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固废检测中的总石油烃检测在环境风险评估中的应用

三方检测单位 2018-01-18

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总石油烃(TPH)是固废中一类由烷烃、芳烃、环烷烃等组成的有机污染物混合物,主要来自石油炼制、机械维修、加油站运营等过程产生的油泥、废油渣、含油污泥等。因TPH难降解、易迁移,会长期污染土壤与地下水,并通过食物链、呼吸等途径威胁人体健康。在环境风险评估中,TPH检测是连接固废污染特性与风险结论的关键桥梁,其数据直接支撑风险识别、暴露分析及管控措施制定,是评估固废环境风险的核心依据之一。

总石油烃(TPH)的定义及固废中的典型来源

总石油烃并非单一化合物,而是石油中所有碳氢化合物的总称,涵盖C5至C40的直链/支链烷烃、环烷烃及芳香烃(如苯、甲苯、萘等)。这种混合物的复杂性决定了其污染的综合性——轻组分(如汽油中的C6-C12)易挥发,重组分(如沥青中的C20以上)难降解且易累积。

固废中TPH的来源高度集中于石油相关产业:石油炼制厂的“三泥”(隔油池泥、浮选池泥、生化剩余污泥)是主要贡献者,每公斤油泥TPH含量可达数万毫克;机械维修厂的废油滤芯、废润滑油渣,因直接接触发动机油,TPH含量多在1000-5000mg/kg;加油站地下储油罐泄漏产生的含油污泥,TPH浓度随泄漏量波动,最高可达10000mg/kg以上;此外,船舶拆解的废油舱底泥、汽车拆解的废橡胶塑料,也会因残留石油类物质携带TPH。

这些固废若露天堆存,TPH会通过雨水渗滤进入土壤,或干燥时挥发形成扬尘,逐步扩散至周边环境,成为潜在的污染源头。

固废中TPH检测的技术要点与质量控制

TPH检测的核心是“准确提取+有效分离+定量分析”,前处理方法直接影响结果可靠性。常用前处理技术包括加速溶剂萃取(ASE,利用高温高压加速渗透,30分钟完成提取,回收率80%-95%)、索氏提取(适用于批量样品,回收率高但耗时)、超声提取(操作简便但易导致轻组分挥发)。其中ASE因效率高、溶剂用量少,是当前主流方法。

检测环节主要用气相色谱法(GC-FID),利用氢火焰离子化检测器对碳氢化合物的高响应性定量。操作中需将提取液通过硅胶柱净化(去除极性杂质),再注入色谱仪,通过保留时间定性、峰面积定量。行业通常规定TPH测定范围为C10-C40(部分标准包含C6-C10挥发性组分),避免不同实验室结果差异。

质量控制需严格落实:空白样(确保溶剂无污染)、平行样(每10个样品做1个,相对偏差≤10%)、加标回收率(向空白样加已知量标准物质,回收率70%-120%)。例如某实验室对油泥做加标回收,加标1000mg/kg,实测回收率85%,说明方法可靠;若回收率仅50%,需检查萃取时间或仪器状态。

TPH检测在环境风险识别中的核心作用

风险识别是确定“风险源(含污染物固废)”“受体(人类、生态系统)”及“暴露路径”的第一步。TPH检测数据是判断固废是否为风险源的直接依据:若固废TPH含量超过“土壤环境质量标准”或“固废填埋污染控制标准”限值,即可认定为潜在风险源。

例如某炼油厂的油泥,TPH检测结果6000mg/kg,而《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准》中居住用地TPH筛选值为1000mg/kg,该油泥因超标成为明确风险源,需进一步评估对周边环境的影响。

与单一污染物(如苯)相比,TPH作为综合指标,能快速反映石油类污染的整体程度,避免因检测单一组分遗漏其他烃类的危害,是风险识别的“快速筛查工具”。

基于TPH检测数据的暴露途径分析

暴露途径是污染物从风险源到受体的路径,常见有“固废-土壤-植物-人体”“固废-渗滤液-地下水-饮用水-人体”“固废-扬尘-吸入-人体”。TPH检测数据能量化每条途径的污染强度,帮助锁定关键路径。

以“固废-渗滤液-地下水”为例:某填埋场油泥TPH2000mg/kg,浸出试验(固液比1:10)得渗滤液TPH50mg/L。若防渗层破损,渗滤液进入地下水,检测地下水TPH10mg/L(背景值0.5mg/L),说明该途径已污染。周边居民饮用水取自地下水,“地下水-饮用水”便成为关键暴露路径。

再比如“固废-扬尘”途径:某机械维修厂废油渣TPH1500mg/kg,干燥天气下轻组分挥发形成扬尘,检测周边空气TPH0.5mg/m³(居住区标准0.2mg/m³),说明该途径对人群存在健康风险。

TPH检测对生态风险评估的数据支撑

生态风险评估关注固废对土壤微生物、植物、水生生物的影响,TPH浓度与生态危害直接相关。土壤中TPH会抑制微生物活性(如分解有机物的细菌),降低土壤肥力;对植物而言,TPH会堵塞根系毛孔,阻碍水分吸收,导致幼苗死亡、作物减产。

例如某固废堆存区土壤TPH3000mg/kg,周边小麦出现“苗期发黄、分蘖减少”症状。盆栽试验验证:小麦种在含TPH3000mg/kg的土壤中,7天后根长比对照组短40%,叶绿素含量降30%,说明TPH已对植物造成明显伤害。

对水生生物来说,TPH中的芳烃(如萘、蒽)有急性毒性。某化工厂含油污泥进入河流后,河水TPH20mg/L,导致鱼类鳃部充血、游动迟缓,检测鱼肝脏TPH50mg/kg,说明污染物已富集,生态风险显著。

TPH检测与健康风险评估的定量关联

健康风险评估需计算“暴露量+风险水平”,TPH需按馏分划分(C6-C10挥发性、C11-C20半挥发性、C21-C40重质),因不同馏分毒性差异大——C6-C10中的苯是Ⅰ类致癌物,C11-C20中的萘是可疑致癌物,C21-C40毒性较低但难降解。

例如某加油站含油污泥TPH5000mg/kg,馏分分析:C6-C10占10%(500mg/kg)、C11-C20占30%(1500mg/kg)、C21-C40占60%(3000mg/kg)。根据《建设用地土壤污染风险评估技术导则》,C6-C10致癌风险系数1.0×10^-4(mg/kg·d)^-1,非致癌系数1.0×10^-2(mg/kg·d)^-1。假设成人每天土壤摄入量100mg(手-口接触),致癌风险为500×100÷70×1.0×10^-4=7.1×10^-5,超过可接受水平(1×10^-6),说明有致癌风险。

非致癌风险计算:C11-C20参考剂量0.2mg/kg·d,暴露量1500×100÷70=2.14mg/kg·d,非致癌系数(HQ)2.14÷0.2=10.7,超过可接受水平(HQ=1),存在非致癌风险。

TPH检测结果对风险管控措施的指导意义

风险管控的目标是将风险降至可接受水平,TPH检测数据直接指导措施选择:TPH>10000mg/kg的固废,需焚烧(1100℃高温分解,灰渣TPH≤100mg/kg);TPH1000-10000mg/kg的,用固化稳定化(水泥+粉煤灰固定,浸出液TPH≤5mg/L);TPH<1000mg/kg的,可卫生填埋(需做好防渗)。

例如某机械维修厂废油渣TPH8000mg/kg,选固化稳定化:加20%水泥+5%粉煤灰,养护7天后,固化体浸出液TPH3mg/L(符合地下水Ⅲ类标准5mg/L),管控有效。

再比如某炼油厂油泥TPH15000mg/kg,采用焚烧处理:温度1100℃、停留2秒,飞灰TPH50mg/kg(符合焚烧标准),尾气TPH10mg/m³(符合大气标准),实现无害化。

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