《人工回灌过程中砷的环境风险评价 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人工回灌过程中砷的环境风险评价 .ppt（35页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2024/6/81人工回灌过程中人工回灌过程中 砷的环境风险评价砷的环境风险评价孙 丹 丹地质环境调查研究院2024/6/82汇报内容汇报内容1、研究依据2、研究区概况3、人工回灌条件下砷的变化特征4、砷的环境健康风险评价5、结论与建议2024/6/83 研究依据研究依据 地面沉降导致高层建筑的不稳定是直观的，还有一些“隐性”的问题也尤为突出，如造成煤气、自来水、排污管道断裂，道路开裂，影响城市安全，其他依附在地表的构筑物也“难以幸免”，比如桥墩错位、铁路路基断裂。可以说，地面沉降作为一种缓慢的地基压缩变形过程，对生活在地表之上的人类来说，会形成比较复杂的灾害链，特别是在现代化、城市化日益加深
2、的今天。江西赣州地面沉降 我国发生地面沉降灾害的城市超过50个，最严重的是长江三角洲、华北平原和汾渭盆地。由于地面沉降，有城市甚至被预言会在几十年后消失。其中华北平原区地面沉降量超过200毫米的范围，达到6万4千平方公里，占整个华北地区的46%左右。2024/6/84 研究依据研究依据地面沉降构造运动区域性海平面上升地热开采煤炭石油开采工程沉降地下水开采沉降量小、及其缓慢，影响范围小引起沉降的普遍而直接的原因最主要原因2024/6/85 研究依据研究依据 水是生命之源，经济发展之本。我国的地表水(库水、河水、江水等)资源不够丰富，且水资源分布不均，大部分经济发达地区依赖于地下水资源的开采，所以
3、，完全禁采地下水也是不现实的。但是减少对地下水的开采是可行的。因为一个重大的措施是大力发展调水工程，如引滦入津、南水北调等调水工程等都在一定程度上缓解了缺水地区的地下水开采量，起到了控制沉降作用，我想这在目前是一个“治本”的措施。2024/6/86研究依据研究依据2024/6/87 根据前面所提出的地面沉降问题，用人工回灌的方法来解决。在此次研究中，通过对砷及砷的化合物的自身特性的了解，查明其在不同环境介质（水、大气、土壤、含水层）、不同环境特点中存在的物理、化学、生物反应。结合人工回灌的特点，通过实验手段来揭示砷在这一特点中的环境行为特征，并据此结合美国环保局提出的风险评价“四步法”，对人工
4、回灌过程中砷的健康风险进行评估，深入的研究人工回灌过程中砷对地下水环境的影响。研究依据研究依据2024/6/88汇报内容汇报内容1、研究依据2、研究区概况3、人工回灌条件下砷的变化特征4、砷的环境健康风险评价5、结论与建议2024/6/89研究区概况研究区概况 本次人工回灌试验场地占地面积约75000m2。区内布设1口回灌井，10口监测井。回灌井与监测井的分布如图所示。研究区第四承压含水层流场图2024/6/810研究区概况研究区概况研究区水文地质剖面图 区内共发育有5个承压含水层，本次目标含水层为第4承压含水层。该含水层厚度在50m左右，岩性为深灰色细砂，浅灰色含砾粗中砂局部含细砂，及灰色含
5、砾细中粗砂。含水层富水性较好，单井涌水量10003000m3/d，水质为矿化度小于1g/L的淡水。该含水层与下伏第五含水层间分布有较为稳定的粘性土隔水层，上下两层基本不存在直接的水力联系。2024/6/811研究区概况研究区概况 含水介质中各矿物组分所占体积分数分别为：石英50%、碱性长石13.2%、斜长石14%、方解石3.4%、白云石2.4%、伊蒙混层1.8%、伊利石8.8%及高岭石6.4%。含水层介质颗粒的电镜扫描和X射线矿物分析2024/6/812汇报内容汇报内容1、研究依据2、研究区概况3、人工回灌条件下砷的变化特征4、砷的环境健康风险评价5、结论与建议2024/6/813人工回灌条件
6、下砷的变化特征人工回灌条件下砷的变化特征 电感耦合等离子体质谱仪（ICPMS）由于含水层中的土样是由几种不同的岩石介质组成，在不同温度、不同砷浓度的水、不同测定时间的条件下，其混合作用、阳离子交换作用、吸附作用、含水层矿物相溶解作用、沉淀作用等都会受到不同程度的影响，则地下的温度、回灌水和地下水比例的不同、人工回灌后的时间不同等都会对地下水中砷的变化规律造成不同的影响。结合本次回灌水、地下水的环境特征，本次实验设定了不同环境温度、不同回灌水和地下水比例以及不同回灌时间间隔开展室内实验研究，以期查明人工回灌条件下地下水中砷的变化规律。由于本次回灌水与地下水的环境差异性较大，回灌水温度为常温（随环
7、境温度变化），地下水温度为24，因此，本次实验设定了5、10、20不同的环境温度条件。实验中，在封闭的容器中放入在人工回灌试验现场取回的土样（我们分别在打孔深度为193m、198m、230m、237m、240m取回了土样，由于都在同一含水层，则各个深度的土样中所含砷的浓度近似的取为同一值，为1.5885g/g），然后在容器中灌入回灌水与地下水比例分别为1:9、3:7、5:5、7:3、9:1的混合水，将其置于5、10、20的不同环境温度下，进行摇晃，在1d、2d、5d、10d、30d后，用电感耦合等离子体质谱仪（ICPMS）测定混合水中砷的含量。2024/6/814人工回灌条件下砷的变化特征人工
8、回灌条件下砷的变化特征 环境温度为20时砷浓度随回灌时间的变化 2024/6/815人工回灌条件下砷的变化特征人工回灌条件下砷的变化特征环境温度为20时砷浓度随回灌水和地下水混合比例的变化 2024/6/816人工回灌条件下砷的变化特征人工回灌条件下砷的变化特征回灌水和地下水混合比例为9:1时砷浓度随环境温度的变化 2024/6/817人工回灌条件下砷的变化特征人工回灌条件下砷的变化特征回灌前土样中砷的浓度回灌水与地下水比例为9:1的水，经过30天回灌后时间间隔，土样中砷含量随环境温度的变化2024/6/818人工回灌条件下砷的变化特征人工回灌条件下砷的变化特征 通过实验模拟可以得出如下结论：
9、1、回灌时，混合水中砷的浓度主要受回灌时间、回灌水和地下水混合比例、环境温度的影响。2、回灌时，土样中砷的含量主要受温度的影响，随着温度的升高，土样中砷的含量降低。3、在回灌后，土样中砷的浓度明显的高于回灌前土样中砷的浓度，由此可见含水层中矿物相溶解沉淀作用、水岩相互作用等影响着回灌后土样中砷的含量。2024/6/819汇报内容汇报内容1、研究依据2、研究区概况3、人工回灌条件下砷的变化特征4、砷的环境健康风险评价5、结论与建议2024/6/820 环境健康风险评价以美国国家科学院和美国环保局的成果最为丰富,其中具有里程碑意义的文件是1983年美国国家科学院出版的红皮书联邦政府的风险评价:管理
10、程序,提出风险评价“四步法”。砷的环境健康风险评价砷的环境健康风险评价2024/6/821(1)风险识别(2)剂量反应评价(3)暴露评价(4)风险表征砷的环境健康风险评价砷的环境健康风险评价2024/6/822 砷是国际肿瘤机构（IARC）确认的人类致癌物之一，长期暴露可以引发皮肤癌、肝癌、肾脏癌、肺癌、大肠癌等的肿瘤。砷的毒性与其化合物有关，无机砷氧化物及含氧酸是最常见的砷中毒的原因。通过尿砷监测可以确定是否中毒，暂行的标准是尿砷含量达到0.09mg/L以上为和中毒。砷的环境健康风险评价砷的环境健康风险评价 风险识别2024/6/823 世界卫生组织、日本、法国、荷兰、捷克、南斯拉夫、印度尼
11、西亚、俄罗斯、美国等国家和欧洲经济共同体规定水砷标准为0.05mg/L。美国还规定希望达到的推荐值（指导值）为0.01mg/L。砷的环境健康风险评价砷的环境健康风险评价 剂量反应评价2024/6/8241、确定污染物 污染物为致癌物质砷。2、暴露人群 暴露人群为某地区常住人口。3、暴露途径 确定暴露途径就是要确定化学物质或物理因子从污染源到暴露有机体的路线，一般分为呼吸、饮食（主要指饮水）和皮肤接触三种方式。砷的环境健康风险评价砷的环境健康风险评价 暴露评价2024/6/825CDI=成人日均饮水摄入量U参考我国各方面相关资料的统计值，取 2L/d；暴露频率F取365d/a；暴露时间ED为 7
12、0a；成人人均体重BW可参考我国的统计资料以及结合某地区的成人人体平均体重取 60kg；成人人均寿命AT取 70a，C为饮用水中污染物的浓度度（mg/L），CDI为污染物通过饮用途径每日单位体重摄入量（mg/kg/d）。砷的环境健康风险评价砷的环境健康风险评价 暴露评价2024/6/8261d2d5d10d30d1:9 0.206333 0.2613330.0680.0260.0683333:70.4140.25460.05230.018490.0433335:5 0.379667 0.244667 0.056967 0.020667 0.0593337:3 0.430333 0.248333
13、0.029640.015807 0.0223339:10.4380.2607670.26630.0136670.018饮水暴露途径计算结果（g/kg/d）砷的环境健康风险评价砷的环境健康风险评价 暴露评价2024/6/827非致癌风险 HI=CDI/RfD 式中:CDI 为长期日摄入剂量(mgkg-1d-1)RfD 为污染物的参考剂量(mgkg-1d-1)计算过程中用到的相关参数的数值均来自EPA推荐值,非致癌参考剂量RfD为3.0010-4 mg/kg/d。砷的环境健康风险评价砷的环境健康风险评价 风险表征2024/6/8281d2d5d10d30d1:90.690.870.230.090.
14、233:71.380.850.170.060.145:51.270.820.190.070.207:31.430.830.100.050.079:11.460.870.890.050.06饮食途径非致癌风险指数砷的环境健康风险评价砷的环境健康风险评价 风险表征 根据健康风险评价原理，一般认为生物体对非致癌性物质的反应有剂量阈值,低于阈值则认为不会产生不利于健康的影响。由以上计算结果，砷的非致癌风险指数都小于1，但是也有个别大于1。2024/6/829致癌风险 Risk=CDI SF式中：SF为污染物的致癌斜率因子(mgkg-1d-1)-1 计算过程中用到的相关参数的数值均来自EPA推荐值,致癌
15、斜率因子SF为15(mg/kg/d)-1）。砷的环境健康风险评价砷的环境健康风险评价 风险表征2024/6/8301d2d5d10d30d1:90.0030.0040.0010.00040.0013:70.0060.0040.00080.00030.00065:50.0060.0040.00090.00030.00097:30.0060.0040.00040.00020.00039:10.0070.0040.0040.00020.0003饮食途径致癌风险指数砷的环境健康风险评价砷的环境健康风险评价 风险表征风险等级R的数量级可接受程度10-3不可接受必须立即进行治理健康风险评价标准分级2024
16、/6/831汇报内容汇报内容1、研究依据2、研究区概况3、人工回灌条件下砷的变化特征4、砷的环境健康风险评价5、结论与建议2024/6/832结论与建议结论与建议 结论 砷作为回灌水中的污染物质之一，在研究区得到回灌后，能在地下水中检出，并且其在回灌后不同时间间隔，不同回灌比例条件下，其致癌健康风险指数均超过了目前国际上可接受的范围。2024/6/833结论与建议结论与建议 建议 （1）深入开展健康风险评价的研究工作，建立适合中国人实际情况的数据库和健康风险评价模型。（2）环境健康风险评价中的参考剂量还需要不断完善。2024/6/834结论与建议结论与建议 建议 （3）应深入开展风险评价不确定性的研究，制定适合我国国情的最大可接受风险表征标准。（4）本次汇报只考虑了饮食途径造成的健康风险，应对相关的呼吸方式和皮肤接触方式的各项指数进一步完善，以达到风险评价更接近真实性，可靠性。2024/6/835请各位领导、评委批评指正！请各位领导、评委批评指正！