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近年来，随着工业的快速发展，污染物的不合理排放，造成土壤重金属污染日趋严重[1-4]。重金属中砷具有累积性及致癌性[5-6]，可通过土壤颗粒物吸入、皮肤接触等方式进入人体，对人体及生态环境造成严重影响[7]。在我国，钢铁行业是基础产业之一，是作为衡量我国经济实力的一项重要指标。作为钢铁厂冶炼过程中的主要燃料，煤炭含有砷、铅等污染物，在堆存、运输过程中，重金属砷存在聚集、迁移等现象并富集在土壤中，不易降解[8]。因此，研究钢铁厂土壤中重金属砷的含量、对人体健康风险的影响以及筛选标准[9]具有现实意义。
我国幅员辽阔，土壤中重金属砷存在较大差异性变化，对于土壤中重金属砷的筛选标准，需要针对具体地块进行具体分析研究，以免造成土壤的过度修复，导致大量的经济损失。国内常用的推导模型包括《建设用地土壤污染风险评估技术导则：HJ25.3—2019》[10]计算公式、RBCA、HERA等软件。符小菲等[11]为选择适合安徽省污染场地筛选值本土化的推导模型，将HERA和RBCA模型对我国某污染场地检出污染物苯并（a）芘筛选值的推导结果与国家颁布值和北京市筛选值中苯并（a）芘的标准进行比较，结果显示，住宅用地类型下 HERA和RBCA模型的推导值与国家和北京市标准差异不大；王和才等[12]根据《污染场地风险评估技术导则：HJ25.3—2014》得到砷筛选值计算公式，结果表明，计算模型和毒性评估存在的差异是国内外土壤筛选值差异的基础原因。因此，在实际场地应用过程中，应充分考虑地块的特殊性，避免由于土壤的过度修复而导致严重经济损失。
本文结合已有研究成果，在现有国家标准的基础上，采用《建设用地土壤污染风险评估技术导则：HJ25.3—2019》公式计算及HERA模型分别对某污染地块土壤中重金属砷的修复目标值进行推导计算，并对两种模型的推导结果进行分析，从中选择出适合污染地块土壤筛选值本土化的推导模型，为污染地块修复目标值的确定提供理论参考，并对我国土壤环境质量管控标准的完善提供科学依据。
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研究区采用网格布点法，采集表层（0～0.5 m左右）土壤样品173个，进行土壤重金属砷的检测。
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采用原子荧光法测定[13]。
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（1）使用SPSS 20.0软件对173个样品的土壤重金属砷含量进行数据统计。
（2）使用《建设用地土壤污染风险评估技术导则：HJ25.3—2019》计算公式进行筛选值推导。
（3）使用HERA软件模型进行风险评估计算及筛选值推导。
1.1. 样品采集与处理
1.2. 分析检测方法
1.3. 数据处理及模型推导
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对研究区173个土壤样品进行数据统计分析，见表1。
表1可知，173个土壤样本中，砷含量范围在1～92 mg/kg；中位数<均值，偏度、峰度均>0，呈现右偏态分布，表明土壤中砷的含量高于均值的采样点相对较多；变异系数较高，为83.52%，大于50%，呈现出区域上的分异显著，这可能由于受到人类活动的影响；均值为16.87 mg/kg，低于《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准：GB36600—2018》[14]中居住用地20 mg/kg的筛选值，表明总体上污染程度不高。
采集的173个土壤样品中，有31个土壤样品的质量浓度值超过砷的筛选值20 mg/kg，超标率为17.92%，最大质量浓度值为92 mg/kg，超标倍数为3.6倍。采用95%置信水平进行分析，结果显示，调查区域内95%置信上限为18.99 mg/kg，低于《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准：GB36600—2018》中居住用地20 mg/kg的筛选值，表明污染程度不高。在进行人体健康风险评估计算时，由于数据未呈现正态分布，因此采用最大质量浓度值作为风险评估暴露点浓度进行分析计算。
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采用调查范围内土壤中砷的最大质量浓度值作为暴露点浓度，使用HERA进行风险评估计算。
根据不同用地类型，分别计算重金属砷致癌风险与非致癌风险，对于致癌风险，定义风险可接受水平为10−6；对于非致癌风险，定义非致癌风险可接受水平为1。二者取最小值作为筛选值。一类用地、二类用地的计算结果，见表2。
表2可知，一类用地不同暴露途径的致癌风险大于10−6，危害商>1；二类用地不同暴露途径的致癌风险>10−6，危害商<1。说明两种用地类型土壤中重金属砷对人体均产生健康风险，同时，不同暴露途径的致癌风险中以经口摄入为主。
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根据《建设用地土壤污染状况调查与风险评估技术导则：DB11/T656—2019》[15]要求，“关注污染物在饮用水标准或空气质量标准中已有相应浓度限值时，可通过此限值并结合人群对应的暴露特征，反推与饮用水、空气质量标准等同的可接受风险水平，并以此可接受风险水平作为制定关注污染物修复目标值的可接受风险水平。”因此，本研究以经口摄入为主要暴露途径，采用国家导则计算公式及HERA模型进行推导计算砷的筛选值。
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在进行土壤致癌风险计算过程中，当暴露途径主要为经口摄入时，可考虑使用《地下水质量标准：GBT14848—2017》[16]中Ⅲ类水质标准0.01 mg/L进行推导反算。利用《建设用地土壤污染风险评估技术导则：HJ25.3—2019》中公式进行风险计算，通过饮用地下水标准浓度计算出地下水致癌风险，再利用饮用地下水途径致癌风险，反算出土壤中污染物修复目标值。具体计算结果，见表3~4。
表3可知，二类用地的饮用地下水暴露量和致癌风险均占一类用地47.60%，饮用地下水暴露量和致癌风险成正比例关系。
表4可知，通过导则反算，一类用地土壤筛选值59.91 mg/kg，二类用地土壤筛选值99.89 mg/kg。经口摄入土壤暴露量与土壤筛选值成反比例关系。
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采用《地下水质量标准：GB/T14848—2017》中Ⅲ类水质标准0.01 mg/L进行推导，HERA模型采用系统默认暴露参数，分别计算出一类和二类用地的致癌风险值和土壤筛选值，见表5。
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采用《建设用地土壤污染风险评估技术导则：HJ25.3—2019》计算公式和HERA模型进行计算，分别得出一类用地和二类用地的致癌风险值和筛选值。两种计算方式，致癌风险有所差异，但均处于同一数量级别，一类用地的筛选值相差甚微，仅相差2 mg/kg，二类用地的筛选值计算结果一致，见表6。
2.1. 土壤重金属砷含量特征分析
2.2. 土壤重金属砷风险评估
2.3. 土壤重金属砷筛选值确定
2.3.1. 国家导则计算公式推导筛选值
2.3.2. HERA模型推导筛选值
2.3.3. 两种方法计算筛选值的比较
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采用《建设用地土壤污染风险评估技术导则：HJ25.3—2019》计算公式与HERA模型分别进行反算验证，能够更加准确的评价两种模型的反算结果是否存在一定的差异性，从而合理的有效运用。通过以上两种方法的计算结果，《建设用地土壤污染风险评估技术导则：HJ25.3—2019》中计算公式与HERA模型计算出的筛选值相差甚微。主要是两种模型计算原理相同，均通过公式的推导方式进行反算。地下水致癌风险与国家导则计算公式存在一定差异，但均在同一数量级别。由于HERA模型中存在土层性质参数、人体参数、室内外空气参数和地下水参数等因素的影响，通过调整参数变化，可能会存在致癌风险的不同。HERA的计算结果更多的结合具体的地块参数性质进行风险评估，相对于《建设用地土壤污染风险评估技术导则：HJ25.3—2019》计算公式来说，更具有准确性及针对性。因此，在污染场地的风险评估过程中，应优先考虑使用HERA模型进行风险计算。而根据具体污染场地暴露参数的变化，计算人体致癌风险的差异性有待于进一步研究。
按照《建设用地土壤污染状况调查与风险评估技术导则：DB11/T656—2019》的相关规定，“关注污染物在饮用水标准或空气质量标准中已有相应浓度限值时，可通过此限值并结合人群对应的暴露特征，反推与饮用水、空气质量标准等同的可接受风险水平，并以此可接受风险水平作为制定关注污染物修复目标值的可接受风险水平”，满足修复目标值制定的筛选原则，对污染地块修复面积和土方量的确定具有现实的指导意义。但风险可接受水平的确定还具有一定的不确定因素，如某地区饮用水的背景值与国家饮用水标准的差异以及暴露途径的不同可能存在的风险也不尽相同等，在实际应用中，应全面考虑。避免由于风险可接受水平的确定造成结果的偏差等问题。
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（1）根据数据统计分析，土壤砷质量浓度均值、95%置信上限均低于《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准：GB36600—2018》中居住用地20 mg/kg的筛选值，总体上污染程度不高。
（2）经过计算，不同用地类型中，土壤重金属砷对人体健康产生致癌风险，暴露途径主要为经口摄入。
（3）当经口摄入为主要暴露途径时，采用《地下水质量标准：GB/T14848—2017》中Ⅲ类水质标准0.01 mg/L进行土壤筛选值的推导计算，《建设用地土壤污染风险评估技术导则：HJ25.3—2019》计算公式与HERA模型计算出的筛选值相差甚微，均高于《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准：GB36600—2018》中涉及的关于砷的筛选值。该计算结果可作为场地重金属砷的修复目标值，为场地修复面积及土方量设置的合理性提供理论参考。
