研究简报｜挥发性有机污染土壤开挖异味风险评估及控制对策

近日，市环科院（国家环境保护城市土壤污染控制与修复工程技术中心）张施阳以第一作者在《环境科学研究》发表题为“挥发性有机污染土壤开挖异味风险评估及控制对策”的论文。该研究获国家重点研发计划（2018YFC1802401）、市环科院创新基金（CX2021140326）资助。

由于城市建设用地需求迫切，针对污染土壤，目前多采用简便高效的异位修复技术开展治理。当污染土壤被挖掘和扰动时，短时间内易造成有机污染物的高浓度释放，导致健康危害的同时也易产生异味影响。然而，目前在我国针对土壤修复过程中异味风险问题仍未引起足够重视，以致异味投诉现象屡见不鲜，严重制约土壤修复行业的规范化发展。因此，研究土壤开挖过程中的异味风险评估方法，用于指导土壤修复作业实施，以应对修复过程中日益频发的大气二次污染问题，具有十分重要的意义。该研究从VOCs挥发扩散模型和异味感官特征出发，建立了一种污染土壤开挖异味风险评估方法，并以某退役化工地块为例，采用该方法预测修复开挖过程中VOCs对周边敏感受体的异味风险。同时，从异味控制的角度出发，在对模型进行参数敏感性分析的基础上，探索了土壤修复作业的优化方法，以期为污染土壤修复施工异味评估及安全防控提供借鉴和参考。

研究结果

1、通过构建异味暴露概念模型，综合考虑土壤气扩散、土壤VOCs挥发、地下水溶质挥发等过程以估算污染源强释放速率，并结合高斯扩散模型模拟污染源向周边区域扩散过程，再以臭气强度作为异味表征手段，预测得到周边环境中的VOCs大气浓度及其对人体的嗅觉感官效应。

污染土壤开挖情景下

对周边受体异味暴露概念模型

2、某修复地块土壤开挖面积为2800 m²，深度3 m，开挖速率为150 m³/h，应用上述方法预测可得场内VOCs释放并扩散至周边20 m处居民点形成的混合气体中以氯苯、苯、乙苯、甲苯为主，浓度分别为6.86、2.35、1.56、0.85 mg/m³。异味特征分析表明，乙苯为混合气体中的关键致嗅组分，依据其臭气强度模型可计算得到居民点呼吸区VOCs对应的臭气强度为3.09，表明居民在土壤开挖过程中可明显感到臭味。

研究区域及土壤开挖范围

3、通过对模型参数敏感性分析可知，敏感目标距离(xair)对模型预测结果的影响最大，其次为土壤污染物浓度(Cs)、土壤开挖速率(Q)、呼吸区风速(Uair)、土壤空气体积比(θair)和土壤有机质含量(foc)。由此可知，优化土壤修复工艺、控制区域土壤状况以及减小气象影响应是降低开挖作业对周边异味影响的有效方法。

模型参数分别调整5%及10%的敏感性比例

不同优化措施下居民区乙苯浓度

及臭气强度的变化情况

研究结论

该研究从VOCs挥发扩散模型和异味感官特征出发，建立了一种污染土壤开挖异味风险评估方法。该方法对实际情况进行了简化，基于保守考虑，模型构建中未考虑VOCs扩散过程中的降解及分解作用。在应用中可结合场地污染特征精细化VOCs传输机制并探索异味物质相互作用效应，以提高评估准确性；另外，对于污染地块中其他典型异味污染物(如含硫化合物)的扩散风险也应给予重视。在模型参数敏感性分析的基础上识别了影响异味风险的关键因素，并提出了包括优化土壤修复工艺、控制区域土壤状况以及减小气象影响等控制对策，可有效降低土壤修复中的异味污染问题。

作者简介

张施阳，工程师，硕士，主要从事污染地块环境调查与人体健康风险评估研究，发表论文4篇，参与国家重点研发计划项目等多项研究。

通讯作者

李青青，高级工程师，毕业于新加坡国立大学。承担或参与多项国家级和市级计划研究项目，发表SCI、中文核心期刊文章数篇。

供稿：固土所

责任编辑：院办公室

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