累積性10/3/2022一、土壤污染概述第一土壤污染對土壤結(jié)

3、構(gòu)與性質(zhì)的影響第二土壤污染對水環(huán)境危害第三土壤污染對植物的危害第四土壤污染對人體健康的危害危害導(dǎo)致土壤板結(jié)與酸堿度發(fā)生變化(1)土壤表層的污染物擴(kuò)散，污染水面土壤表層污染物徑流遷移，造成水體污染可食部分有毒物質(zhì)的積累達(dá)標(biāo)，但產(chǎn)量減產(chǎn)和品質(zhì)降低可食部分超標(biāo)，但產(chǎn)量沒有明顯下降10/2/2022一、土壤污染概述第一土壤污染對土壤結(jié)構(gòu)與性化學(xué)診斷法10/3/2022 局限性1.化學(xué)方法難以對土壤中各種物質(zhì)進(jìn)行全面測定，不能簽訂其潛在毒性效應(yīng)，復(fù)合污染效應(yīng)；2.化學(xué)法難以區(qū)別和提取不同暴漏途徑中的污染物質(zhì)；3.化學(xué)法無法以量化方式對產(chǎn)物的毒性做出準(zhǔn)確評價；4.化學(xué)法無法對污染物的代謝毒性進(jìn)行追蹤，檢測

4、上存在困難；5.無法反映污染物的老化效應(yīng)對污染物所產(chǎn)生的有效毒性進(jìn)行準(zhǔn)確評估；不能科學(xué)表征土壤的整體健康質(zhì)量水平。二、土壤污染的診斷1.土壤污染主要診斷方法化學(xué)診斷法10/2/2022 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 土壤監(jiān)測規(guī)范方法標(biāo)準(zhǔn) 污染場地土壤修復(fù)技術(shù)導(dǎo)則污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則場地環(huán)境監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則場地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 10/3/2022 生物毒理性診斷法三、土壤污染的診斷 利用生態(tài)系統(tǒng)中不同物種的有機(jī)組合定性或定量地判斷哪些主要由外來污染物所造成的生態(tài)系統(tǒng)不良反應(yīng)，對保護(hù)和預(yù)警生態(tài)系統(tǒng)的安全性提供重要信息土壤污染生態(tài)毒理學(xué)主要診斷方法：（1）高等植物診斷法；（2）敏感動物診斷法；（

5、3）敏感微生物診斷法；（4）生物標(biāo)記物診斷法； 未來研究方向：（1）污染土壤生態(tài)毒理診斷生物鐘的敏感性研究；（2）從生物個體、物種和群落水平上尋找敏感指標(biāo)的整體診斷研究；（3）從機(jī)理水平上研究；（4）標(biāo)準(zhǔn)生物指示庫的建立；（5）建立國家甚至國際統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)；（6）建立相應(yīng)的法律法規(guī)保證其診斷的法律效率和廣泛的公眾認(rèn)可實施。10/2/2022三、土壤污染的診斷 利用生10/3/2022三、污染土壤調(diào)查10/2/2022三、污染土壤調(diào)查3.1 第一階段場地環(huán)境調(diào)查10/3/20221.資料收集與分析（1）資料收集： 場地利用資料變遷、場地環(huán)境資料、有關(guān)政府文件以及場地所在區(qū)域的自然和社會信息。相

6、鄰區(qū)域污染狀況。（2）資料分析：甄別錯誤和不合理信息。3.1 第一階段場地環(huán)境調(diào)查10/2/20223.1 第一階段場地環(huán)境調(diào)查10/3/20222.現(xiàn)場踏勘（1）安全防護(hù)準(zhǔn)備（2）踏勘范圍的確定（3）現(xiàn)場踏勘的主要內(nèi)容： a.場地現(xiàn)狀與歷史； b.相鄰場地的現(xiàn)狀與歷史； c.周圍區(qū)域的現(xiàn)狀與歷史； d.地質(zhì)、水文地質(zhì)和地形的描述。（4）踏勘重點：找出污染土壤和地下水的途徑， 確認(rèn)周邊敏感點。（5）方法：相機(jī)、描述、異味的識別，快速測定儀。3.1 第一階段場地環(huán)境調(diào)查10/2/20222.現(xiàn)場踏勘10/3/20224.1 第一階段場地環(huán)境調(diào)查3.人員訪談（1）訪談內(nèi)容：解決疑問；（2）訪談對象

7、：管理機(jī)構(gòu)和政府人員；場地現(xiàn)在和過去使用者；相鄰場地的工作人員和居民。4.結(jié)論與建議5.報告編制 10/2/20224.1 第一階段場地環(huán)境調(diào)查3.人員訪談3.2 第二階段場地環(huán)境調(diào)查10/3/20221.初步采樣分析計劃（1）核查已有信息；（2）判斷污染物可能分布；（3）制定采樣方案；（4）制定健康和安全防護(hù)計劃；（5）制定樣品分析方案；（6）質(zhì)量保證和質(zhì)量控制。3.2 第二階段場地環(huán)境調(diào)查10/2/20221.初步采樣3.2 第二階段場地環(huán)境調(diào)查10/3/20222.詳細(xì)采樣工作計劃（1）評估初步采樣分析的結(jié)果；（2）制定采樣工作方案；（3）其它3.現(xiàn)場采樣（1）采樣前的準(zhǔn)備；（2）定位和

8、探測；（3）現(xiàn)場檢測；（4）土壤樣品采集；（5）地下水樣品采集。4.數(shù)據(jù)評估和結(jié)果分析3.2 第二階段場地環(huán)境調(diào)查10/2/20222.詳細(xì)采樣10/3/20223.3 第三階段場地環(huán)境調(diào)查1.主要工作內(nèi)容（1）調(diào)查場地特征參數(shù) PH、容重、有機(jī)碳、含水率等；場地氣候、水文和地質(zhì)特征信息等；場地周邊及周邊土地利用方式、人群及建筑物等。（2）調(diào)查方法：資料查詢、現(xiàn)場實測和實驗室分析；（3）調(diào)查結(jié)果：為風(fēng)險評估和土地修復(fù)提供服務(wù)。 10/2/20223.3 第三階段場地環(huán)境調(diào)查1.主要工作10/3/2022四、土壤污染風(fēng)險評價1.概念： 土壤污染風(fēng)險評價是在研究土壤環(huán)境質(zhì)量變化規(guī)律基礎(chǔ)上，按一定的

9、原則、標(biāo)準(zhǔn)和方法對土壤污染程度進(jìn)行評定，或是關(guān)于土壤對人類健康的適宜程度進(jìn)行評定，目的是提高和改善土壤環(huán)境質(zhì)量， 并提出控制和減緩?fù)寥拉h(huán)境質(zhì)量不利變化的對策和措施10/2/2022四、土壤污染風(fēng)險評價1.概念：10/3/2022四、土壤污染風(fēng)險評價2.研究進(jìn)展 國外進(jìn)展（1）1980年國際衛(wèi)生組織成立國際化學(xué)品安全規(guī)劃署（PICS），建立土壤風(fēng)險評估體系；（2）美國20世紀(jì)80年代完成了法律、風(fēng)險評價指南和技術(shù)細(xì)則的制定，并對場地污染進(jìn)行評價和治理。（3）歐盟16國于1996年完成污染場地風(fēng)險評價協(xié)商行動指南，并于1999年頒布環(huán)境風(fēng)險評估的技術(shù)性文件。10/2/2022四、土壤污染風(fēng)險評價2

10、.研究進(jìn)展國外進(jìn)展（10/3/2022四、土壤污染風(fēng)險評價國內(nèi)進(jìn)展（1）確立了評估方法、評估基準(zhǔn)和具體的評估工作，如場地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則（HJ 25.1-2014）；場地環(huán)境監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則（HJ 25.2-2014）；污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則（HJ 25.3-2014）。 對重金屬和POPs污染的土壤開展了相關(guān)的風(fēng)險評估研究。 10/2/2022四、土壤污染風(fēng)險評價國內(nèi)進(jìn)展（1）確立了評10/3/20223.土壤污染風(fēng)險評價類型與方法四、土壤污染風(fēng)險評價土壤污染健康風(fēng)險評價土壤污染風(fēng)險評價土壤污染生態(tài)風(fēng)險評價 在收集和整理毒理學(xué)、流行病學(xué)、環(huán)境監(jiān)測及暴漏情況等資料的基礎(chǔ)上，通過一定的方法或使用模

11、型來估計某一暴漏劑量的化學(xué)或物理因子對人體健康造成損害的可能性及損害的性質(zhì)和程度大小。 以土壤生態(tài)系統(tǒng)為對象，評價土壤中的一個種群、生態(tài)系統(tǒng)和整個景觀的正常功能受到外界脅迫，從而在目前和將來該系統(tǒng)內(nèi)部某些要素或期本身的健康、生產(chǎn)能力、遺傳結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)價值和美學(xué)價值的可能性。10/2/20223.土壤污染風(fēng)險評價類型與方法四、土壤污染10/3/2022污染物釋放及使用方式 環(huán)境行為及轉(zhuǎn)化土壤大氣水葉片植物魚類無脊椎動物脊椎動物土壤微生物植物食葉昆蟲土壤動物食草動物捕食動物高級捕食動物4.1土壤污染生態(tài)風(fēng)險評價實線表示直接關(guān)系，虛線表示間接關(guān)系土壤污染生態(tài)風(fēng)險評價概念模型10/2/2022污染物釋放

12、及使用方式 環(huán)境行為及轉(zhuǎn)化土壤10/3/2022(1)不良生態(tài)效應(yīng)識別(2)劑量-效應(yīng)分析(3)生態(tài)暴露評估(4)風(fēng)險表征(5)生態(tài)風(fēng)險管理4.1土壤污染生態(tài)風(fēng)險評價生態(tài)風(fēng)險評價步驟10/2/2022(1)不良生態(tài)效應(yīng)識別4.1土壤污染生態(tài)風(fēng)10/3/2022 (1)不良生態(tài)效應(yīng)識別是生態(tài)效應(yīng)的識別是污染土壤生態(tài)風(fēng)險評價的第一步，是對人類活動產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)提出假設(shè)及進(jìn)行評估的過程，是生態(tài)風(fēng)險評價的基礎(chǔ)。主要目的是結(jié)合所有理論上的可能性對污染土壤確定潛在的暴露終點及關(guān)鍵暴露途徑10/2/2022 (1)不良生態(tài)效應(yīng)識別10/3/2022對象 關(guān)鍵信息污染的第一環(huán)境要素污染源是否存在，以及污染方式

13、污染的第二環(huán)境要素有關(guān)環(huán)境遷移行為及形態(tài)轉(zhuǎn)化的內(nèi)在性質(zhì)識別相關(guān)的生態(tài)終點對不同物種的毒性以及地下水污染的潛在威脅污染土壤不良生態(tài)效應(yīng)識別的對象(1)不良生態(tài)效應(yīng)識別 *生態(tài)終點ecological endpoint指人類不希望發(fā)生的生態(tài)事件。通常指的是珍稀瀕危物種種群數(shù)量的下降或滅絕，或者特定生境、特殊景觀的退化或消失，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變和功能的喪失。 10/2/2022對象 關(guān)鍵信息污染的第一環(huán)境要素污染源是10/3/2022識別的主要內(nèi)容包括 評價終點的選擇：評價終點的選擇基于對土壤中潛在污染物的生態(tài)相關(guān)性和生態(tài)敏感性的了解，并且與生態(tài)風(fēng)險的管理目標(biāo)有關(guān)。相關(guān)的生態(tài)風(fēng)險評價終點能夠反映

14、該污染土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要特征，與其它終點在功能上具有相關(guān)性，并且這些終點可以在任何生態(tài)系統(tǒng)水平上得以明確。 概念性模型的建立：概念性模型是有關(guān)生態(tài)實體與污染物之間相關(guān)性的書面描述和報告，所描述的內(nèi)容包括暴露途徑及其生態(tài)效應(yīng)與受體。分析計劃的制定：根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)對是不良生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行評估，以確定該如何對生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行評價。(1)不良生態(tài)效應(yīng)識別10/2/2022識別的主要內(nèi)容包括(1)不良生態(tài)效應(yīng)識別10/3/2022(2) 劑量-效應(yīng)分析實驗室分析劑量-效應(yīng)關(guān)系內(nèi)容試驗方案設(shè)計：即根據(jù)確定的指標(biāo)體系設(shè)計試驗方案，內(nèi)容可能是劑量-效應(yīng)、效應(yīng)-時間的關(guān)系等，也可能是非生物的其他影響等。試驗方案的實施

15、結(jié)果分析外推分析10/2/2022(2) 劑量-效應(yīng)分析實驗室分析劑量-效應(yīng)10/3/2022直線型 反應(yīng)強(qiáng)度與劑量呈直線關(guān)系，即隨著劑量的增加，反應(yīng)的強(qiáng)度也隨著增強(qiáng)，并成正比例關(guān)系。但在生物體內(nèi)，此種關(guān)系較少出現(xiàn)，僅在某些體外實驗中，在一定的劑量范圍內(nèi)存在。 S形曲線 此曲線較為常見。它的特點是在低劑量范圍內(nèi)，隨著劑量增加，反應(yīng)強(qiáng)度增高較為緩慢，劑量較高時，反應(yīng)強(qiáng)度也隨之急速增加，但當(dāng)劑量繼續(xù)增加時，反應(yīng)強(qiáng)度增高又趨于緩慢，成為“S”形狀，S形曲線可分為對稱和非對稱兩種。 拋物線型 劑量與反應(yīng)呈非線性關(guān)系，即隨著劑量的增加，反應(yīng)的強(qiáng)度也增高，且最初增高急速，隨后變得緩慢，以致曲線先陡峭后平緩

16、，而成拋物線形。如將此劑量換算成對數(shù)值則成一直線。將劑量與反應(yīng)關(guān)系曲線換算成直線，可便于在低劑量與高劑量之間進(jìn)行互相推算。 劑量-效應(yīng)反應(yīng)曲線10/2/2022直線型 劑量-效應(yīng)反應(yīng)曲線10/3/2022指數(shù)曲線 在劑量反應(yīng)關(guān)系的曲線中，當(dāng)劑量越大，反應(yīng)率就隨之增高得越快，這就是指數(shù)曲線形式的劑量反應(yīng)關(guān)系曲線。若將劑量或反應(yīng)率兩者之一變換為對數(shù)值，則指數(shù)曲線即可直線化。 雙曲線 隨劑量增加而反應(yīng)率的增高類似指數(shù)曲線，但為雙曲線。此時如將劑量與反應(yīng)率均變換為對數(shù)值，即可將曲線化直。 受干擾的曲線 有時由于毒物的致死作用或?qū)?xì)胞生長的抑制作用等各種原因，可使曲線受干擾，在中途改變其形態(tài)甚至中斷。雖

17、然，在某些毒性試驗中，可見到“全或無”的劑量反應(yīng)關(guān)系的現(xiàn)象，即僅在一個狹窄的劑量范圍內(nèi)才觀察到效應(yīng)出現(xiàn)，而且是坡度極陡的線性劑量反應(yīng)關(guān)系。產(chǎn)生這種情況的原因當(dāng)依據(jù)具體情況作出解釋。 10/2/2022指數(shù)曲線 10/3/2022圖2-4指數(shù)曲線 圖2-5雙曲線 圖2-6受干擾的曲線 10/2/2022圖2-4指數(shù)曲線 圖2-5雙曲10/3/2022污染土壤中污染物與生物的劑量-效應(yīng)分析資料調(diào)研根據(jù)模型計算：由于缺乏數(shù)據(jù)，通常使用的模型有多階段模型（multistage）、多擊模型（multi-hit）和威爾布（weibull）模型等，其中單擊模型（one-hit）由于比較簡單而在生態(tài)風(fēng)險評價中

18、廣泛被使用，模型的表達(dá)式為P(c)=1-ec 其中P(c)為土壤中c水平對生物產(chǎn)生的效應(yīng)； 是模型參數(shù)外推分析：根據(jù)同類有害物質(zhì)已有的試驗資料和已經(jīng)建立的外推關(guān)系進(jìn)行分析，不再進(jìn)行分析試驗，或根據(jù)模型計算的結(jié)果直接得出結(jié)論。10/2/2022污染土壤中污染物與生物的劑量-效應(yīng)分析10/3/2022(3) 生態(tài)暴露評估生態(tài)暴露評估 是描述土壤中污染物與終點的潛在和實際的接觸，以暴露方式、生態(tài)系統(tǒng)及終點特征為基礎(chǔ)，分析污染源、污染物分布以及污染物與終點的接觸模式。生態(tài)暴露評估包括兩方面的內(nèi)容 分析土壤環(huán)境存在的有害化學(xué)物質(zhì)的遷移、轉(zhuǎn)化過程，以及污染源是否繼續(xù)存在以及是否作為污染源對其他環(huán)境產(chǎn)生次生

19、污染 污染土壤對受體的暴露途徑、暴露方式和暴露量的計算10/2/2022(3) 生態(tài)暴露評估生態(tài)暴露評估10/3/2022生態(tài)暴露評估的主要目標(biāo)土壤污染源分析，污染源可以分為兩類：產(chǎn)生污染物地點；當(dāng)前受污染的土壤或地區(qū)污染物在土壤環(huán)境中的時間和空間分布，通過分析污染源的污染途徑以及二次污染的形成和分布來達(dá)到以上目標(biāo)。化學(xué)污染物在土壤環(huán)境中的分布與其在不同介質(zhì)中的分配有關(guān)，污染物的物理學(xué)分布與其顆粒大小有關(guān)，對于污染物的生物學(xué)效應(yīng)，其存活及繁殖等因素也需要考慮。污染物與受體間的接觸，對于土壤污染物，接觸被定量為通過化學(xué)物質(zhì)的取食攝入、呼吸吸入或皮膚直接接觸的量，主要的內(nèi)容為1）暴露途徑分析，分析

20、有害物質(zhì)與受體接觸和進(jìn)入受體的途徑，如土壤、地下水和食物等2）暴露方式分析，分析可能的暴露方式，如呼吸吸入、皮膚接觸、經(jīng)口攝入等3）暴露量計算，確定暴露量計算方法，計算暴露量10/2/2022生態(tài)暴露評估的主要目標(biāo)10/3/2022 分析污染物在土壤環(huán)境中的分布通常使用監(jiān)測技術(shù)、模型計算或兩者的結(jié)合，模型在定量分析土壤污染源和污染物關(guān)系上十分重要。主要內(nèi)容包括：1）分析污染物在土壤環(huán)境介質(zhì)之間分配的機(jī)制，在土壤中遷移的路線與方式，伴隨遷移發(fā)生的轉(zhuǎn)化作用，了解化學(xué)物質(zhì)在土壤環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和歸宿的主要過程和機(jī)制2）模型建立，即選擇建立模擬土壤污染物環(huán)境轉(zhuǎn)歸過程的數(shù)學(xué)模型或其它物理模型3）參數(shù)估

21、算，即確定模型參數(shù)的種類，確定參數(shù)估算方法，包括經(jīng)驗公式法、野外現(xiàn)場試驗法、實驗室實驗法和系統(tǒng)分析法等，進(jìn)行參數(shù)估算4）計算方法確定，即根據(jù)所確定的數(shù)學(xué)模型，研究模型方程的計算方法5）模型校驗，即對模型進(jìn)行調(diào)試，選擇獨立于模型參數(shù)估算使用過的資料和其他實例資料對模型進(jìn)行驗證，如計算結(jié)果與實測值相差甚遠(yuǎn)，則對模型進(jìn)行修正，或?qū)δＰ蛥?shù)進(jìn)行調(diào)整6）轉(zhuǎn)歸分析，即利用計算機(jī)數(shù)學(xué)模型和有關(guān)資料，分析土壤污染物的環(huán)境轉(zhuǎn)歸過程和時空分布結(jié)果10/2/2022 分析污染物在土壤環(huán)境中的分布通常使用監(jiān)10/3/2022(4)風(fēng)險表征及一般方法 概念：風(fēng)險表征是指風(fēng)險評價者利用劑量-效應(yīng)分析及生態(tài)暴露分析的結(jié)果，

22、對土壤有毒物質(zhì)的生態(tài)效應(yīng)包括生態(tài)評價終點的組成部分是否存在不利影響（危害），或某種不利影響出現(xiàn)可能性大小的判斷和表達(dá)，并且指出風(fēng)險評價中不確定因素及涉及的假設(shè)條件。 目的是通過闡述土壤污染物與污染生態(tài)效應(yīng)之間的關(guān)系得出結(jié)論，評估土壤污染物對目標(biāo)生態(tài)終點產(chǎn)生的危害。10/2/2022(4)風(fēng)險表征及一般方法10/3/2022風(fēng)險表征的內(nèi)容確定性分析和可能性分析風(fēng)險表征的方法定性風(fēng)險評價和定量風(fēng)險評價定量風(fēng)險表征：常用的方法有商值法、連續(xù)法、外推誤差法、層次分析法、系統(tǒng)不確定分析等定性風(fēng)險表征：常用的方法有專家判斷法、風(fēng)險分級法、敏感環(huán)境距離法、比較評價法10/2/2022風(fēng)險表征的內(nèi)容10/3/

23、2022生態(tài)風(fēng)險評價有待研究的問題終點的確定 任何評價都必須有確定的終點，否則評價無法進(jìn)行。在龐大復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中選擇什么指標(biāo)作為反映生態(tài)影響大小的衡量依據(jù)，即終點，比較困難，至今，尚為找到一個反映生態(tài)系統(tǒng)“健康”與否的統(tǒng)一指標(biāo)外推方法 生態(tài)風(fēng)險評價希望定義在較高的生態(tài)水平上，例如種群水平、群落水平或生態(tài)系統(tǒng)水平。然而，定義的水平越高，分析越困難，需要的費用、人力、時間越多，而實驗室生物個體水平的研究相對簡單的多。怎樣把實驗室個體的研究結(jié)果外推到實際生態(tài)系統(tǒng)的更高水平上，合理的外推方法有待研究不確定性 風(fēng)險評價中的不確定性是不可避免的。如何客觀地分析、定量地表達(dá)、適當(dāng)?shù)靥幚硇枰M(jìn)一步研究10/

24、2/2022生態(tài)風(fēng)險評價有待研究的問題10/3/2022(5)生態(tài)風(fēng)險管理 概念：生態(tài)風(fēng)險管理是指根據(jù)污染土壤的生態(tài)風(fēng)險評價的結(jié)果，按照恰當(dāng)?shù)姆ㄒ?guī)條例，選用有效的控制技術(shù)，進(jìn)行削減風(fēng)險的費用和效益分析，確定可接受風(fēng)險度和可接受的損害水平，并進(jìn)行政策分析及考慮社會、經(jīng)濟(jì)和政治因素，決定適當(dāng)?shù)墓芾泶胧┎⒏吨T實施，以降低或消除該風(fēng)險度，保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)安全10/2/2022(5)生態(tài)風(fēng)險管理10/3/2022生態(tài)風(fēng)險管理應(yīng)包括的內(nèi)容制定土壤有害物質(zhì)的環(huán)境管理條例和標(biāo)準(zhǔn)提高土壤污染風(fēng)險評價的質(zhì)量，強(qiáng)化土壤環(huán)境管理加強(qiáng)對土壤污染源的控制，包括了解污染源的存在分布與現(xiàn)時狀態(tài)、污染源控制管理計劃、潛在風(fēng)險預(yù)報、

25、風(fēng)險控制人員的培訓(xùn)與配備風(fēng)險的應(yīng)急管理及其恢復(fù)技術(shù)生態(tài)風(fēng)險的管理方法 政府的職責(zé)和方法；建設(shè)單位的職責(zé)和方法；加強(qiáng)防范措施；強(qiáng)化關(guān)于風(fēng)險分析、評價和管理的科研10/2/2022生態(tài)風(fēng)險管理應(yīng)包括的內(nèi)容10/3/2022劑量-效應(yīng)關(guān)系評價 暴露評價管理決策 非風(fēng)險分析控制方案風(fēng)險表征危害識別法規(guī)政治社會因素經(jīng)濟(jì)風(fēng)險管理風(fēng)險評價污染土壤的生態(tài)風(fēng)險評價與管理之間的關(guān)系10/2/2022劑量-效應(yīng)關(guān)系評價管理決策風(fēng)險表征危害識別10/3/20224.2 健康風(fēng)險評價與管理健康危害判定；劑量-健康危害分析；暴露評估；健康風(fēng)險表征；健康風(fēng)險管理健康風(fēng)險評價與管理10/2/20224.2 健康風(fēng)險評價與管理

26、健康風(fēng)險評價10/3/2022(1)健康危害判定 土壤污染危害判定是根據(jù)土壤污染物的生物學(xué)和化學(xué)資料，判定土壤中某種特定污染物是否產(chǎn)生危害(2)劑量-健康危害分析 對土壤污染物暴露水平與暴露人群或生物種群中不良健康反應(yīng)發(fā)生率之間的關(guān)系進(jìn)行定量估算的過程，是風(fēng)險評價的定量依據(jù)：主要包括非致癌物的劑量-健康危害分析；致癌物的劑量-健康危害分析；突變物的劑量-健康危害分析10/2/2022(1)健康危害判定10/3/2022A.非致癌物的劑量-健康危害分析 一般采用不確定系數(shù)法推導(dǎo)出可接受的安全水平（acceptable safety level ASL），因管理目的和內(nèi)容的不同，ASL在不同的管理

27、部門被稱為參考劑量（reference dose， RfD）、實際的安全劑量（virtually safe dose，VSD）、可接受的日攝入量（acceptable daily intake，ADI）、最大容許濃度（maximum allowable concentration，MAC）或估計的人群健康效應(yīng)閾值（estimated population threshold for human， EPT-H）等10/2/2022A.非致癌物的劑量-健康危害分析10/3/2022B. 致癌物的劑量-健康危害分析 致癌物的劑量-健康危害分析是在無閾效應(yīng)情況下，利用高劑量外推模式評價人群暴露水平上所

28、致度毒的危險概率。 分析過程一般包括：1）選取合適的數(shù)據(jù)資料2）利用高劑量外推模型推導(dǎo)出低劑量暴露下可能的危害程度3）將由動物試驗數(shù)據(jù)得出的危害度估計值轉(zhuǎn)化為人的相應(yīng)值 一般認(rèn)為，致癌物在低劑量范圍內(nèi)的劑量-危害反應(yīng)關(guān)系曲線可能有3種類型即線形、超線形和次線形。由高劑量向低劑量外推的模型很多，常用的模型如下表。 還新發(fā)展了一些模型，如腫瘤出現(xiàn)時間模型、生理藥代動力學(xué)模型、生物學(xué)為基礎(chǔ)的劑量-反應(yīng)關(guān)系模型。10/2/2022B. 致癌物的劑量-健康危害分析10/3/2022模型類別表達(dá)式模型在低劑量范圍的曲線特征對數(shù)模型耐受分布模型次線性威爾布模型耐受分布模型若n1為次線性若n0 為線性，若K

29、I=0 為超線性線形多階段模型機(jī)理性模型（取K i0） 線性常用的致癌物高劑量向低劑量外推模型10/2/2022模型類別表達(dá)式模型在低劑量范圍的曲線特征次10/3/2022C 突變物的劑量-健康危害分析 目前僅能進(jìn)行有關(guān)整體哺乳類誘導(dǎo)的胚胎突變資料的劑量-危害分析10/2/2022C 突變物的劑量-健康危害分析10/3/2022(3) 暴露評估不同交換界面的污染物暴露量估算：經(jīng)呼吸道進(jìn)入人體的量估算；經(jīng)消化道進(jìn)入人體的量估算；經(jīng)皮膚吸收進(jìn)入人體的量估算暴露評估的內(nèi)容：包括土壤污染源分析、暴露途徑分析、污染物在時間和空間上的強(qiáng)度和分布分析、暴露人群和環(huán)境受體的分析、計算暴露水平和評估不確定性因素

30、等暴露評價的步驟：表征暴露的土壤環(huán)境；確定暴露途徑；定量暴露10/2/2022(3) 暴露評估10/3/2022(4)健康風(fēng)險表征 主要步驟有：污染土壤危害判定劑量-危害評估及暴露評價結(jié)果的綜合分析風(fēng)險度分析書面總結(jié)風(fēng)險表征結(jié)果10/2/2022(4)健康風(fēng)險表征10/3/2022(5) 健康風(fēng)險管理A 概念：污染土壤的健康風(fēng)險管理是指根據(jù)風(fēng)險評價的結(jié)果，按照適當(dāng)?shù)姆ㄒ?guī)條例，選用有效的控制技術(shù)，進(jìn)行削減風(fēng)險的費用-效益分析，確定可接受風(fēng)險度和可接受的損害水平，并進(jìn)行政策分析及考慮社會、經(jīng)濟(jì)和政治因素，決定適當(dāng)?shù)墓芾泶胧┎⒏吨T實施，以降低或消除該風(fēng)險度，保護(hù)人群健康。B主要內(nèi)容：根據(jù)土壤污染危害

31、判定結(jié)果，確定采用何種風(fēng)險評價； 篩選出需要做風(fēng)險評價的項目，特別是有重大危害的項目；確定土壤污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)和土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；制定風(fēng)險的應(yīng)急措施及補(bǔ)救措施。10/2/2022(5) 健康風(fēng)險管理10/3/20224.3 重金屬污染土壤的風(fēng)險評價與管理(1)評價指標(biāo) 對土壤質(zhì)量的影響；對陸生生物的脅迫；對地下水的不良效應(yīng)；進(jìn)入食物鏈對人體健康產(chǎn)生的重要影響。(2)評價系統(tǒng) 重金屬在土壤中的遷移以及生物對重金屬暴露濃度的計算；重金屬進(jìn)入土壤環(huán)境的源計算；土壤重金屬污染的危害性評價；風(fēng)險表征。10/2/20224.3 重金屬污染土壤的風(fēng)險評價與管理(110/3/2022(3)評價工作內(nèi)容污染源分

32、析；生物對重金屬的暴露分析與估算；風(fēng)險表征10/2/2022(3)評價工作內(nèi)容10/3/2022對土壤動物危害影響的風(fēng)險評價對作物危害影響的風(fēng)險評價對有益微生物危害影響的風(fēng)險評價(4)重金屬污染土壤生態(tài)風(fēng)險評價10/2/2022對土壤動物危害影響的風(fēng)險評價(4)重金屬污10/3/2022開始重金屬進(jìn)入土壤是毒性試驗不需毒性試驗無風(fēng)險計算060cm土層中濃度LC50PECQ=PEC/ LC50低風(fēng)險Q=0.01高風(fēng)險長期毒性試驗NOECPEC/NOEC0.3高風(fēng)險長期毒性試驗NOECPEC/NOEC0.1中等風(fēng)險Q0.003低風(fēng)險PEC/NOEC10高風(fēng)險潛在風(fēng)險Q0.1無風(fēng)險是是是否否否重金屬

33、對土壤微生物危害影響的風(fēng)險評價決策樹 EEC:Expected environmental concentration SF :safety factors10/2/2022開始是否進(jìn)入土壤毒性試驗不需毒性試驗無風(fēng)險10/3/2022(5)重金屬污染土壤人體健康風(fēng)險評價主要表現(xiàn)在4個方面土壤污染源強(qiáng)的計算重金屬在土壤剖面及大氣、地下水中濃度的分布對人體健康危害的風(fēng)險度計算總年的危險計算10/2/2022(5)重金屬污染土壤人體健康風(fēng)險評價10/3/2022重金屬從土壤進(jìn)入人體的途徑土壤-植物-人土壤-人土壤-植物-動物-人土壤-動物-人土壤-地表水-人土壤-地下水-人土壤-空氣-人10/2/2

34、022重金屬從土壤進(jìn)入人體的途徑10/3/2022風(fēng)險評價的框架結(jié)構(gòu) Source/InventoryTransport and transformationUptakeBiokineticsDose/ResponseDoseRiskCharacterizationRiskMitigationExposure Eventsairwatersoil layerssedimentplantsResponse10/2/2022風(fēng)險評價的框架結(jié)構(gòu) Source/Upt10/3/20224.4農(nóng)藥污染土壤的風(fēng)險評價(1) 評價指標(biāo)主要考慮的幾個問題農(nóng)藥在土壤中的持久性及對土壤質(zhì)量的影響，包括對土壤環(huán)境質(zhì)

35、量、土壤肥力質(zhì)量和土壤健康質(zhì)量的影響；對陸地生態(tài)系統(tǒng)健康的影響，包括陸生生物的保護(hù)等；通過地表徑流的遷移及進(jìn)入地表水的可能性，對地表水中的水生生物及水生生態(tài)系統(tǒng)健康的影響；通過淋溶或其他遷移方式進(jìn)入地下水的可能性，對地下水資源使用功能的影響；揮發(fā)進(jìn)入大氣對大氣污染的貢獻(xiàn)；通過陸生食物鏈對人體健康產(chǎn)生的直接、間接影響以及潛在效應(yīng)。10/2/20224.4農(nóng)藥污染土壤的風(fēng)險評價10/3/2022(2) 農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險評價系統(tǒng)的組成污染土壤中農(nóng)藥的形態(tài)轉(zhuǎn)化與遷移能力以及各種生物對農(nóng)藥暴露濃度的計算；如還存在污染源，對進(jìn)入土壤環(huán)境的農(nóng)藥污染源進(jìn)行計算；危害評價，包括直接和間接的危害；風(fēng)險表征。10/2/

36、2022(2) 農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險評價系統(tǒng)的組成10/3/202210/2/202210/3/2022污染源及其持續(xù)排放污染土壤（源）土壤濃度與分布形態(tài)轉(zhuǎn)化與遷移人體攝入總量室內(nèi)劑量-效應(yīng)關(guān)系確定室內(nèi)植物無作用濃度（N）確定室內(nèi)動物無作用濃度（NEC）外推至生態(tài)系統(tǒng)確定生態(tài)系統(tǒng)NEC風(fēng)險系數(shù)安全系數(shù)每天攝入量計算外推人體NEC農(nóng)藥污染土壤風(fēng)險評價系統(tǒng)中源與效應(yīng)間因果關(guān)系鏈10/2/2022污染源及其持續(xù)排放污染土壤（源）土壤濃度與10/3/2022(3)評價工作內(nèi)容污染污染中農(nóng)藥的濃度與存在形態(tài)；污染源的繼續(xù)輸入或部分輸出；生物體對農(nóng)藥的暴露分析與估算；風(fēng)險表征，農(nóng)藥污染土壤對地面水的影響、對淺層地

37、下水的影響、對鳥和哺乳動物的影響、對土壤動物的影響、對植物的影響、對周圍生態(tài)系統(tǒng)健康的影響。10/2/2022(3)評價工作內(nèi)容10/3/2022(4)土壤農(nóng)藥污染途徑與暴露途徑A.種子處理劑污染土壤表面土層中農(nóng)藥量：Dossuf=Fmix* Dosmax Dosmax為農(nóng)藥最大施用量（kg/hm2）； Fmix為土壤混合因子（ Fmix =0.01） Dossuf為土壤表面農(nóng)藥量（ kg/hm2 ）10/2/2022(4)土壤農(nóng)藥污染途徑與暴露途徑10/3/2022農(nóng)藥與土壤混合，假設(shè)農(nóng)藥在020cm表層中均勻分布，則可以計算農(nóng)藥在土壤中的起始濃度（PIEC），計算公式如下：PIEC= PI

38、EC為農(nóng)藥在土壤中的起始濃度， Dosmax為農(nóng)藥最大施用量，Hsoil為土壤深度（0.2m），Bd為土壤容量（kg/m3，一般取1400 kg/m3）10/2/2022農(nóng)藥與土壤混合，假設(shè)農(nóng)藥在020cm表層10/3/2022土壤中農(nóng)藥總量包括在固相上（csoil）和土壤水相（csoil w）中農(nóng)藥的量，即PIEC= ct= csoil + csoil w其中，csoil 和 csoil w的值的大小與農(nóng)藥的分配系數(shù)有關(guān)，計算方法如下csoil w= csoil=Ks/1為分配系數(shù)（dm3/kg）；ct為土壤中農(nóng)藥總量，即PIEC10/2/2022土壤中農(nóng)藥總量包括在固相上（csoil）和1

39、0/3/2022B. 農(nóng)藥顆粒劑污染土壤 農(nóng)藥以顆粒形式施入土壤，在土壤中的農(nóng)藥濃度可根據(jù)其農(nóng)藥施用量直接進(jìn)行計算。如果在一個季節(jié)中重復(fù)多次施用顆粒農(nóng)藥，需計算其最大濃度。最大濃度與農(nóng)藥生物降解半衰期、施用頻率以及兩次使用間隔時間有關(guān)，有關(guān)計算方法與種子處理劑相同，計算時所需的參數(shù)見表10/2/2022B. 農(nóng)藥顆粒劑污染土壤10/3/202210/2/202210/3/2022C農(nóng)藥噴施污染土壤 在一個季度中，農(nóng)藥噴施可以進(jìn)行多次，因此，最大劑量為多次施用后的農(nóng)藥量，計算方法同上述。農(nóng)藥噴施后，一部分被作物表面截獲，另一部分則散落到土壤、地面水和空氣中。假設(shè)一般情況下，10%留在空氣中，達(dá)到

40、土壤和作物上的比例為90%。則90%部分的農(nóng)藥在作物上和散落在 土壤中的比例根據(jù)不同的作物和生長階段有所不同。下表10/2/2022C農(nóng)藥噴施污染土壤10/3/202210/2/202210/3/2022D污泥施用造成農(nóng)藥的土壤污染土壤中農(nóng)藥污染物濃度計算如下：10/2/2022D污泥施用造成農(nóng)藥的土壤污染10/3/2022E污染土壤中農(nóng)藥的揮發(fā) K=10/2/2022E污染土壤中農(nóng)藥的揮發(fā)10/3/2022F.對地下水的污染 假如有水排放，只有40%的降雨通過淋溶進(jìn)入地下水；若沒有排水，則100%降雨全部進(jìn)入地下水。然而，地下水中的農(nóng)藥濃度與淺層地下水中保持一致，計算方法如下：Cgw，t=C

41、gw，t為t時間地下水中農(nóng)藥濃度， Cgw，0為地下水中農(nóng)藥起始濃度，Kts為農(nóng)藥轉(zhuǎn)化系數(shù)10/2/2022F.對地下水的污染10/3/2022(5) 生態(tài)風(fēng)險評價A.鳥類危害影響的風(fēng)險評價鳥類通過食用昆蟲或作物而吸收農(nóng)藥鳥類食用土壤中顆粒劑或處理過的種子而吸收農(nóng)藥。通過農(nóng)藥污染土壤影響的飲水而吸收農(nóng)藥通過食用農(nóng)藥污染土壤暴露的陸生生物（如蚯蚓）而吸收農(nóng)藥通過食用水生生物對 農(nóng)藥的吸收10/2/2022(5) 生態(tài)風(fēng)險評價10/3/2022B.對蜜蜂危害影響的風(fēng)險評價10/2/2022B.對蜜蜂危害影響的風(fēng)險評價10/3/2022(6)人體健康風(fēng)險評價 對人體的危害分為急性中毒和長期臨床效應(yīng)兩

42、方面急性農(nóng)藥中毒包括誤食農(nóng)藥污染的土壤顆粒及污染土壤影響下的地下水或地表水。長期的臨床效應(yīng) 主要表現(xiàn)在烷基汞（殺真菌劑）引起運動、感覺與中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害；銨鹽（殺鼠劑）引起多種神經(jīng)病與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損害；含砷農(nóng)藥（除草劑）可引起皮炎；二溴丙烷（土壤熏蒸劑和殺線蟲劑）引起男性不育等等10/2/2022(6)人體健康風(fēng)險評價10/3/202210/2/202210/3/2022(7)減少危害的防范措施 風(fēng)險影響報告書：是評價工作的總結(jié)，是提供風(fēng)險決策的依據(jù)主要包括總則：風(fēng)險評價的目的；編制的依據(jù)；風(fēng)險評價的標(biāo)準(zhǔn)；控制污染和保護(hù)目標(biāo)；風(fēng)險評價工作等級及評價范圍評價項目的概括項目周圍地區(qū)的環(huán)境狀況風(fēng)險

43、識別及分析后果預(yù)測風(fēng)險管理及減少風(fēng)險措施風(fēng)險評價結(jié)論10/2/2022(7)減少危害的防范措施10/3/2022A.防范措施減少廢物排放量減少垃圾填埋場滲漏提出針對受污染的土壤的監(jiān)測方案10/2/2022A.防范措施10/3/2022B. 應(yīng)急措施預(yù)案項目應(yīng)急措施現(xiàn)場管理應(yīng)急措施現(xiàn)場監(jiān)測措施社會求援應(yīng)急措施10/2/2022B. 應(yīng)急措施預(yù)案五、土壤修復(fù)技術(shù)篩選五、土壤修復(fù)技術(shù)篩選土壤修復(fù)原則10/3/2022科學(xué)性原則可行性原則安全性原則土壤修復(fù)原則10/2/2022科學(xué)性原則可行性原則安全性原則10/3/2022土壤修復(fù)制定過程10/2/2022土壤修復(fù)制定過程 污染場地環(huán)境修復(fù)技術(shù)篩選及應(yīng)用1. 修復(fù)技術(shù)選擇的原則（1）場地修復(fù)技術(shù)的目標(biāo)是保障人的健康，使得場地土壤和地下水中污染物的環(huán)境風(fēng)險降低到可以接受的水平。（2）將具有不同類型污染物和不同風(fēng)險值的土壤和地下水區(qū)別對待，分別處置。（3）在技術(shù)上，場地修復(fù)技術(shù)選擇可以達(dá)到目標(biāo)的最簡化的途徑或方法，而不單純追求技術(shù)的先進(jìn)性。（4）在經(jīng)濟(jì)上，場地修復(fù)技術(shù)兼顧考慮目前在修復(fù)費用方面的實際承受能力和今后的經(jīng)濟(jì)