大型炼化一体化项目地下水监测体系构建探析

孙江虎，张万全，李伯称，杜勤，冉光静

(1.中国石油四川石化有限责任公司，成都　611930；2.四川省地质工程勘察院，成都　611930)



大型炼化一体化项目地下水监测体系构建探析

孙江虎1，张万全1，李伯称1，杜勤1，冉光静2

(1.中国石油四川石化有限责任公司，成都611930；2.四川省地质工程勘察院，成都611930)

摘要：鉴于我国地下水环境污染的严峻形势，以国内某炼化一体化项目为例，监测地下水水质变化情况,及时应对突发环境事件对地下水环境造成的影响，建立了地下水监测管理体系，构建了一套完善的运营管理制度，取得了良好的应用效果，对同类型企业有很好的借鉴和指导意义。

关键词：石化；炼化一体化项目；地下水；监测

在石油化学工业生产运营过程中，经常发生“跑、冒、滴、漏”以及突发环境事件，对土壤、地表水和地下水造成污染，严重影响生态环境和人类健康安全，尤其是地下水污染，存在隐蔽性和复杂性。长期以来人们对地下水污染危害认识不到位，特别是对于石油化工建设项目，对预防地下水污染的重要性不够重视，导致石油化工项目厂区及周边地下水受到不同程度的污染[1]。

国内某1 000万t/a炼油与80万t/a乙烯炼化一体化项目是国家《炼油工业中长期发展专项规划》重点建设项目，为切实保护地下水环境，厂区建设了159口地下水监测及应急抽水井等设施，并构建完善的地下水监测管理体系，确保环保本质安全，创建环境友好企业，实现经济发展与环境保护相协调。

1水文地质条件概况

根据区域水文地质资料来看，项目所在平原内沉积了厚度不同的松散堆积物。从垂向上看，基底以上松散堆积物从下到上依次沉积，而形成了较为稳定的下部含水层、上部含水层及相对隔水层。在地表以下35 m深范围内分布着上部含水层，其主体是厚度稳定在10～30 m的含泥质砂卵石含水层。下部含水层埋藏于平原内，分布于上部含水层和泥砾卵石相对隔水层以下，埋深20～140 m，该含水层物质结构在平原内从西往东也有变化，渗透系数为0.2～1.81 m/d。

2地下水监测井功能及布设

地下水监测井主要用于地下水日常监测，以及时、准确地掌握项目所在地及周围地下水环境质量状况。由于监测井功能不同，将地下水监测井分为背景监测井、在线监测井、人工监测井、应急抽水井，共计159口，并按不同功能进行布设(表1)，制定不同的滚动监测频次。从厂区西北侧至厂区东南侧沿地下水径流方向和弥散方向布设监测井，装置区监测井的间距为50～80 m，满足应急抽水防控间距的需求，使地下水环境控制在规范要求的指标范围内[2]。井的位置全部布置在装置区外围绿化带与厂区道路之间，满足装置区安全、防火规范的相关要求。

背景监测井是为了掌握地下水环境未受人为活动影响时的水质状况。根据区域水文地质单元特点和地下水主要补给来源，在污染区外围地下水垂直水流方向上，设置一个或数个背景监测井。

在线监测井是为了及时掌控地下水环境水质变化情况，在厂区重点污染源区域设置的在线监测井，进行24 h不间断监测，以便及时掌握地下水环境水质变化情况。

人工监测井是按照《地下水环境监测技术规范》(HJ/T 164—2004)的要求进行定期取样，从而准确掌握整个厂区地下水环境水质状况，及时发现污染点位、确认污染状态，制定应急处理方案。

应急抽水井是专门用于事故状态下的应急抽水，拦截受污染地下水向下游地区扩散，同时也用于事故状态下水质取样监测。按照厂区可能同时出现两个污染源发生泄漏的情形，配备20套应急抽水设备，每套设备的抽水量在20～40 m3/h,基本满足地下水受到污染时应急抽水的需要。

表1　监测井布设情况

3地下水监测项目及频次

为客观、真实地反映地下水环境质量，有效掌握不同时间、不同地点地下水环境的变化情况，做到不同时间段地下水监测点位不同，构建一个时间和空间上的动态水质监测体系。

3.1在线监测

根据不同装置污染因子的不同设置各类监则项目。厂内共布设在线监测井20口，24 h连续监测。其中，原油储备库2口，炼油区11口，化工区7口。20口在线监测井均设置化学需氧量(CODUV)监测项目。由于地下水水质采用高锰酸盐指数表征化学需氧量大小，本项目采用在线紫外分光光度计法，即CODUV间接表示地下水中污染物(苯、氨氮、硫化物等石油类)在受到污染时的变化趋势，同时，根据生产装置污染物的特点，又设有溶解氧、电导率、酸碱性监测项目[3]。

3.2人工监测

人工监测项目为pH值、溶解性总固体、高锰酸盐指数、总硬度、砷、石油类、硫化物、总氰化物、挥发酚、甲苯、二甲苯、甲基叔丁基醚(MTBE)共12项，常规监测指标为水温、水位两项，监测频率均为1次/(井·周)。全厂共分为5条取样线路，覆盖从厂区西北侧的原油储备库到厂区东南侧的污水处理场，每天对1条线路进行采样监测，实现滚动不间断循环取样，从而符合项目所在地地下水污染物运移的规律。通过分批次滚动、跳跃式监测，做到客观、真实地反映地下水质量，并在最短时间发现和解决问题。

3.3预警指标设置

依据《地下水质量标准》(GB/T 14848—93)和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)，并结合近3年来对在线监测数据的分析总结，依据该厂实际情况及相关经验，设置预警、报警值指标(表2)。

表2　在线监测井预警值与报警值

在线监测井监测数据作为掌握地下水水质变化趋势的依据，最终根据人工取样分析结果判断水质是否受到污染(表3)。

表3　人工取样分析水质预警值与报警值

石油类、甲苯和二甲苯的指标参照《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的Ⅲ类和V类标准进行设定；而对于MTBE，目前国内尚无相应控制标准，依据背景值和目前监测结果，并参考美国EPA推荐的饮用水中MTBE的质量浓度指标(5.2～10.3 μg/L)设定。分析方法采用《地下水质量标准》(GB/T 14848—93)和《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中推荐的规范方法。

4地下水监测数据综合评价

4.1数据核实

在线监测系统发生报警，操作人员立即到现场对监测井、水质情况和在线监测仪表进行检查，根据检查和核实结果，决定是否进行人工取样分析。若水质分析结果超出报警值，立即开展应急抽水和污染源排查工作，并启动突发环境事件应急预案。

4.2加密监测

启动突发环境事件应急预案后，对发生点位的地下水进行加密监测，连续监测5～7次。监测结果正常，说明污染源得到及时控制；监测结果不正常，超出报警值，则继续取样监测，直至地下水水质恢复正常值。

4.3分析评价

根据地下水水质分析结果，每月对项目所在地地下水水环境进行分析评价，依据《地下水质量标准》对监测指标进行分类，并按综合评价法进行评定，划分地下水质量级别，如“优良”(II类)、“较好”(III类)。

5体系运行及效果评价

炼化一体化项目地下水监测体系经过两年的实际运行，从空间和时间上对地下水水质进行动态监测，达到了及时发现和处理问题的目的。水质分析数据和现场巡检结果表明，项目厂区地下水总体处于正常状态，整个地下水监测管理体系运行较好，收到很好的效果，部分监测井水质分析结果见表4。

表4　人工取样分析结果

注：“—”表示未检出。

面对水污染日益严重的现实，应当加强水环境保护，特别是地下水的保护。一旦地下水受到污染，后果不堪设想。在石化项目工程建设过程中，必须把环境保护摆在企业建设、运营、发展的首要位置，严格执行环境影响评价制度和环保“三同时”制度，建立健全环保监察、监测、应急以及长效管理体系，形成立足岗位、从我做起、减少污染、人人参与的环保工作新局面，促进水环境保护管理水平不断提高。

参考文献(References)：

[1]白炎, 刘巍. 建立水环境保护新概念[J]. 东北水利水电, 2006, 24(12): 49- 51.

[2]任江. 浅谈石油化工装置防渗设计方案[J]. 宁波化工, 2012(2): 33- 38.

[3]王任超, 凌璐璐. 浅议地下水污染的原因及治理[J]. 黑龙江科技信息, 2009(28): 218.

Analysis of Building Groundwater Monitoring System for A Large Refinery and Chemical Integration Project

SUN Jiang-hu1, ZHANG Wan-quan1, LI Bo-cheng1, DU Qin1, RAN Guang-jing2

(1.PetroChina Sichuan Petrochemical Co., Ltd., Chengdu 611930, China; 2.Sichuan Institute of Geological Engineering, Chengdu 611930, China)

Abstract:In view of the serious situation of groundwater pollution in China, this paper takes a domestic refinery and chemical integration project as an example, monitored the change of groundwater quality, timely responded to the impact caused by environmental emergencies on the groundwater environment, established a groundwater monitoring and management system, and constructed a set of complete operation management system. Finally the project has achieved good effects, and provided a very good reference and guidance for the same type of enterprises.

Key words:petrochemical; refinery and chemical integration project; groundwater; monitoring

收稿日期：2015-06-04

作者简介：孙江虎(1981—)，男，河北宁晋人，工程师，硕士，研究方向为工业污水处理、固体废弃物处理、地下水监测管理，E-mail：sjh2@petrochina.com.cn

DOI:10.14068/j.ceia.2016.02.015

中图分类号：X832

文献标识码：A

文章编号：2095-6444(2016)02-0064-03