HERA软件在石油污染场地风险评估中的应用研究

汤曼琳，李翌洲

（1.武汉市工程咨询部有限公司；2.武汉瑞景环境修复工程有限公司，武汉 430000）

随着社会经济的发展，石油污染场地已成为国内外污染场地环境管理的焦点。据统计，全世界每年通过落地原油及事故泄漏途径进入环境中的石油污染物约有800 万t。石油是一种复杂混合物，在石油污染场地调查及风险评估过程中，常用总石油烃（TPH）来衡量烃类物质总量，苯系物（BTEX）、多环芳烃（PAHs）作为指示化合物。HERA 软件是国内污染场地风险评估的主流软件，与美国RBCA 软件、英国CLEA 软件相比，操作更便捷，更符合我国环境及地质特点。本研究以湖北省某石油污染场地为对象，分碳段对场地关注的污染物总石油烃和苯进行调查评估，采用HERA 软件进行风险表征，确定修复目标值和修复范围，以便后续进行污染场地修复。

1 场地描述

本项目场地位于湖北省武汉市，面积约为2 万m。 根据场地调查报告，场地内污染物主要为原油管道发生损坏后泄漏的原油；场地没有明确的用地规划，其位于市郊且距离周边居住区500 m 以上，对周边居住区影响较小，此外，场地与建筑垃圾填埋场相邻，因此根据场地环境条件，将调查场地定为非敏感用地开展调查评估；场地地层岩性依次为杂填土、素填土、淤泥质黏土、粉质黏土、碎石及泥岩，地下水平均埋深约为0.8 m。调查结果表明，场地内土壤的TPH（碳原子数大于16）和苯，地下水中的TPH 和苯指标超过筛选值，需要进行风险评估。

2 危害识别

2.1 关注污染物识别

场地土壤关注污染物为TPH（碳原子数大于16）、 苯，地下水关注污染物为TPH、苯。根据相关标准，场地调查阶段选用的土壤筛选值是针对非敏感用地，TPH（碳原子数小于16）、TPH（碳原子数大于16）及苯筛选值分别为3 833 mg/kg、2 851 mg/kg、 2.9 mg/kg；地下水中TPH 筛选值为600 μg/L，苯筛选值为120 μg/L。

2.2 污染分布描述

场地调查阶段，对土壤和地下水进行了两轮采样。第一轮采样共送检150 个土壤样品、7 个地下水样品。7 个地下水样品TPH 均超过筛选值，5 个地下水样品苯超过筛选值。土壤深度0 ～1.0 m 层位中，苯超过筛选值的点位数量为32 个，TPH（碳原子数大于16）超过筛选值的点位数量为1 个，两者均超的点位数量为5 个；1.0 ～2.0 m 层位中，仅5 个点位苯超过筛选值。场地内土壤污染主要分布在0 ～1 m 深度，且苯的污染程度更大。

为进一步评估场地TPH的污染程度及污染范围，对土壤和地下水中TPH 进行第二轮采样，并将TPH按含碳量分成脂肪烃（C～C、C～C、C～C、C～C、C～C、C～C、C～C）、芳香烃（C～C、C～C、C～C、C～C、C～C、C～C、C～C），共计14 段，进行分段检测分析。为了获取各碳段浓度最大值，以便开展风险评估，利用第二轮采样的TPH各碳段检测数据，得出各碳段占TPH 的平均比例，利用该比例对第一轮采样中未分段的TPH 检测数据进行处理，得出第一轮各采样点TPH 各碳段浓度。最后统计所有数据，分别得出土壤表层（0 ～1 m）、土壤下层（1 ～2 m）及地下水中苯、TPH 各碳链段浓度最大值。

3 暴露评估参数

本项目场地的用地情景为非敏感用地暴露情景，暴露受体一般为成人。根据场地相关人员活动方式，确定本场地污染土壤的暴露途径包含《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ 25.3—2019）规定的6种土壤污染物暴露途径，场地污染地下水的暴露途径为该导则中除饮用地下水外的2 种暴露途径。本次评估采用的土壤理化参数均为实测值，如表1 所示。地下水参数也采用实测值，埋深为0.8 m。除实测参数外，场地暴露评估中需要的其他参数均参考《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ 25.3—2019）及HERA 软件默认参数。

表1 土壤理化性质（天然状态）

4 毒性参数

本项目场地苯的理化毒性参数主要参考《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ 25.3—2019）。该导则未提供总石油烃的理化毒性参数，其主要参考HERA 默认参数，HERA 默认参数主要来源于美国国家环境保护局的综合风险信息系统（IRIS）数据库。由于HERA 软件未提供总石油烃的呼吸吸入参考浓度（），本次评估参数来源于美国TX12 数据库和TPH 数据库。

5 风险表征

目前，各国标准确定的单一污染物可接受致癌风险水平不尽相同，一般为10～10，可接受的非致癌危害商一般为1。根据《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ 25.3—2019），本项目场地选取的目标风险控制值如下：单一污染物可接受致癌风险水平为10，可接受的非致癌危害商为1。

本项目场地风险表征选取关注污染物的最大检测值进行计算。土壤中TPH（碳原子数大于16）的总非致癌危害商为0.731，苯的总致癌风险水平为6.25×10，非致癌危害商为0.387；地下水中TPH 的总非致癌危害商为2.45×10，苯的总致癌风险水平为7.64×10，非致癌危害商为0.047。由此可见，本项目场地土壤中苯的总致癌风险超出可接受水平，对人体健康造成潜在危害。因此，采用HERA 软件对土壤中苯的风险控制值进行计算，结果为1.50 mg/kg。

6 土壤修复方案建议

6.1 修复目标值

修复目标值需要根据风险控制计算值和本项目场地土壤筛选值进行综合确定。土壤筛选值是在保障人体健康安全的基础上制定的，使用土壤筛选值对计算结果进行修正，可以保证场地环境安全，节约修复成本，避免过度修复。风险评估结果显示，TPH（碳原子数大于16）的人体健康风险在可接受范围内，但场地内还残留原油污染，为减少二次污染，必须对TPH 进行处理。因此，建议本项目场地TPH（碳原子数大于16）修复目标值取土壤筛选值2 851 mg/kg，苯修复目标值取土壤筛选值2.9 mg/kg。

6.2 修复范围

土壤关注污染物超过修复目标值的区域定为风险控制污染范围。为了准确地描述污染范围，将本项目场地土壤分为4 个土层：第一层0.0 ～0.5 m、第二层0.5 ～1.0 m、第三层1.0 ～1.5 m、第四层 1.5 ～2.0 m。先划定单一污染物的修复范围，然后进行叠加合并，得出综合考虑各种污染物后每层需要修复的范围。使用Kriging 插值法，运用Surfer 软件绘制风险控制污染范围图，得到具体超标范围。若通过Surfer 软件插值模拟出的污染边界超过调查边界，则推荐范围边界以调查边界为准。为便于后期处理工作开展，运用AutoCAD 软件对风险控制污染范围图进行边界处理，适当截弯取直，得到每层需要修复的具体范围，制作修复范围图并确定拐点坐标，为后续实施提供参考。

另外，有4 个点位2.0 m 深度检测值超过控制值，因此，保守起见，第四层向下修复至2.5 m。具体实施时，可依据现场实际检测情况适当调整，以达到修复目标。经统计，第一层、第二层、第三层和第四层的修复面积分别为8 100 m、4 650 m、650 m和 850 m，修复土方量分别为4 050 m、2 325 m、325 m和850 m，总修复土方量为7 550 m。

7 结论

本项目场地内的TPH 和苯存在超标情况，且土壤中苯的人体健康风险超过可接受水平。苯是原油的常见组分之一，其处理工艺与TPH 相同，且降解速度要高于TPH。为了避免场地内残留的TPH 向外迁移造成二次污染，建议在修复过程中对修复区域内的TPH 进行处理。在处理TPH 的过程中，苯可以得到同步降解，最终达到去除场地内所有关注污染物的目的。此外，为保证场地环境安全，节约修复成本，避免过度修复，建议选择各污染物土壤筛选值作为修复目标值，划定修复范围，总修复土方量为7 550 m。