大型煉化一體化項(xiàng)目地下水監(jiān)測(cè)體系構(gòu)建探析

孫江虎，張萬(wàn)全，李伯稱(chēng)，杜勤，冉光靜

(1.中國(guó)石油四川石化有限責(zé)任公司，成都　611930；2.四川省地質(zhì)工程勘察院，成都　611930)

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大型煉化一體化項(xiàng)目地下水監(jiān)測(cè)體系構(gòu)建探析

孫江虎1，張萬(wàn)全1，李伯稱(chēng)1，杜勤1，冉光靜2

(1.中國(guó)石油四川石化有限責(zé)任公司，成都611930；2.四川省地質(zhì)工程勘察院，成都611930)

摘要：鑒于我國(guó)地下水環(huán)境污染的嚴(yán)峻形勢(shì)，以國(guó)內(nèi)某煉化一體化項(xiàng)目為例，監(jiān)測(cè)地下水水質(zhì)變化情況,及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)環(huán)境事件對(duì)地下水環(huán)境造成的影響，建立了地下水監(jiān)測(cè)管理體系，構(gòu)建了一套完善的運(yùn)營(yíng)管理制度，取得了良好的應(yīng)用效果，對(duì)同類(lèi)型企業(yè)有很好的借鑒和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：石化；煉化一體化項(xiàng)目；地下水；監(jiān)測(cè)

在石油化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生“跑、冒、滴、漏”以及突發(fā)環(huán)境事件，對(duì)土壤、地表水和地下水造成污染，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康安全，尤其是地下水污染，存在隱蔽性和復(fù)雜性。長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)地下水污染危害認(rèn)識(shí)不到位，特別是對(duì)于石油化工建設(shè)項(xiàng)目，對(duì)預(yù)防地下水污染的重要性不夠重視，導(dǎo)致石油化工項(xiàng)目廠區(qū)及周邊地下水受到不同程度的污染[1]。

國(guó)內(nèi)某1 000萬(wàn)t/a煉油與80萬(wàn)t/a乙烯煉化一體化項(xiàng)目是國(guó)家《煉油工業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，為切實(shí)保護(hù)地下水環(huán)境，廠區(qū)建設(shè)了159口地下水監(jiān)測(cè)及應(yīng)急抽水井等設(shè)施，并構(gòu)建完善的地下水監(jiān)測(cè)管理體系，確保環(huán)保本質(zhì)安全，創(chuàng)建環(huán)境友好企業(yè)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。

1水文地質(zhì)條件概況

根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料來(lái)看，項(xiàng)目所在平原內(nèi)沉積了厚度不同的松散堆積物。從垂向上看，基底以上松散堆積物從下到上依次沉積，而形成了較為穩(wěn)定的下部含水層、上部含水層及相對(duì)隔水層。在地表以下35 m深范圍內(nèi)分布著上部含水層，其主體是厚度穩(wěn)定在10～30 m的含泥質(zhì)砂卵石含水層。下部含水層埋藏于平原內(nèi)，分布于上部含水層和泥礫卵石相對(duì)隔水層以下，埋深20～140 m，該含水層物質(zhì)結(jié)構(gòu)在平原內(nèi)從西往東也有變化，滲透系數(shù)為0.2～1.81 m/d。

2地下水監(jiān)測(cè)井功能及布設(shè)

地下水監(jiān)測(cè)井主要用于地下水日常監(jiān)測(cè)，以及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握項(xiàng)目所在地及周?chē)叵滤h(huán)境質(zhì)量狀況。由于監(jiān)測(cè)井功能不同，將地下水監(jiān)測(cè)井分為背景監(jiān)測(cè)井、在線監(jiān)測(cè)井、人工監(jiān)測(cè)井、應(yīng)急抽水井，共計(jì)159口，并按不同功能進(jìn)行布設(shè)(表1)，制定不同的滾動(dòng)監(jiān)測(cè)頻次。從廠區(qū)西北側(cè)至廠區(qū)東南側(cè)沿地下水徑流方向和彌散方向布設(shè)監(jiān)測(cè)井，裝置區(qū)監(jiān)測(cè)井的間距為50～80 m，滿(mǎn)足應(yīng)急抽水防控間距的需求，使地下水環(huán)境控制在規(guī)范要求的指標(biāo)范圍內(nèi)[2]。井的位置全部布置在裝置區(qū)外圍綠化帶與廠區(qū)道路之間，滿(mǎn)足裝置區(qū)安全、防火規(guī)范的相關(guān)要求。

背景監(jiān)測(cè)井是為了掌握地下水環(huán)境未受人為活動(dòng)影響時(shí)的水質(zhì)狀況。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)單元特點(diǎn)和地下水主要補(bǔ)給來(lái)源，在污染區(qū)外圍地下水垂直水流方向上，設(shè)置一個(gè)或數(shù)個(gè)背景監(jiān)測(cè)井。

在線監(jiān)測(cè)井是為了及時(shí)掌控地下水環(huán)境水質(zhì)變化情況，在廠區(qū)重點(diǎn)污染源區(qū)域設(shè)置的在線監(jiān)測(cè)井，進(jìn)行24 h不間斷監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)掌握地下水環(huán)境水質(zhì)變化情況。

人工監(jiān)測(cè)井是按照《地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 164—2004)的要求進(jìn)行定期取樣，從而準(zhǔn)確掌握整個(gè)廠區(qū)地下水環(huán)境水質(zhì)狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染點(diǎn)位、確認(rèn)污染狀態(tài)，制定應(yīng)急處理方案。

應(yīng)急抽水井是專(zhuān)門(mén)用于事故狀態(tài)下的應(yīng)急抽水，攔截受污染地下水向下游地區(qū)擴(kuò)散，同時(shí)也用于事故狀態(tài)下水質(zhì)取樣監(jiān)測(cè)。按照廠區(qū)可能同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)污染源發(fā)生泄漏的情形，配備20套應(yīng)急抽水設(shè)備，每套設(shè)備的抽水量在20～40 m3/h,基本滿(mǎn)足地下水受到污染時(shí)應(yīng)急抽水的需要。

表1　監(jiān)測(cè)井布設(shè)情況

3地下水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及頻次

為客觀、真實(shí)地反映地下水環(huán)境質(zhì)量，有效掌握不同時(shí)間、不同地點(diǎn)地下水環(huán)境的變化情況，做到不同時(shí)間段地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)位不同，構(gòu)建一個(gè)時(shí)間和空間上的動(dòng)態(tài)水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系。

3.1在線監(jiān)測(cè)

根據(jù)不同裝置污染因子的不同設(shè)置各類(lèi)監(jiān)則項(xiàng)目。廠內(nèi)共布設(shè)在線監(jiān)測(cè)井20口，24 h連續(xù)監(jiān)測(cè)。其中，原油儲(chǔ)備庫(kù)2口，煉油區(qū)11口，化工區(qū)7口。20口在線監(jiān)測(cè)井均設(shè)置化學(xué)需氧量(CODUV)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。由于地下水水質(zhì)采用高錳酸鹽指數(shù)表征化學(xué)需氧量大小，本項(xiàng)目采用在線紫外分光光度計(jì)法，即CODUV間接表示地下水中污染物(苯、氨氮、硫化物等石油類(lèi))在受到污染時(shí)的變化趨勢(shì)，同時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)裝置污染物的特點(diǎn)，又設(shè)有溶解氧、電導(dǎo)率、酸堿性監(jiān)測(cè)項(xiàng)目[3]。

3.2人工監(jiān)測(cè)

人工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為pH值、溶解性總固體、高錳酸鹽指數(shù)、總硬度、砷、石油類(lèi)、硫化物、總氰化物、揮發(fā)酚、甲苯、二甲苯、甲基叔丁基醚(MTBE)共12項(xiàng)，常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)為水溫、水位兩項(xiàng)，監(jiān)測(cè)頻率均為1次/(井·周)。全廠共分為5條取樣線路，覆蓋從廠區(qū)西北側(cè)的原油儲(chǔ)備庫(kù)到廠區(qū)東南側(cè)的污水處理場(chǎng)，每天對(duì)1條線路進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)不間斷循環(huán)取樣，從而符合項(xiàng)目所在地地下水污染物運(yùn)移的規(guī)律。通過(guò)分批次滾動(dòng)、跳躍式監(jiān)測(cè)，做到客觀、真實(shí)地反映地下水質(zhì)量，并在最短時(shí)間發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。

3.3預(yù)警指標(biāo)設(shè)置

依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848—93)和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)，并結(jié)合近3年來(lái)對(duì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析總結(jié)，依據(jù)該廠實(shí)際情況及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)置預(yù)警、報(bào)警值指標(biāo)(表2)。

表2　在線監(jiān)測(cè)井預(yù)警值與報(bào)警值

在線監(jiān)測(cè)井監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為掌握地下水水質(zhì)變化趨勢(shì)的依據(jù)，最終根據(jù)人工取樣分析結(jié)果判斷水質(zhì)是否受到污染(表3)。

表3　人工取樣分析水質(zhì)預(yù)警值與報(bào)警值

石油類(lèi)、甲苯和二甲苯的指標(biāo)參照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)的Ⅲ類(lèi)和V類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定；而對(duì)于MTBE，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)相應(yīng)控制標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)背景值和目前監(jiān)測(cè)結(jié)果，并參考美國(guó)EPA推薦的飲用水中MTBE的質(zhì)量濃度指標(biāo)(5.2～10.3 μg/L)設(shè)定。分析方法采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848—93)和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中推薦的規(guī)范方法。

4地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合評(píng)價(jià)

4.1數(shù)據(jù)核實(shí)

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警，操作人員立即到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)監(jiān)測(cè)井、水質(zhì)情況和在線監(jiān)測(cè)儀表進(jìn)行檢查，根據(jù)檢查和核實(shí)結(jié)果，決定是否進(jìn)行人工取樣分析。若水質(zhì)分析結(jié)果超出報(bào)警值，立即開(kāi)展應(yīng)急抽水和污染源排查工作，并啟動(dòng)突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案。

4.2加密監(jiān)測(cè)

啟動(dòng)突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案后，對(duì)發(fā)生點(diǎn)位的地下水進(jìn)行加密監(jiān)測(cè)，連續(xù)監(jiān)測(cè)5～7次。監(jiān)測(cè)結(jié)果正常，說(shuō)明污染源得到及時(shí)控制；監(jiān)測(cè)結(jié)果不正常，超出報(bào)警值，則繼續(xù)取樣監(jiān)測(cè)，直至地下水水質(zhì)恢復(fù)正常值。

4.3分析評(píng)價(jià)

根據(jù)地下水水質(zhì)分析結(jié)果，每月對(duì)項(xiàng)目所在地地下水水環(huán)境進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)，并按綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)定，劃分地下水質(zhì)量級(jí)別，如“優(yōu)良”(II類(lèi))、“較好”(III類(lèi))。

5體系運(yùn)行及效果評(píng)價(jià)

煉化一體化項(xiàng)目地下水監(jiān)測(cè)體系經(jīng)過(guò)兩年的實(shí)際運(yùn)行，從空間和時(shí)間上對(duì)地下水水質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，達(dá)到了及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題的目的。水質(zhì)分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)巡檢結(jié)果表明，項(xiàng)目廠區(qū)地下水總體處于正常狀態(tài)，整個(gè)地下水監(jiān)測(cè)管理體系運(yùn)行較好，收到很好的效果，部分監(jiān)測(cè)井水質(zhì)分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　人工取樣分析結(jié)果

注：“—”表示未檢出。

面對(duì)水污染日益嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)水環(huán)境保護(hù)，特別是地下水的保護(hù)。一旦地下水受到污染，后果不堪設(shè)想。在石化項(xiàng)目工程建設(shè)過(guò)程中，必須把環(huán)境保護(hù)擺在企業(yè)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、發(fā)展的首要位置，嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度和環(huán)?！叭瑫r(shí)”制度，建立健全環(huán)保監(jiān)察、監(jiān)測(cè)、應(yīng)急以及長(zhǎng)效管理體系，形成立足崗位、從我做起、減少污染、人人參與的環(huán)保工作新局面，促進(jìn)水環(huán)境保護(hù)管理水平不斷提高。

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Analysis of Building Groundwater Monitoring System for A Large Refinery and Chemical Integration Project

SUN Jiang-hu1, ZHANG Wan-quan1, LI Bo-cheng1, DU Qin1, RAN Guang-jing2

(1.PetroChina Sichuan Petrochemical Co., Ltd., Chengdu 611930, China; 2.Sichuan Institute of Geological Engineering, Chengdu 611930, China)

Abstract:In view of the serious situation of groundwater pollution in China, this paper takes a domestic refinery and chemical integration project as an example, monitored the change of groundwater quality, timely responded to the impact caused by environmental emergencies on the groundwater environment, established a groundwater monitoring and management system, and constructed a set of complete operation management system. Finally the project has achieved good effects, and provided a very good reference and guidance for the same type of enterprises.

Key words:petrochemical; refinery and chemical integration project; groundwater; monitoring

收稿日期：2015-06-04

作者簡(jiǎn)介：孫江虎(1981—)，男，河北寧晉人，工程師，碩士，研究方向?yàn)楣I(yè)污水處理、固體廢棄物處理、地下水監(jiān)測(cè)管理，E-mail：sjh2@petrochina.com.cn

DOI:10.14068/j.ceia.2016.02.015

中圖分類(lèi)號(hào)：X832

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6444(2016)02-0064-03