某泄漏加油站淺層地下水污染調查評估

化勇鵬+易軍++張煜琦++王珂珂

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.177

摘 要：以華北地區某泄漏加油站為調查對象，通過對其及周邊區域淺層地下水開展水文地質勘測、布點監測和采樣測試，采用單項組分法和質量綜合法評估地下水環境污染狀況，結果表明：11眼監測井水質類別為Ⅳ類～Ⅴ類，共有8項指標超標，特征污染物苯普遍超標，局部區域石油類指標超標97.6倍，污染嚴重。調查區域內淺層地下水受到了泄漏加油站不同程度的污染，水質整體較差，需要采用有效措施對地下水污染開展防控和修復。

關鍵詞：加油站 淺層地下水 污染調查

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（b）-0177-04

Investigation and Evaluation on the Shallow Groundwater Pollution of One Leaky Petrol Station

Hua Yongpeng1，Yi Jun1，Zhang Yuqi2，Wang Keke1

（1.Environmental Protection Science Academy of Henan Province ， Zhengzhou， Henan 450000， China；2.Zhengzhou Foreign Language School New Fengyang Campus， Zhengzhou， Henan 450000， China）

Abstract：One leaky petrol station in Central China was taken as the research object to conduct hydrogeological survey， stationing monitoring and sampling test on the shallow groundwater of its perimeter zone. Single component method and comprehensive quality assessment method were adopted to assess environmental pollution of the groundwater. The results have shown that： the water quality of 11 monitoring wells was in category IV ～ V， and 8 indexs have exceeded their standards， the specific pollutant benzene was universally exceeding； the local region petroleum index exceeded the standard by 97.6 times， which was serious pollution. The shallow groundwater in the research area was polluted by the leaky petrol station to different degrees. The overall water quality was poor， so that effective measures should be taken to prevent and remediate groundwater pollution.

Key Words：Petrol station； Shallow groundwater； Pollution investigation

加油站作為典型的儲油設施，由于地下輸油管線的破損或地下儲油罐的銹蝕，而導致的油品滲漏是土壤和地下水有機污染的主要來源之一[1]。尤其在地下水淺埋區，潛水位埋深很淺且上下波動，天然防護條件較差，更易受到油品滲漏污染[2]。加油站發生油品泄漏不易被察覺，具有較強的隱蔽性，泄漏事故一旦被發現，往往已經造成嚴重污染[3]。由于石油類污染物中包含芳香烴、多環芳烴等多種有機物，具有致突變、致癌和致畸的“三致效應”[4]，不僅會污染環境，也會對人體健康產生危害[5]。

1 研究目的

國內外加油站泄漏導致地下水污染的事故時有發生，已成為一個世界性的問題[6]。國外對加油站泄漏地下水污染的調查和研究開展較早，建立了較為全面的監管和防護體系[7]。目前，我國正在開展的全國地下水基礎環境調查評估工作，已將加油站列入重點關注的典型地下水污染源。本文以華中地區某泄漏加油站淺層地下水污染為研究案例，在收集研究對象相關資料的基礎上，通過現場采樣和實驗室測試分析，查明加油站及其附近區域淺層地下水污染特征，評估地下水環境狀況，為地下水基礎環境調查評估工作提供基礎支撐和技術經驗。

2 研究對象及區域概況

2.1 研究對象概況

研究對象加油站位于河南省某縣級市，南鄰S327省道，周邊為當地居民區，占地面積約1035m2，1997年起開始營業，為私營加油站。加油站內建有加油機4臺，地下儲油罐4個，單個油罐容量為20m3，其中汽油和柴油油罐分別為2個，均為單層鋼材結構，未配套防滲設施。2014年該加油站周邊發現地下水污染問題。經現場勘驗，初步確認為加油站油品泄漏所致。

2.2 區域水文地質條件

該加油站所在區域位于潁河西南岸的河谷平原，地勢平坦，區內地下水主要賦存于第四系及上第三系等中細砂、礫石、卵礫石孔隙及粘土裂隙中。淺層地下水類型主要為松散巖類孔隙水，單井出水量20～60m3/h，總體流向由西向東、自北向南。淺層地下水的補充來源主要為大氣降水入滲、潁河河水入滲、地下水側向補給等。淺層地下水靜水位埋深在7～10m左右，縱坡降約1%，分布面積大、富水性好、埋藏淺、易開采。水化學類型為HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型，礦化度小于0.5g/L，是居民生活用水的主要水源。

3 研究方法

3.1 監測井布設

根據針對研究區開展的專項水文地質調查成果，以加油站為中心，在地下水下游東南方向布設2眼擴散監測井；沿流向兩側布設5眼垂向擴散監測井；在上游100 m處布設1眼背景監測井，上游50 m布設3眼擴散監控井；由于加油站及周邊區域地面已全部硬化，站內未布設監測井；共設置監測井11眼，以利用現有民井為主，井深范圍20～30 m。監測井布設情況見圖1。

3.2 監測項目及樣品采集

監測項目選取《地下水質量標準》（GB/T14848-93）中的39項基本指標，以及與加油站污染相關的石油類、揮發性有機污染物（VOCs）、1，2-二溴乙烷、1，2-二氯乙烷等10項特征污染物指標，共49項。樣品采集時間為2016年9月12日-13日，共采集地下水樣品15件。按照《地下水環境監測技術規范》（HJ/T164-2004）相關要求采集，送至譜尼測試集團有限公司鄭州實驗室進行測試分析。

3.3 評價方法與標準

評價標準采用《地下水質量標準》（GB/T14848-93）中的Ⅲ類標準，微量有機污染物組分采用《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）中“集中式生活飲用水地表水源地特定項目標準限值”的內容進行評價。評價方法采用單項組分評價方法和綜合評價，計算綜合評分值F。

式中：—各單項組分評分值Fi的平均值，按照表1進行賦分；Fmax—各項組分評價值Fi中的最大值；n—項數；F—綜合評分值，按照表2進行評級。

4 研究結果及分析

4.1 評價結果

對比《地下水質量標準》與《地表水環境質量標準》，11眼監測井水質類別為Ⅳ類～Ⅴ類，有8項指標超出Ⅲ類標準限值，包括總硬度、溶解性總固體、鐵、錳、總大腸菌群、細菌總數、石油類和苯。其中總硬度、細菌總數和苯超標較為普遍，其中總硬度超標的監測井數最多，為9眼。總大腸菌群、細菌總數、和石油類是超標倍數最大的3項指標，分別達到了75.67倍、59倍和97.6倍。從地下水質量綜合評價結果來看，3#、7#、10#監測井綜合評分值F大于7.20，屬極差類，其它8眼監測井綜合評分值F在4.26～7.36之間，屬較差類。甲苯、乙苯和甲基叔丁基醚（MTBE）3項特征有機指標普遍檢出，但均未超過相應標準。從整體來看，該加油站周邊淺層地下水水質超標較為普遍，地下水質量較差。加油站淺層地下水質量綜合評價結果見表3，地下水水質指標超標情況見表4。

4.2 淺層地下水污染特征及成因分析

由于該加油站位于潁河西南岸的河谷地區，地下水資源較為豐富，區內地下水主要賦存于第四系及上第三系等中細砂、礫石、卵礫石孔隙及粘土裂隙中，在地下水長期流動侵蝕下，導致地下水水中礦物因子含量較高。由于加油站所在地勢相對較低，排水不暢，礦物質容易在淺層地下水中富集，是造成區域淺層地下水總硬度和溶解性總固體超標的主要原因。

總大腸桿菌和細菌總數為所測水樣中超標倍數最大的兩項指標，反映出調查區水體微生物學指標較差。分析超標原因主要是由于加油站處于城鄉結合地帶，周邊居民的環境衛生意識較差，部分生活垃圾、人畜糞便、生活污水均未作處理就直接排放，使污染物通過地表徑流、雨水淋溶和地下滲漏進入地下水，加之采樣時間為夏末秋初，溫度條件適宜細菌和微生物滋生，同時，泄漏的油品中有機物含量高，對微生物的生長提供了養分，故造成地下水中微生物學指標超標。

距離加油站泄漏源最近的7#監測井石油類污染物濃度達到了4.93mg/L，為整個調查區域的最大值。其它離加油站較遠的監測井，石油類污染物含量均低于7#監測井。分析其原因主要是由于調查區為淺黃、灰黃粉土、粉質粘土，滲透性較低，使得臨近加油站泄漏中心區域的監測井石油類檢出值較高，在水力坡度和濃度梯度的影響下，向北側遷移速率較快，致使9#監測井石油類同樣出現超標情況。周邊其他監測井雖有檢出但未超標，是由于石油類組分隨包氣帶運移發生側向擴散引起的。7#監測井鐵、錳超標，考慮到其處于加油站發生泄漏的中心區域，加之汽柴油中含有鐵、錳等成分，分析其超標是由于油品污染引起的局部地下水中鐵、錳污染物含量較高造成的。

調查區淺層地下水中苯系物（苯、甲苯、乙苯）呈現出向下游濃度逐漸降低的趨勢，分析其主要原因是加油站發生泄漏后，土壤中殘留的苯系物在各種自然衰減、側向徑流和降水入滲稀釋等作用下遷移的結果。此外，苯系物不同組分物理化學性質上的差異以及含水層介質的非均質性等都會對污染物的遷移產生影響，甲苯、乙苯相對苯而言更容易被土壤吸附及生物降解，使其對地下水的污染程度相對低。

甲基叔丁基醚（MTBE）作為一種高辛烷值汽油添加劑，調查區內監測井中均有MTBE檢出，但未超過美國環保局（EPA）的標準限值，所有檢出值差異不大。分析其原因主要是MTBE的高溶解性和低吸附性使其在地下水中具有高遷移性，在重力作用下，沿垂直方向向地下遷移，水平方向則主要受地下水流動影響而呈輻射狀擴散，致使整個調查區域內所有檢出值不存在太大差異。

4.3 污染趨勢分析

加油站周邊研究區為潁河河谷平原，地下水賦存于第四系及上第三系等中細砂、礫石、卵礫石孔隙及粘土裂隙中。考慮到加油站經營方曾采用連續抽提的方式緩解油品泄漏造成的地下水污染，同時結合區域水力坡度和濃度梯度的影響，苯污染呈現出向下游濃度逐漸降低并趨于穩定，在自然凈化修復作用下，推測其污染程度逐漸減輕，短期內遷移范圍不會超出1km2。局部臨近加油站北側石油類污染嚴重，從現狀推測其發展趨勢將以加油站為中心，隨地下水流向下游擴散，在濃度梯度作用下向兩側擴散。

5 結論與建議

5.1 結論

采用《地下水質量標準》和《地表水環境質量標準》，對某泄漏加油站淺層地下水49項指標監測結果進行評價，11眼監測井水質類別為Ⅳ類～Ⅴ類，質量綜合評價結果為較差～極差類。總硬度、總大腸菌群、細菌總數、石油類和苯等8項指標超出Ⅲ類標準限值。其中總硬度和苯超標普遍，分別有9眼和7眼監測井超標。總大腸菌群、細菌總數和石油類3項指標超標倍數相對較高，分別達到了75.67倍、59倍和97.6倍。甲苯、乙苯和甲基叔丁基醚（MTBE）3項加油站特征指標普遍檢出，但均未超過相應標準。淺層地下水污染的主要原因是加油站油品泄漏和地質環境因素。

5.2 建議

調查區域內淺層地下水受到了泄漏加油站不同程度的污染，特征污染物苯普遍超標，局部區域石油類污染嚴重，水質整體較差。建議盡快將加油站地下油罐更換為雙層罐，對油罐存放位置進行土壤清挖并鋪設防滲層，同時安裝在線監控設備，定期對周邊民井水質進行監測，強化監控加油站泄漏污染。由于加油站及周邊區域路面已硬化，可采用地下水抽提處理等工程措施結合自然衰減法開展淺層地下水修復。

參考文獻

[1] KIM D，SONG W，LU J C.Interdisciplinary investigation of contaminants fate and transport at a former UST site（10-year case study）[J].Environmental Earth Sciences，2011，64（1）：277-291.

[2] KEHEW A E，LYNCH P M.Concentration trends and water-level fluctuations at underground storage tank sites[J].Environmental Earth Sciences，2011，62（5）：985-998.

[3] 陳小華，楊青，孫從軍，等.典型地下水淺埋區加油站滲漏污染潛勢分析及高潛勢驗證[J].環境科學研究，2013，26（11）：1171-1177.

[4] LIN C W，CHIANG S B，LU S J.Investigation of MTBE and aromatic compound concentrations at a gas service station[J].Environmental Monitoring and Assessment，2005，105（1）：327-339.

[5] 李瑋，王明玉，劉麗雅，等.地下水污染控制修復技術研究趨勢及熱點分析[J].水文地質工程地質，2015，42（2）：120-131.

[6] 趙德剛，趙亮，田西昭，等.華北地區某加油站地下水土污染調查研究[J].水資源與水工程學報，2016，27（5）：93-96.

[7] 蘇亞南，田西昭，李紅超.河北省加油站地下水污染調查實例分析[J].南水北調與水利科技，2015，13（1）：57-60.