加油站場地調查及污染土壤和地下水修復方法研究

胡宏濤，龍明策

（上海交通大學，上海 200240）

2017年10月18日，習近平在中國共產黨第十九次全國代表大會上作報告提到：“加大生態系統保護力度。實施重要生態系統保護和修復重大工程，優化生態安全屏障體系，構建生態廊道和生物多樣性保護網絡，提升生態系統質量和穩定性。”因此，加油站土壤和地下水污染作為生態文明建設系統的一部分，修復工作勢在必行。

1 理論概述

從國外來看，20世紀90年代，美國材料試驗協會（ASTM）出臺了相關環境調查、污染場地風險評估和修復的標準，如《第一階段場地環境評估程序》《第二階段場地環境評估程序》《場地概念模型的建立和地下輕非水相污染物修復目標作業指南》等。

從國內來看，直到2014年，我國環境保護部才頒布實施了HJ25.1～25.4《場地環境調查、監測、風險評估和土壤修復技術導則》系列，同時在2014年11月試行《工業企業場地環境調查評估與修復工作指南》等一系列工作指南[1]。2017年3月，環境保護部印發了《加油站地下水污染防治技術指南》，僅對加油站的地下水調查與修復提出了要求。其中，土壤調查、修復仍參照《工業企業場地環境調查評估與修復工作指南》的要求。目前，國內加油站的場地環境調查和污染土壤地下水的修復會綜合參考ASTM和國內的標準進行。

2 加油站場地環境調查評估

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

3 修復方法

選擇修復方案之前，需要先進行場地風險評估：包括危害識別、暴露評估、毒性評估、風險表征，以及土壤和地下水風險控制值的計算。針對加油站的場地調查情形，危害識別的關鍵是建立精確的概念模型，合理確定概念模型，有效地呈現污染物從污染源開始經過的一系列遷移途徑，最終暴露給受體的關聯方式。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，根據場地風險評估的結果和場地實際情況，選擇合理的修復方案。

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

3.1 物理修復

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處理，從而完成對污染土壤和地下水的修復。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，減少修復的時間。

3.1.2 地下水抽出

該方法主要是借用現場安裝好的地下水監測井，依據場地地下水流向圖和劃定的污染范圍，在污染的監測井或者地下水下游重新設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處理修復。此方法可以有效地利用場地環境和地下水本身的流動作用，將污染物從土壤中剝離不來，直觀經濟效益明顯，但是對于污染比較嚴重的區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]。抽提出的易揮發性污染物，經過合適的修復處理，達到污染土壤修復的目的。該修復方法修復的對象比較單一，主要是針對易揮發性的污染物，如加油站潛在污染物之一的石油烴。

3.2 化學修復

3.2.1 滲透性反應墻技術

該技術是通過在污染源頭的地下水下游安裝連續或非連續的滲透性墻體，并在墻體中放置化學反應藥劑。地下水在流過該墻體時，會發生相應的化學反應，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域，防止污染物進一步擴散。該技術主要適用于修復地下水中的金屬、放射性物質以及其他溶解性污染物質。加油站一般由于場地的性質特征，很少用到這一技術。

3.2.2 原位化學氧化修復

該技術是通過環保監測井，向地下水注入相應的化學氧化藥劑，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，從而達到修復的目的。大部分的污染物都可以應用原位化學氧化修復，常用的化學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方法[3]。加油站往往在運營期間對其污染區域進行修復，比較適用該技術。技術的優勢主要有：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

3.3.1 自然衰減

該方法通常結合其他修復方式進行，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，制定合理的監測方案，通過跟蹤地下水中污染物的含量變化，確定修復目標。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方案。但該方案比較環保，無附加污染物產生，同時修復成本也較低。在加油站修復過程中，人們會綜合運用自然衰減和原位化學氧化修復兩種方式。

3.3.2 地下水曝氣修復

該方法是通過在污染區域安裝注氣井，通過空壓機或其他類似設備將壓縮空氣注入地下水飽和區。壓縮空氣因為密度比水小，慢慢地會穿透地下水飽和區，逐漸上升到土壤包氣帶，揮發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性有機物污染，本身具有一定的優勢：成本低和修復周期短，往往會結合其他修復技術同時進行。

4 結語

加油站與其他工業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和加油管線區域，本身加油站的安全風險管控要求就較高，該區域更是嚴加管控的區域。同時，考慮到加油站停業帶來的損失較大，在選擇修復方案時，人們不僅要考慮針對污染物的修復技術方案，還要重點考慮盡可能保護好加油站現有的建筑設施，不影響其正常營業。

修復研究過程中，根據監測的結果，人們可以選取多種修復技術方案。例如，加油站如果土層以砂石質土壤為主，應優先考慮土壤氣相抽提的修復技術；加油站如果地下土層以黏土為主，應優先考慮原位氧化修復技術，對于退場或進場前的污染，優先考慮異位修復技術。同時，根據不同的場地類型和污染物參數，人們可以選擇多種修復方法同時進行。

1 中華人民共和國環境保護部.工業企業場地環境調查評估與修復工作指南[Z]，2014.

2 王 博.加油站石油污染修復技術研究[D].北京：清華大學，2010.

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

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