綜合修復(fù)與風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)在加油站污染場地管理中的應(yīng)用

張峰

上海格林曼環(huán)境技術(shù)有限公司（上海 200001）

隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，加油站已遍布國內(nèi)各個(gè)地區(qū)，但許多加油站建設(shè)時(shí)間久遠(yuǎn)、日常運(yùn)營管理不到位、埋地管線設(shè)施受損等，由此引發(fā)的土壤地下水污染問題也日益凸顯。場地污染通常是由埋地油罐、油管或其接頭處損壞、腐蝕導(dǎo)致油品在地下發(fā)生泄漏，或是由加油站日常運(yùn)營管理不善，加油/卸油過程中油品跑冒滴漏后通過地面裂縫下滲等原因造成[3]。加油站場地污染隱蔽性強(qiáng)[4]，通常僅在鉆探調(diào)查、施工開挖，或是油品采購銷售量明顯不匹配、油罐液位數(shù)據(jù)變動異常時(shí)才會被發(fā)現(xiàn)。

加油站常見油品汽油、柴油中，涉及的土壤地下水特征污染因子復(fù)雜多樣，既存在有機(jī)污染物，還存在重金屬污染物[1-2]。國內(nèi)存在許多運(yùn)行時(shí)間較長的加油站。早年建設(shè)的加油站，設(shè)施條件、污染防控措施均相對較差，油罐多采用單層罐體，且罐體周圍一般不設(shè)防滲池，較易發(fā)生土壤地下水污染事故，并且造成的污染歷史通常較長。此外，國內(nèi)加油站規(guī)模普遍不大，單個(gè)站占地面積一般為1 000～6 000 m2，部分加油站周邊存在居住區(qū)、河流、學(xué)校等環(huán)境敏感區(qū)域。場地內(nèi)一旦發(fā)生油品泄漏，進(jìn)入地下的污染物會隨地下水發(fā)生長時(shí)間的遷移擴(kuò)散，土壤地下水污染范圍經(jīng)常會超出地塊紅線范圍，對周邊區(qū)域敏感受體造成一定影響。

在發(fā)現(xiàn)土壤地下水污染時(shí)，其污染程度通常已較為嚴(yán)重，需要對其開展修復(fù)或者風(fēng)險(xiǎn)管控。然而，加油站場地污染修復(fù)治理通常較為困難，主要是由于多數(shù)加油站占地面積較小，修復(fù)施工開展與加油站正常運(yùn)營存在沖突。污染區(qū)域上方通常存在加油機(jī)、站房、罩棚等設(shè)施，修復(fù)施工通常需在不移除現(xiàn)有設(shè)施的情況下進(jìn)行，異位開挖等修復(fù)手段存在施工安全問題，而原位修復(fù)措施又易受加油站地下復(fù)雜的設(shè)施布局的限制，因此可供采用的有效修復(fù)手段通常較為有限。

加油站污染場地修復(fù)常用技術(shù)主要有土壤氣相抽提[5]、多相抽提[6]、化學(xué)氧化[7]、空氣注入法[8]、原位生物修復(fù)法[9]等，風(fēng)險(xiǎn)管控常用技術(shù)有阻隔墻[10]、滲透性反應(yīng)墻[11]、攔截溝[12]等。

本研究以長江經(jīng)濟(jì)帶某加油站為例，介紹了綜合修復(fù)與風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)在加油站污染場地管理中的應(yīng)用，以期為國內(nèi)類似污染場地修復(fù)治理提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 場地土壤地下水污染特點(diǎn)

基本情況：始建于20世紀(jì)90年代的中國南方某加油站，占地面積約5 000 m2。2018年雙層罐改造時(shí)發(fā)現(xiàn)加油區(qū)、站房附近區(qū)域土壤地下水污染明顯，通過后期排查發(fā)現(xiàn)埋地輸油管線處存在泄漏點(diǎn)。

地質(zhì)和水文地質(zhì)情況：在鉆探深度范圍內(nèi)，場地土層剖面從上至下，0～3 m為填土層，3～7 m為粉質(zhì)黏土層，7～8 m為粗砂層；場地內(nèi)地下水埋深在地面以下1.2～1.8 m。

污染狀況：場地土壤地下水中總石油烴、苯、甲苯、乙苯、二甲苯和萘不同程度地超過相關(guān)篩選值標(biāo)準(zhǔn)。人體健康風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果表明，地下水中苯、總石油烴質(zhì)量濃度超出人體可接受風(fēng)險(xiǎn)水平，需要對其進(jìn)行修復(fù)治理。

污染面積與深度：根據(jù)調(diào)查評估結(jié)果，該加油站地下水污染深度在地下1.5～4.5 m之間，處于填土層和粉質(zhì)黏土層內(nèi)。地塊紅線范圍內(nèi)總石油烴、苯污染修復(fù)面積分別約為350和4 000 m2，且部分被污染的地下水已遷移至地下水下游方向地塊紅線邊界外的道路區(qū)域。

修復(fù)目標(biāo)：根據(jù)人體健康風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果，地下水中總石油烴修復(fù)目標(biāo)為103 024μg/L，苯修復(fù)目標(biāo)為2 690μg/L。飽和帶污染土壤隨污染地下水一并修復(fù)，不單獨(dú)設(shè)置修復(fù)目標(biāo)值。

2 場地污染修復(fù)與風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)路線

該加油站場地內(nèi)地下水污染范圍較大，部分污染區(qū)域上方存在站房、加油機(jī)等設(shè)施，出于安全及經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，不宜在該區(qū)域附近開展大規(guī)模開挖或拆除重建工作?；瘜W(xué)氧化法因藥劑具有強(qiáng)氧化性，對埋地管線設(shè)施存在腐蝕性，使用受到限制。原位生物修復(fù)法的微生物生長條件較苛刻，通常修復(fù)速度慢、修復(fù)周期長，因場地不同修復(fù)效果可能不及預(yù)期。空氣注入法一般不適合在粉質(zhì)黏土類低滲透率土壤場地使用。阻隔墻無法有效實(shí)現(xiàn)污染物的去除。滲透性反應(yīng)墻可管控邊界處污染，但對地塊內(nèi)部地下水污染區(qū)域的修復(fù)效果有限。

因此，案例首先采用在地下水污染下游方向地塊紅線處設(shè)置攔截溝的方式來阻止地下水污染繼續(xù)向場外擴(kuò)散，同時(shí)對攔截溝兩邊附近區(qū)域污染地下水可起到一定修復(fù)作用。采用多相抽提技術(shù)用于抽提污染地下水和土壤氣，抽提物經(jīng)過氣水分離后對應(yīng)進(jìn)行廢水/廢氣處理。廢氣經(jīng)活性炭吸附后高空排放，廢水經(jīng)隔油、活性炭吸附等處理后納入周邊市政污水管網(wǎng)排放，產(chǎn)生的廢活性炭、吸油氈等危廢收集后交由危廢處置單位處置。同時(shí)，采用水平井土壤氣相抽提技術(shù)去除土壤氣中所含的污染氣體，協(xié)助地下水修復(fù)的同時(shí)控制土壤氣體侵入風(fēng)險(xiǎn)。整體技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 技術(shù)路線

3 綜合修復(fù)與風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)的應(yīng)用

3.1 工程設(shè)計(jì)與實(shí)施

工程綜合使用多相抽提、土壤氣相抽提、地下水?dāng)r截溝等多項(xiàng)修復(fù)和風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)。為避免過長的施工工期導(dǎo)致加油站延期開業(yè)，相關(guān)修復(fù)與風(fēng)險(xiǎn)管控設(shè)施設(shè)備于加油站改造期間一并進(jìn)行埋設(shè)、安裝，設(shè)備調(diào)試后開展運(yùn)行，可與加油站運(yùn)營同步進(jìn)行，不影響加油站正常營業(yè)。

（1）地下水?dāng)r截溝

為阻止場外地下水污染范圍繼續(xù)擴(kuò)大，于地塊邊界處附近在地下水流向下游方向安裝了總長約60 m的地下水?dāng)r截溝。攔截溝平行于鄰近的地塊邊界紅線，寬約0.5 m，深約2.5 m，采用小型挖機(jī)放坡開挖。溝槽內(nèi)埋設(shè)直徑約30 cm的穿孔波紋管集水，外包滿足過濾和透水要求的紗網(wǎng)，周圍填充高滲透性的卵石或礫石填料，頂部采用膨潤土密封填實(shí)。攔截溝有效深度依據(jù)地下水季節(jié)性埋深波動范圍及不同深度處地下水污染程度而綜合確定，確保污染地下水可流入其中。地下水?dāng)r截溝底部設(shè)置約0.5%的坡度，兩側(cè)向中間匯聚；最低處設(shè)置約5 m3的集水池并安裝潛水泵和液位控制儀，根據(jù)集水池內(nèi)液位變化控制潛水泵的啟停，確保攔截溝內(nèi)液位低于其兩側(cè)區(qū)域地下水水位的同時(shí)及時(shí)將攔截收集的污染地下水送入后續(xù)廢水處理系統(tǒng)。集水池底部采用防滲混凝土澆筑，避免收集的污染物進(jìn)一步下滲。攔截溝以水力控制的形式對污染地下水進(jìn)行被動收集，防止場界內(nèi)污染地下水繼續(xù)向場界外遷移，同時(shí)一定程度上修復(fù)場界外以及場界內(nèi)鄰近區(qū)域的地下水污染。

（2）多相抽提

加油站中除站房區(qū)域、地下水?dāng)r截溝附近的地下水污染區(qū)域外，共布設(shè)有50口豎直多相抽提井，通過豎直井多相抽提技術(shù)同步協(xié)同修復(fù)場地內(nèi)污染區(qū)域的土壤和地下水。多相抽提井井管直徑約25 mm，深度約至地面以下5 m，井間距約3 m。井管處割有濾縫并包裹濾布，周圍填充石英砂濾料，井管頂部采用膨潤土和水泥密封。抽提井按所在區(qū)域分成若干井群，50口抽提井按每10口為一組相互連接，共分5組接至后續(xù)真空抽提系統(tǒng)；根據(jù)設(shè)定條件，可5組同時(shí)自動運(yùn)行或手工切換使各組間歇運(yùn)行。抽出的氣液混合污染物轉(zhuǎn)移至后續(xù)處理區(qū)域作進(jìn)一步處理。

（3）土壤氣相抽提

在加油站內(nèi)人員經(jīng)?；顒拥恼痉?、加油島等區(qū)域，采用水平井土壤氣相抽提技術(shù)持續(xù)抽提包氣帶土壤中的氣態(tài)污染物，防止土壤氣體侵入影響加油站員工的健康，同時(shí)一定程度上協(xié)助修復(fù)地下水和土壤污染。沿站房或加油區(qū)附近共布設(shè)兩組水平井，總長約200 m，布設(shè)深度為地面以下0.5～1 m，挖機(jī)開溝后放入直徑約100 mm的穿孔波紋管，周圍填充石英砂濾料，上層用水泥密封。氣相抽提系統(tǒng)采用自動控制，風(fēng)機(jī)連續(xù)或定期開啟抽出系統(tǒng)內(nèi)的氣態(tài)污染物，實(shí)現(xiàn)修復(fù)和風(fēng)險(xiǎn)管控的目的。

（4）污染物處理

該場地內(nèi)輔房面積較大，具備廢水廢氣處理設(shè)施布設(shè)條件，修復(fù)活動收集的各種形式的地下污染物通過管線被收集至此區(qū)域，不同形態(tài)的污染物首先經(jīng)過氣水分離器進(jìn)行分離。廢水采用隔油、活性炭吸附工藝，處理后納入周邊市政污水管網(wǎng)；廢氣采用活性炭吸附，最終通過引風(fēng)機(jī)高空排放。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行效果，定期更換活性炭、吸油氈等材料，產(chǎn)生的危廢委托專業(yè)處置機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理。

3.2 修復(fù)效果

修復(fù)設(shè)施于2019年年初安裝調(diào)試后，交由加油站員工進(jìn)行日常運(yùn)行，后期維修、維護(hù)工作由施工單位負(fù)責(zé)。修復(fù)設(shè)施安裝完成后，地下水污染區(qū)域及其附近共布設(shè)有5口地下水采樣監(jiān)測井，其位置如圖2所示。

圖2 場地平面示意圖

經(jīng)過近3年的修復(fù)運(yùn)行，位于地下水污染核心區(qū)的2#、3#監(jiān)測井內(nèi)目標(biāo)污染物質(zhì)量濃度明顯下降，已達(dá)到或接近修復(fù)目標(biāo)值，基本實(shí)現(xiàn)預(yù)期修復(fù)效果。地下水目標(biāo)污染因子監(jiān)測結(jié)果如圖3所示。

圖3 修復(fù)前后監(jiān)測井中目標(biāo)污染物質(zhì)量濃度變化

3.3 風(fēng)險(xiǎn)管控效果

（1）對地下水水位及地下水流向的影響

邊界區(qū)域設(shè)置的地下水?dāng)r截溝可有效管控污染地下水繼續(xù)向場外遷移。觀測攔截溝附近的監(jiān)測井水位（如圖4所示），可發(fā)現(xiàn)攔截溝運(yùn)行前地下水由場內(nèi)向場外下游方向流動，運(yùn)行后由攔截溝兩側(cè)往攔截溝內(nèi)流動。原先上游監(jiān)測井5#、下游監(jiān)測井1#、下游監(jiān)測井4#與攔截溝的距離分別約為3，5，10 m，攔截溝運(yùn)行前后附近監(jiān)測井內(nèi)水位受到不同程度的影響，距離攔截溝越近水位下降幅度越大。此外，經(jīng)過長期運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，攔截溝內(nèi)水量匯聚速度呈現(xiàn)逐步減小直至穩(wěn)定的趨勢，周邊地下淺層滯水基本已被抽出，也證明了攔截溝可有效阻隔污染物繼續(xù)向另一側(cè)擴(kuò)散。

圖4 攔截溝運(yùn)行前后地下水位變化情況

（2）攔截溝下游監(jiān)測井污染物監(jiān)測結(jié)果

場地環(huán)境調(diào)查期間，場外綠化帶區(qū)域內(nèi)設(shè)置有兩口地下水監(jiān)測井，原先位于地下水流向下游處，距離攔截溝分別約5，10 m。通過圖5可以發(fā)現(xiàn)，攔截溝運(yùn)行后，原先攔截溝地下水流向下游處監(jiān)測井內(nèi)污染物質(zhì)量濃度逐年明顯下降，且總石油烴、苯的質(zhì)量濃度均已滿足修復(fù)目標(biāo)要求，表明攔截溝的使用對其附近區(qū)域內(nèi)地下水中目標(biāo)污染物的去除同樣有著良好的作用。

圖5 攔截溝運(yùn)行前后下游監(jiān)測井污染物質(zhì)量濃度變化

4 綜合修復(fù)與風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

在加油站污染場地采用上述綜合修復(fù)與風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)，主要具有以下特點(diǎn)：（1）對于污染面積相對較大的加油站場地，單一修復(fù)或風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)可能存在使用局限性，多種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用可以提高修復(fù)效率，有效實(shí)現(xiàn)修復(fù)目標(biāo)；（2）攔截溝具有地下水水力阻隔和抽出處理的技術(shù)特點(diǎn)，施工快，污染攔截范圍大，運(yùn)行成本低，實(shí)施效果好，對加油站污染場地具有較好的適用性；（3）多相抽提、土壤氣相抽提技術(shù)可在不對站房或加油島等已有設(shè)備設(shè)施區(qū)域大規(guī)模開挖的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)地下污染土壤和地下水的修復(fù)，避免了對已有設(shè)施的拆除施工，大大降低了土方開挖；（4）涉及的修復(fù)及風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)均為物理修復(fù)，不涉及化學(xué)藥劑的使用，不會對埋地油罐、埋地油管造成腐蝕破壞；（5）若加油站后期運(yùn)營中再次發(fā)生油品泄漏，這類地下修復(fù)或管控設(shè)施可作為應(yīng)急響應(yīng)措施繼續(xù)采用，以降低場地污染程度；（6）可縮短現(xiàn)場施工工期，降低對加油站日常活動的影響，避免修復(fù)或風(fēng)險(xiǎn)管控活動對加油站正常開業(yè)及運(yùn)營造成影響。

5 結(jié)論與建議

在加油站污染場地地下水下游邊界處安裝地下水?dāng)r截溝和集水池，采用污染地下水被動收集的方法，以水力控制的形式防止場界內(nèi)污染地下水繼續(xù)往場界外遷移的同時(shí)，一定程度上修復(fù)場界外及場界內(nèi)鄰近區(qū)域的地下水；采用豎直井多相抽提技術(shù)同步協(xié)同修復(fù)場地內(nèi)污染區(qū)域的土壤和地下水；在加油站內(nèi)人員經(jīng)?；顒拥膮^(qū)域，采用水平井土壤氣相抽提技術(shù)持續(xù)抽提土壤中的氣態(tài)污染物，以防止土壤氣體侵入影響加油站員工的健康，同時(shí)一定程度上修復(fù)土壤地下水。對于運(yùn)行中的加油站污染場地，采用上述綜合修復(fù)與風(fēng)險(xiǎn)管控方式，可有效防止場地內(nèi)污染地下水繼續(xù)向界外遷移并控制場地內(nèi)由于土壤氣體侵入造成的人體健康危害，同時(shí)逐步實(shí)現(xiàn)對土壤地下水的綠色修復(fù)，對類似加油站污染場地具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

此外，建議加油站運(yùn)營方可考慮采取地坪防滲、站房通風(fēng)、員工定期輪崗、定期環(huán)境監(jiān)測等風(fēng)險(xiǎn)管控方式，以進(jìn)一步降低加油站內(nèi)敏感人群的健康風(fēng)險(xiǎn)。