綜合修復與風險管控技術在加油站污染場地管理中的應用

張峰

上海格林曼環境技術有限公司（上海 200001）

隨著國民經濟的不斷發展，加油站已遍布國內各個地區，但許多加油站建設時間久遠、日常運營管理不到位、埋地管線設施受損等，由此引發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、腐蝕導致油品在地下發生泄漏，或是由加油站日常運營管理不善，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[4]，通常僅在鉆探調查、施工開挖，或是油品采購銷售量明顯不匹配、油罐液位數據變動異常時才會被發現。

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雜多樣，既存在有機污染物，還存在重金屬污染物[1-2]。國內存在許多運行時間較長的加油站。早年建設的加油站，設施條件、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防滲池，較易發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，國內加油站規模普遍不大，單個站占地面積一般為1 000～6 000 m2，部分加油站周邊存在居住區、河流、學校等環境敏感區域。場地內一旦發生油品泄漏，進入地下的污染物會隨地下水發生長時間的遷移擴散，土壤地下水污染范圍經常會超出地塊紅線范圍，對周邊區域敏感受體造成一定影響。

在發現土壤地下水污染時，其污染程度通常已較為嚴重，需要對其開展修復或者風險管控。然而，加油站場地污染修復治理通常較為困難，主要是由于多數加油站占地面積較小，修復施工開展與加油站正常運營存在沖突。污染區域上方通常存在加油機、站房、罩棚等設施，修復施工通常需在不移除現有設施的情況下進行，異位開挖等修復手段存在施工安全問題，而原位修復措施又易受加油站地下復雜的設施布局的限制，因此可供采用的有效修復手段通常較為有限。

加油站污染場地修復常用技術主要有土壤氣相抽提[5]、多相抽提[6]、化學氧化[7]、空氣注入法[8]、原位生物修復法[9]等，風險管控常用技術有阻隔墻[10]、滲透性反應墻[11]、攔截溝[12]等。

本研究以長江經濟帶某加油站為例，介紹了綜合修復與風險管控技術在加油站污染場地管理中的應用，以期為國內類似污染場地修復治理提供實踐經驗。

1 場地土壤地下水污染特點

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

地質和水文地質情況：在鉆探深度范圍內，場地土層剖面從上至下，0～3 m為填土層，3～7 m為粉質黏土層，7～8 m為粗砂層；場地內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篩選值標準。人體健康風險評估結果表明，地下水中苯、總石油烴質量濃度超出人體可接受風險水平，需要對其進行修復治理。

污染面積與深度：根據調查評估結果，該加油站地下水污染深度在地下1.5～4.5 m之間，處于填土層和粉質黏土層內。地塊紅線范圍內總石油烴、苯污染修復面積分別約為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域。

修復目標：根據人體健康風險評估結果，地下水中總石油烴修復目標為103 024μg/L，苯修復目標為2 690μg/L。飽和帶污染土壤隨污染地下水一并修復，不單獨設置修復目標值。

2 場地污染修復與風險管控技術路線

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

因此，案例首先采用在地下水污染下游方向地塊紅線處設置攔截溝的方式來阻止地下水污染繼續向場外擴散，同時對攔截溝兩邊附近區域污染地下水可起到一定修復作用。采用多相抽提技術用于抽提污染地下水和土壤氣，抽提物經過氣水分離后對應進行廢水/廢氣處理。廢氣經活性炭吸附后高空排放，廢水經隔油、活性炭吸附等處理后納入周邊市政污水管網排放，產生的廢活性炭、吸油氈等危廢收集后交由危廢處置單位處置。同時，采用水平井土壤氣相抽提技術去除土壤氣中所含的污染氣體，協助地下水修復的同時控制土壤氣體侵入風險。整體技術路線如圖1所示。

圖1 技術路線

3 綜合修復與風險管控技術的應用

3.1 工程設計與實施

工程綜合使用多相抽提、土壤氣相抽提、地下水攔截溝等多項修復和風險管控技術。為避免過長的施工工期導致加油站延期開業，相關修復與風險管控設施設備于加油站改造期間一并進行埋設、安裝，設備調試后開展運行，可與加油站運營同步進行，不影響加油站正常營業。

（1）地下水攔截溝

為阻止場外地下水污染范圍繼續擴大，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的地下水攔截溝。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，采用小型挖機放坡開挖。溝槽內埋設直徑約30 cm的穿孔波紋管集水，外包滿足過濾和透水要求的紗網，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。攔截溝有效深度依據地下水季節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。地下水攔截溝底部設置約0.5%的坡度，兩側向中間匯聚；最低處設置約5 m3的集水池并安裝潛水泵和液位控制儀，根據集水池內液位變化控制潛水泵的啟停，確保攔截溝內液位低于其兩側區域地下水水位的同時及時將攔截收集的污染地下水送入后續廢水處理系統。集水池底部采用防滲混凝土澆筑，避免收集的污染物進一步下滲。攔截溝以水力控制的形式對污染地下水進行被動收集，防止場界內污染地下水繼續向場界外遷移，同時一定程度上修復場界外以及場界內鄰近區域的地下水污染。

（2）多相抽提

加油站中除站房區域、地下水攔截溝附近的地下水污染區域外，共布設有50口豎直多相抽提井，通過豎直井多相抽提技術同步協同修復場地內污染區域的土壤和地下水。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組接至后續真空抽提系統；根據設定條件，可5組同時自動運行或手工切換使各組間歇運行。抽出的氣液混合污染物轉移至后續處理區域作進一步處理。

（3）土壤氣相抽提

在加油站內人員經?；顒拥恼痉俊⒓佑蛵u等區域，采用水平井土壤氣相抽提技術持續抽提包氣帶土壤中的氣態污染物，防止土壤氣體侵入影響加油站員工的健康，同時一定程度上協助修復地下水和土壤污染。沿站房或加油區附近共布設兩組水平井，總長約200 m，布設深度為地面以下0.5～1 m，挖機開溝后放入直徑約100 mm的穿孔波紋管，周圍填充石英砂濾料，上層用水泥密封。氣相抽提系統采用自動控制，風機連續或定期開啟抽出系統內的氣態污染物，實現修復和風險管控的目的。

（4）污染物處理

該場地內輔房面積較大，具備廢水廢氣處理設施布設條件，修復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域，不同形態的污染物首先經過氣水分離器進行分離。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；廢氣采用活性炭吸附，最終通過引風機高空排放。根據系統運行效果，定期更換活性炭、吸油氈等材料，產生的危廢委托專業處置機構進行處理。

3.2 修復效果

修復設施于2019年年初安裝調試后，交由加油站員工進行日常運行，后期維修、維護工作由施工單位負責。修復設施安裝完成后，地下水污染區域及其附近共布設有5口地下水采樣監測井，其位置如圖2所示。

圖2 場地平面示意圖

經過近3年的修復運行，位于地下水污染核心區的2#、3#監測井內目標污染物質量濃度明顯下降，已達到或接近修復目標值，基本實現預期修復效果。地下水目標污染因子監測結果如圖3所示。

圖3 修復前后監測井中目標污染物質量濃度變化

3.3 風險管控效果

（1）對地下水水位及地下水流向的影響

邊界區域設置的地下水攔截溝可有效管控污染地下水繼續向場外遷移。觀測攔截溝附近的監測井水位（如圖4所示），可發現攔截溝運行前地下水由場內向場外下游方向流動，運行后由攔截溝兩側往攔截溝內流動。原先上游監測井5#、下游監測井1#、下游監測井4#與攔截溝的距離分別約為3，5，10 m，攔截溝運行前后附近監測井內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，經過長期運行發現，攔截溝內水量匯聚速度呈現逐步減小直至穩定的趨勢，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向另一側擴散。

圖4 攔截溝運行前后地下水位變化情況

（2）攔截溝下游監測井污染物監測結果

場地環境調查期間，場外綠化帶區域內設置有兩口地下水監測井，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可以發現，攔截溝運行后，原先攔截溝地下水流向下游處監測井內污染物質量濃度逐年明顯下降，且總石油烴、苯的質量濃度均已滿足修復目標要求，表明攔截溝的使用對其附近區域內地下水中目標污染物的去除同樣有著良好的作用。

圖5 攔截溝運行前后下游監測井污染物質量濃度變化

4 綜合修復與風險管控技術的應用特點

在加油站污染場地采用上述綜合修復與風險管控技術，主要具有以下特點：（1）對于污染面積相對較大的加油站場地，單一修復或風險管控技術可能存在使用局限性，多種技術聯合應用可以提高修復效率，有效實現修復目標；（2）攔截溝具有地下水水力阻隔和抽出處理的技術特點，施工快，污染攔截范圍大，運行成本低，實施效果好，對加油站污染場地具有較好的適用性；（3）多相抽提、土壤氣相抽提技術可在不對站房或加油島等已有設備設施區域大規模開挖的基礎上，實現地下污染土壤和地下水的修復，避免了對已有設施的拆除施工，大大降低了土方開挖；（4）涉及的修復及風險管控技術均為物理修復，不涉及化學藥劑的使用，不會對埋地油罐、埋地油管造成腐蝕破壞；（5）若加油站后期運營中再次發生油品泄漏，這類地下修復或管控設施可作為應急響應措施繼續采用，以降低場地污染程度；（6）可縮短現場施工工期，降低對加油站日?；顒拥挠绊?，避免修復或風險管控活動對加油站正常開業及運營造成影響。

5 結論與建議

在加油站污染場地地下水下游邊界處安裝地下水攔截溝和集水池，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污染地下水繼續往場界外遷移的同時，一定程度上修復場界外及場界內鄰近區域的地下水；采用豎直井多相抽提技術同步協同修復場地內污染區域的土壤和地下水；在加油站內人員經常活動的區域，采用水平井土壤氣相抽提技術持續抽提土壤中的氣態污染物，以防止土壤氣體侵入影響加油站員工的健康，同時一定程度上修復土壤地下水。對于運行中的加油站污染場地，采用上述綜合修復與風險管控方式，可有效防止場地內污染地下水繼續向界外遷移并控制場地內由于土壤氣體侵入造成的人體健康危害，同時逐步實現對土壤地下水的綠色修復，對類似加油站污染場地具有較好的推廣應用價值。

此外，建議加油站運營方可考慮采取地坪防滲、站房通風、員工定期輪崗、定期環境監測等風險管控方式，以進一步降低加油站內敏感人群的健康風險。