北京市环境科学研究院 污染场地风险评估 前沿学习资料

农药污染场地风险评估技术北京市环境保护科学研究院2012-11农药污染场地风险评估技术•第一讲：风险评价基础•第二讲：风险评价模型及应用•第三讲：深层次风险评价技术及应用2风险评价基础第一讲3一、风险评价概念4健康风险评价生态环境风险评价场地风险管理1.健康风险评价•污染场地健康风险评价：–描述人体曝露受（有毒有害物质）污染的环境的潜在健康效应的方法•解释–是一种预测工具，而不是健康诊断工具，不针对特点的、具体的个体健康风险预测。–一般与概率或可能性来表示–预测和评估现状或未来情景下的风险，不能追溯以前的风险–关注有毒有害物质5健康=危害x曝露6“场地风险管理”是以风险控制理念为核心,通过层次化风险评价,确定修复目标与修复范围,根据场地条件、污染特征、暴露途径、风险大小等因素,采取包括治理技术（Treatmenttechnology）,工程控制（Engineeringcontrols,ECs）和制度控制（Institutionalcontrols,ICs）在内的各种措施或措施组合,将风险控制到环境和健康可接受水平。风险管理目标不是零风险，还是可接受风险一、风险管理概述•污染土壤•污染地下水•或场地其他排污设施暴露途径•呼吸挥发性有机污染物•呼吸土壤尘•皮肤接触•直接摄入等•人•生态系统源受体•风险管理的手段–修复技术–工程措施–管理措施是否超过风险水平超过可接受水平暴露途径：是否完整和不完整暴露途径源：是否存在污染1.风险管理基本概念健康风险评价在场地环境管理的作用健康风险评价在场地环境管理的作用•风险评价是场地风险管理的工具、贯穿场地环境管理的全过程–确定是否需要进行进一步调查（风险筛选）–确定是否需要进行修复及修复目标–评估修复方案及修复效果7风险评价风险管理风险评价的发展•1983:NationalAcademyofSciencespublishedRiskAssessmentintheFederalGovernment•1989-2009:USEPARiskAssessmentGuidance(RAGS)•1995:ASTMGuideonRisk-BasedCorrectiveAction(RBCA)•1997-2008:USEPACumulativeRiskAssessmentGuidance82.健康风险评价的基本程序风险识别•场地调查•场地概念模型暴露评估•暴露情景•暴露途径•迁移转化•暴露参数毒性评估•参考剂量•参考浓度•致癌斜率•单位致癌系数风险表征•致癌风险•非致癌风险（1）污染识别•识别风险来源：–场地关注污染物:•毒杀芬、七氯、六氯苯、氯丹、灭蚁灵、滴滴涕、六六六•艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂从事过合成实验，•但未工业化生产–农药厂其他常见污染物•砷、铅•苯系物•含氯有机溶剂10（1）污染识别•识别风险来源：–场地关注污染物识别:•应用筛选值或计算特点场地筛选值.–污染介质:•土壤、地下水、地表水及建筑物等.–数据数量与质量分析:11是否满足风险评价的需求数据的时空分布和数量数据的精度–检出线?分析方法数据质量?污染源数据表征12污染源浓度计算•平均值95%置信水平上限值：数据量较多且数据成正态分布作13•最大值：通常用于场地特征筛选值的计算14污染源浓度计算•计算95%置信上线值常用工具（EPA）--ProUCL，可在EPA网站下载•置信水平上线的代表什么？（2）毒性评价•污染场地中常用的污染物毒性参数–摄入或皮肤接触•Slopefactors(SF--致癌斜率系数）(1/(mg/(kg*day)))•ReferenceDose(RfD--参考剂量—非致癌）(mg/kg*day)–吸入•UnitRiskFactor（URF--单位致癌风险系数）(1/(µg/m3))•ReferenceConcentration(RfC--参考浓度—非致癌)(mg/m3•毒性参数确定主要基于–流行病学调查；–临床研究–实验动物研究）15毒性评价•RfD（参考剂量）的确定–一般认为非致癌关键毒性参数是阈值剂量–参考剂量或参考浓度是未引起包括敏感个体在内的有害效应的估算量–首先确定在特定的暴露时间内未产生可观测的不良效应的最高剂量NOAEL：noobservedadverseeffectlevel）和产生可观测到的不良效应的最低剂量(LOAEL：lowestobservedadverseeffectlevel)–然而，为了确保人体健康，非致癌风险的评估不是直接建立在阈值暴露水平基础上，而是建立在参考剂量或参考浓度基础上–通常采用NOAEL，没有NOAEL时候，也可用LOAEL16UFNOAELRfCRfD)(UF为不确定因子毒性评价•F1为种间不确定性，F1=1~10，•从动物实验外推到人时，F1=10；•F2为种内不确定性，F2=1~10，用于补偿人群中的不同敏感性时，F2=10；•F3为毒性不确定系数，F3=1~10，如NOAEL不是从慢性实验中获得，F3=10；•MF是资料完整性不确定系数，MF=1~10，17UFNOAELRfCRfD)(UF为不确定因子UF=F1∙F2∙F3∙MF毒性评价•致癌斜率系数/单位致癌风险系数–低剂量外推法：通常利用实验获取的剂量~反应关系数据推导低剂量条件下的剂量~反应关系–线性外推和非线性外推，一般情况下为线性外推–美国环保局使用斜率的95%置信上限作为斜率因子。也就是有95%的概率，癌症真正发生的潜力小于癌症斜率因子。这种方法确保的癌症风险评估中的边际安全18毒性评价•场地评价中毒性数据的主要来源–国内目前主要直接利用美国EPA发布的相关污染物的毒理参数–主要数据库包括：–美国国家环保局(EPA)综合风险信息系统(IRIS)(USEPA，2007，IntegratedRiskInformationSystem(IRIS).)–AgencyforToxicSubstancesandDiseaseRegistry(ATSDR)MinimalRiskLevels(MRL),2006American,–EPA/540/R-95/128ProvisionalGuidanceforQuantitativeRiskAssessmentofPolycyclicAromaticHydrocarbons,OfficeofResearchandDevelopment,–EPA/600/R-93/089,July1993.Ethalfluralin;PesticideTolerancesforEmergencyExemptions,FinalRule,FederalRegisterVol.62,Number242,December17,1997.–HumanHealthRiskAssessment,Azinphos-Methyl,OfficeofPesticidePrograms,May19,1999.–USEPAHealthEffectsAssessmentSummaryTables(HEAST),July,1997USEPAIntegratedRiskInformationSystem(IRIS),asofMarch31,2007USEPANationalCenterforEnvironmentalAssessment(NCEA)EPAOfficeofPesticidePrograms1920毒性评价•常用农药污染场地毒性数据表（3）曝露评价污染物在介质中的迁移–挥发性如何从土壤或地下水挥发进入室内或室外空间–土壤污染淋溶到地下过程–污染物在地下水的迁移过程21确定迁移模型及相关的参数需求指导场地调查（2）曝露评价•人体与污染物的曝露（接触）方式22皮肤接触直接摄入呼吸曝露频率•曝露周期和频率–一般：商业和工业职工8h/d,5d/wk,25-30年居民：24h/d,7d/wk,30年23北京导则推荐的一些参数国家导则的相关暴露周期和频率的参数24（4）风险表征•可接受风险—非致癌风险–非致癌风险：危害商:1。–有些国家会扣除非污染场地贡献的非致癌风险，如德国和英国设定场地部分不超过20%，丹麦10%，有些国家根据污染物而定25背景曝露浓度毒性参考浓度可接受曝露浓度范围可接受风险水平•致癌风险：因场地污染增加的致癌可能性或概率：•各国不一样，一般在10-4—10-6•美国：10-4指10-6，一般单个污染物为10-6，累计为10-4•荷兰：10-4•意大利：10-6•有些国家：居住-6，工业10-526风险计算模型•非致癌危害商27SFEDIRii1000URFIRBWEDIRiiRfDEDIHIiiRfCIRBWEDIHIii•致癌风险如何计算暴露或摄入量？28摄入量计算•表层土壤直接摄入：土壤中污染物计算浓度，一般为所有样品检出结果的95%置信上限浓度暴露参数，根据人体暴露特性查相应规范或导则确定CS=土壤CS —— 土壤中化学物质浓度，单位为毫克每千克（mg/kg）；IR —— 土壤摄入量，单位为毫克每天（mg/d）；EF —— 暴露频率，单位为天每年（d/a）；ED —— 暴露年限，单位为年（a）；BW —— 体重，单位为千克（kg）；29摄入量计算•表层土壤皮肤接触摄入：SA —— 可能接触土壤的皮肤面积，单位为平方厘米每天（cm2/d）；AF —— 土壤对皮肤的吸附系数，单位毫克每平方厘米（mg/cm2）；ABS —— 皮肤吸收率，%；30摄入量计算土壤起尘因子•表层土壤颗粒吸入摄入：31摄入量计算暴露点浓度表层土壤呼室外吸吸入：32摄入量计算暴露点浓度•深层土壤室外呼吸吸入：摄入量计算暴露点浓度深层土壤室内呼吸吸入：摄入量计算暴露点浓度•地下水室外呼吸吸入：35摄入量计算暴露点浓度•地下水室内呼吸吸入：36摄入量计算地下水中污染物计算浓度，一般为所有样品检出结果的95%置信上限浓度•地下水直接摄入：37风险计算单一污染物单一暴露途径致癌风险计算非呼吸途径呼吸途径单一污染物所有暴露途径致癌风险计算：38风险表征单一污染物单一暴露途径非致癌风险计算：非呼吸途径呼吸途径单一污染物所有暴露途径非致癌风险计算：39修复目标的计算1).基于致癌效应计算的修复目标TR：可接受风险TH：可接受危害商CS：污染物初始浓度HIi：污染物所有暴露途径总风险HIin：污染污物所有暴露途径总危害商2.基于致癌效应计算的修复目标最终修复目标RT=Max(RTi,Rtin)小结•风险评价涉及的模型–迁移模型：确定暴露接触点浓度，重点挥发性气体迁移模型–摄入计算模型：通过各种接触方式人体摄入污染物的量–风险计算模型：根据毒性参数和摄入量计算致癌和非致癌风险–修复目标计算模型：风险计算模型反推修复目标40摄入量模型小结•表层土壤–表层土壤直接摄入模型–表层土壤皮肤接摄入触模型–表层土壤呼吸土壤层摄入模型–表层土壤室外呼吸土壤气模型–表层土壤室内吸入土壤气模型•深层土壤–深层层土壤室外呼吸土壤气模型–深层层土壤室内吸入土壤气模型•地下水–室外呼吸地下水挥发性气体模型–室内吸入地下水挥发性气体气模型–直接饮用地下水模型41•其他未提到的模型，如•地下水迁移模型•大气扩散模型（计算off-site的影响等）•摄入污染植物等相关模型场地风险评价应用第二讲4243场地风险评价与场地调查的关系层次化的场地调查与风险评价第一层次数据收集确认采样场地调查风险评价风险管理决策修复目标修复方案与修复实施等详细采样风险筛选风险计算污染浓度是否超过计算的修复值补充采样风险计算污染浓度是否超过筛选值或标准第二层次第三层次无需采取进一步行动是否接受是否接受是是是是是否否否否否层次化的场地风险评价方法第一层次风险评价：与风险筛选比较风险筛选值的概念•地下水和土壤标准/土壤筛选值/土壤修复指导值/干预值/启动值等•早期：土壤标准简单用于判