基于模糊數(shù)學(xué)理論的化學(xué)淋洗修復(fù)土壤風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法研究.pdf

1、由于土壤重金屬污染危害極大，近年來重金屬污染土壤修復(fù)工作得到了世界各國(guó)廣泛重視，而各類修復(fù)技術(shù)也有了很大的進(jìn)展并已逐漸進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用階段，然而，有關(guān)重金屬污染土壤修復(fù)效果評(píng)價(jià)則缺乏研究和探討，反過來影響了重金屬污染土壤修復(fù)理論和技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。本研究以異位化學(xué)淋洗修復(fù)土壤為實(shí)例，從植物生長(zhǎng)、地下水安全和人體健康三個(gè)方面，針對(duì)修復(fù)后土壤的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)展開了討論，分別采用BCR連續(xù)提取法、SPLP酸雨負(fù)荷模擬和RBCA模型表征土壤重金屬的植物有

2、效性，可移動(dòng)性及致癌、非致癌風(fēng)險(xiǎn)，并以模糊數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，把各類風(fēng)險(xiǎn)因子通過模糊綜合評(píng)價(jià)模型進(jìn)行聯(lián)系，建立新的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模式，使得其既反映重金屬的濃度超標(biāo)狀況，又反映重金屬的生物有效性和移動(dòng)性，通過對(duì)植物生長(zhǎng)、地下水安全和人體健康三者權(quán)重因子分配的討論，為修復(fù)后場(chǎng)地土地利用類型的決策提供理論依據(jù)。本研究主要結(jié)論如下：(1)土壤經(jīng)過修復(fù)后，在總量削減的同時(shí)重金屬的形態(tài)發(fā)生了顯著的變化，除了粘粒組分中的Zn，各組分重金屬交換態(tài)含量顯著降低。在

3、植物生長(zhǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，經(jīng)過修正的權(quán)重因子，能夠更為客觀地反映土壤金屬全量和有效性兩個(gè)因素，能夠較好的反映重金屬對(duì)植物生長(zhǎng)的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重。采用模糊綜合評(píng)價(jià)模型計(jì)算的結(jié)果表明，土壤經(jīng)過修復(fù)后，對(duì)植物生長(zhǎng)有效地降低了風(fēng)險(xiǎn)，其中對(duì)植物生長(zhǎng)風(fēng)險(xiǎn)由原來的極端嚴(yán)重下降到了中低水平。(2)SPLP方法分析表明，修復(fù)前土壤屬于危險(xiǎn)廢物，對(duì)地下水安全具有較大的風(fēng)險(xiǎn)。土壤修復(fù)后，SPLP浸出濃度得到有效地降低，石礫、砂粒及修復(fù)后混合土壤各金屬元素浸出濃度均在標(biāo)準(zhǔn)值

4、范圍以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了無害化處置。采用模糊綜合評(píng)價(jià)模型計(jì)算的結(jié)果表明，土壤經(jīng)過修復(fù)后，對(duì)于地下水，安全級(jí)別上升了6級(jí)，對(duì)地下水的風(fēng)險(xiǎn)得到有效降低。(3)土壤經(jīng)過修復(fù)后，顯著降低了對(duì)人體的致癌和非致癌風(fēng)險(xiǎn)。人體對(duì)重金屬元素的吸收主要通過直接攝入方式進(jìn)行，相比較而言，其它兩種方式攝入量非常微小，兒童直接攝入量要大于成人直接攝入量一個(gè)數(shù)量級(jí)，而經(jīng)皮膚吸收攝入和經(jīng)呼吸系統(tǒng)攝入要小于成人。對(duì)于兒童，直接攝入過程對(duì)非致癌風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)最大，而對(duì)于成人，則表現(xiàn)為

5、皮膚吸收攝入過程。無論是直接攝入還是皮膚吸收攝入，對(duì)于兒童和成年而言，各金屬對(duì)非致癌風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)順序?yàn)镃r>Ni>Cu>Pb>Zn。采用模糊綜合評(píng)價(jià)模型計(jì)算的結(jié)果表明，土壤經(jīng)過修復(fù)后，對(duì)于人體健康，無論兒童還是成年，都處于較低的風(fēng)險(xiǎn)水平。(4)對(duì)于各種土壤類型，權(quán)重因子在人體健康、植物和地下水三者之間的分配，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響較大，總體來說，土壤對(duì)區(qū)域地下水的影響>對(duì)人體健康的影響>對(duì)植物風(fēng)險(xiǎn)的影響，根據(jù)對(duì)場(chǎng)地特征的分析，本研究認(rèn)為采取(人

6、體健康權(quán)重，植物權(quán)重，地下水權(quán)重)=(0.4，0.2，0.4)的分配比例較為合適，其對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)結(jié)果為修復(fù)前土壤=Class11(Absolutely high)，修復(fù)后混合土壤=Class3(Quite Low)，修復(fù)后砂粒組分=Class3(Quite Low)，修復(fù)后粘粒組分=Class11(Absolutely high)。因此，修復(fù)場(chǎng)地采用的淋洗工藝有效降低了污染土壤對(duì)周邊環(huán)境和人體健康的風(fēng)險(xiǎn)，修復(fù)效果顯著。對(duì)于修復(fù)后土壤的處置

7、，本研究認(rèn)為對(duì)修復(fù)后土壤進(jìn)行混合就地回填，若條件允許，修復(fù)后粘粒組分可單獨(dú)送往危險(xiǎn)廢物掩埋場(chǎng)進(jìn)行處置，因其量小風(fēng)險(xiǎn)性高。(5)本研究構(gòu)建的模型根據(jù)實(shí)際情況將風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行了分類，有效解決了風(fēng)險(xiǎn)信息重復(fù)或者相互掩蓋的問題和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過程中當(dāng)因子復(fù)雜時(shí)容易出現(xiàn)多個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果的情況。此外，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行分類后，使得風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過程與風(fēng)險(xiǎn)潛在作用對(duì)象更為有效和緊密地結(jié)合，能夠更為全面地反映修復(fù)后場(chǎng)各方面的潛在風(fēng)險(xiǎn)，有助于修復(fù)后場(chǎng)地土地利用類型的決策過程。