加油站場地調(diào)查及污染土壤和地下水修復(fù)方法研究

胡宏濤，龍明策

（上海交通大學(xué)，上海 200240）

2017年10月18日，習(xí)近平在中國共產(chǎn)黨第十九次全國代表大會上作報告提到：“加大生態(tài)系統(tǒng)保護力度。實施重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復(fù)重大工程，優(yōu)化生態(tài)安全屏障體系，構(gòu)建生態(tài)廊道和生物多樣性保護網(wǎng)絡(luò)，提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性?！币虼耍佑驼就寥篮偷叵滤廴咀鳛樯鷳B(tài)文明建設(shè)系統(tǒng)的一部分，修復(fù)工作勢在必行。

1 理論概述

從國外來看，20世紀90年代，美國材料試驗協(xié)會（ASTM）出臺了相關(guān)環(huán)境調(diào)查、污染場地風(fēng)險評估和修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)，如《第一階段場地環(huán)境評估程序》《第二階段場地環(huán)境評估程序》《場地概念模型的建立和地下輕非水相污染物修復(fù)目標(biāo)作業(yè)指南》等。

從國內(nèi)來看，直到2014年，我國環(huán)境保護部才頒布實施了HJ25.1～25.4《場地環(huán)境調(diào)查、監(jiān)測、風(fēng)險評估和土壤修復(fù)技術(shù)導(dǎo)則》系列，同時在2014年11月試行《工業(yè)企業(yè)場地環(huán)境調(diào)查評估與修復(fù)工作指南》等一系列工作指南[1]。2017年3月，環(huán)境保護部印發(fā)了《加油站地下水污染防治技術(shù)指南》，僅對加油站的地下水調(diào)查與修復(fù)提出了要求。其中，土壤調(diào)查、修復(fù)仍參照《工業(yè)企業(yè)場地環(huán)境調(diào)查評估與修復(fù)工作指南》的要求。目前，國內(nèi)加油站的場地環(huán)境調(diào)查和污染土壤地下水的修復(fù)會綜合參考ASTM和國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)進行。

2 加油站場地環(huán)境調(diào)查評估

根據(jù)國內(nèi)HJ25.1～25.4和ASTM標(biāo)準(zhǔn)，加油站場地環(huán)境調(diào)查評估的主要內(nèi)容包括：場地歷史用途信息、人員訪談、周邊走訪、污染泄漏記錄查詢。根據(jù)調(diào)查收集的信息，如發(fā)現(xiàn)潛在污染跡象，確認鉆井取樣點，安裝環(huán)保監(jiān)測井，采集土壤樣品和地下水樣品送往實驗室進行污染物結(jié)果分析，分析參數(shù)主要包括：總石油烴、多環(huán)芳烴、苯系物、鉛、甲基叔丁基醚。通常情況下，加油站的環(huán)境污染普遍存在于輸油管道和地下儲罐區(qū)。所以，鉆井取樣點至少包括加油區(qū)和地下儲罐區(qū)，一般為三個取樣點，呈銳角三角形。鉆井取樣工作結(jié)束后，會測量環(huán)保監(jiān)測井的地下水位和井口高程，繪制地下水流向圖，以便后續(xù)發(fā)現(xiàn)污染物對其遷移和暴露途徑作風(fēng)險評估。

3 修復(fù)方法

選擇修復(fù)方案之前，需要先進行場地風(fēng)險評估：包括危害識別、暴露評估、毒性評估、風(fēng)險表征，以及土壤和地下水風(fēng)險控制值的計算。針對加油站的場地調(diào)查情形，危害識別的關(guān)鍵是建立精確的概念模型，合理確定概念模型，有效地呈現(xiàn)污染物從污染源開始經(jīng)過的一系列遷移途徑，最終暴露給受體的關(guān)聯(lián)方式。危害識別完成之后，再計算和分析，得出土壤和地下水中健康風(fēng)險的級別。建立場地概念模型主要包括以下部分：場地潛在的主要污染源和需要關(guān)注的污染物；潛在的遷移和暴露途徑；潛在受體和敏感人群。最終，根據(jù)場地風(fēng)險評估的結(jié)果和場地實際情況，選擇合理的修復(fù)方案。

近些年，污染物修復(fù)的方式也越來越多樣化，但常用的技術(shù)方法主要包括：物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)等。很多場地也會同時考慮使用這三種修復(fù)技術(shù)對污染場地進行修復(fù)，以下是常見的一些修復(fù)技術(shù)方法。

3.1 物理修復(fù)

3.1.1 污染土壤淋洗法

污染土壤淋洗法主要是通過淋洗劑沖刷土壤，讓污染物隨著淋洗劑從污染的土樣中流出；同時通過在地下水流向下游設(shè)置的抽水井，將混合污染物的淋洗劑和地下水抽出；然后，對抽出的污染物混合液體進行修復(fù)處理，從而完成對污染土壤和地下水的修復(fù)。此方法可以更加高效地將污染物與土壤分離，防止污染物進一步擴散遷移，減少修復(fù)的時間。

3.1.2 地下水抽出

該方法主要是借用現(xiàn)場安裝好的地下水監(jiān)測井，依據(jù)場地地下水流向圖和劃定的污染范圍，在污染的監(jiān)測井或者地下水下游重新設(shè)置的抽水井安裝抽水泵，將污染的地下水抽出到地面進行后續(xù)處理修復(fù)。此方法可以有效地利用場地環(huán)境和地下水本身的流動作用，將污染物從土壤中剝離不來，直觀經(jīng)濟效益明顯，但是對于污染比較嚴重的區(qū)域和時間要求較高的場地，效率比較低。

3.1.3 氣相抽提法

氣相抽提法是運用大氣壓強和抽提氣壓之差，將污染土壤中包氣帶中的易揮發(fā)性污染物通過抽提井或水平抽提管道抽提出地下[2]。抽提出的易揮發(fā)性污染物，經(jīng)過合適的修復(fù)處理，達到污染土壤修復(fù)的目的。該修復(fù)方法修復(fù)的對象比較單一，主要是針對易揮發(fā)性的污染物，如加油站潛在污染物之一的石油烴。

3.2 化學(xué)修復(fù)

3.2.1 滲透性反應(yīng)墻技術(shù)

該技術(shù)是通過在污染源頭的地下水下游安裝連續(xù)或非連續(xù)的滲透性墻體，并在墻體中放置化學(xué)反應(yīng)藥劑。地下水在流過該墻體時，會發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，將地下水中存在的污染物清除降解。同時，還可以有效地將污染物阻隔在固定的區(qū)域，防止污染物進一步擴散。該技術(shù)主要適用于修復(fù)地下水中的金屬、放射性物質(zhì)以及其他溶解性污染物質(zhì)。加油站一般由于場地的性質(zhì)特征，很少用到這一技術(shù)。

3.2.2 原位化學(xué)氧化修復(fù)

該技術(shù)是通過環(huán)保監(jiān)測井，向地下水注入相應(yīng)的化學(xué)氧化藥劑，使得地下水和土壤中的污染物通過氧化作用加速污染物分解，從而達到修復(fù)的目的。大部分的污染物都可以應(yīng)用原位化學(xué)氧化修復(fù)，常用的化學(xué)氧化藥劑有過氧化氫，這也是針對加油站石油類污染選用的主要修復(fù)方法[3]。加油站往往在運營期間對其污染區(qū)域進行修復(fù)，比較適用該技術(shù)。技術(shù)的優(yōu)勢主要有：占地小，不需要大量土建，基本不會影響加油站的正常運營。

3.3 生物修復(fù)

3.3.1 自然衰減

該方法通常結(jié)合其他修復(fù)方式進行，主要是利用土壤中本身存在的一些微生物來分解土壤和地下水中的一些污染物[4]。同時，制定合理的監(jiān)測方案，通過跟蹤地下水中污染物的含量變化，確定修復(fù)目標(biāo)。通常，該方式主要運用在一些污染較輕的場地。自然衰減一般時效較長，對于一些時效要求比較嚴格的場地一般只是作為輔助修復(fù)方案。但該方案比較環(huán)保，無附加污染物產(chǎn)生，同時修復(fù)成本也較低。在加油站修復(fù)過程中，人們會綜合運用自然衰減和原位化學(xué)氧化修復(fù)兩種方式。

3.3.2 地下水曝氣修復(fù)

該方法是通過在污染區(qū)域安裝注氣井，通過空壓機或其他類似設(shè)備將壓縮空氣注入地下水飽和區(qū)。壓縮空氣因為密度比水小，慢慢地會穿透地下水飽和區(qū)，逐漸上升到土壤包氣帶，揮發(fā)性污染物會隨著壓縮空氣慢慢地從土壤孔隙中分離出來。另外，土壤中原有的微生物會因壓縮空氣來帶的氧氣而加速分解污染物。該方法主要針對揮發(fā)性有機物污染，本身具有一定的優(yōu)勢：成本低和修復(fù)周期短，往往會結(jié)合其他修復(fù)技術(shù)同時進行。

4 結(jié)語

加油站與其他工業(yè)場地存在一定的差異性，潛在的污染物一般存在于加油站的地下油罐區(qū)和加油管線區(qū)域，本身加油站的安全風(fēng)險管控要求就較高，該區(qū)域更是嚴加管控的區(qū)域。同時，考慮到加油站停業(yè)帶來的損失較大，在選擇修復(fù)方案時，人們不僅要考慮針對污染物的修復(fù)技術(shù)方案，還要重點考慮盡可能保護好加油站現(xiàn)有的建筑設(shè)施，不影響其正常營業(yè)。

修復(fù)研究過程中，根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果，人們可以選取多種修復(fù)技術(shù)方案。例如，加油站如果土層以砂石質(zhì)土壤為主，應(yīng)優(yōu)先考慮土壤氣相抽提的修復(fù)技術(shù)；加油站如果地下土層以黏土為主，應(yīng)優(yōu)先考慮原位氧化修復(fù)技術(shù)，對于退場或進場前的污染，優(yōu)先考慮異位修復(fù)技術(shù)。同時，根據(jù)不同的場地類型和污染物參數(shù)，人們可以選擇多種修復(fù)方法同時進行。

1 中華人民共和國環(huán)境保護部.工業(yè)企業(yè)場地環(huán)境調(diào)查評估與修復(fù)工作指南[Z]，2014.

2 王 博.加油站石油污染修復(fù)技術(shù)研究[D].北京：清華大學(xué)，2010.

3 齊 碩，張 蕾，張耀為.地下水土石油類污染修復(fù)技術(shù)途徑[J].世界地質(zhì)，2008，27（3）：319-322.

4 賈 慧，武曉峰，胡黎明，等.非飽和區(qū)石油污染的自然衰減研究[D].北京：清華大學(xué)，2011.