加油站场地调查及污染土壤和地下水修复方法研究

胡宏涛，龙明策

（上海交通大学，上海 200240）

2017年10月18日，习近平在中国共产党第十九次全国代表大会上作报告提到：“加大生态系统保护力度。实施重要生态系统保护和修复重大工程，优化生态安全屏障体系，构建生态廊道和生物多样性保护网络，提升生态系统质量和稳定性。”因此，加油站土壤和地下水污染作为生态文明建设系统的一部分，修复工作势在必行。

1 理论概述

从国外来看，20世纪90年代，美国材料试验协会（ASTM）出台了相关环境调查、污染场地风险评估和修复的标准，如《第一阶段场地环境评估程序》《第二阶段场地环境评估程序》《场地概念模型的建立和地下轻非水相污染物修复目标作业指南》等。

从国内来看，直到2014年，我国环境保护部才颁布实施了HJ25.1～25.4《场地环境调查、监测、风险评估和土壤修复技术导则》系列，同时在2014年11月试行《工业企业场地环境调查评估与修复工作指南》等一系列工作指南[1]。2017年3月，环境保护部印发了《加油站地下水污染防治技术指南》，仅对加油站的地下水调查与修复提出了要求。其中，土壤调查、修复仍参照《工业企业场地环境调查评估与修复工作指南》的要求。目前，国内加油站的场地环境调查和污染土壤地下水的修复会综合参考ASTM和国内的标准进行。

2 加油站场地环境调查评估

根据国内HJ25.1～25.4和ASTM标准，加油站场地环境调查评估的主要内容包括：场地历史用途信息、人员访谈、周边走访、污染泄漏记录查询。根据调查收集的信息，如发现潜在污染迹象，确认钻井取样点，安装环保监测井，采集土壤样品和地下水样品送往实验室进行污染物结果分析，分析参数主要包括：总石油烃、多环芳烃、苯系物、铅、甲基叔丁基醚。通常情况下，加油站的环境污染普遍存在于输油管道和地下储罐区。所以，钻井取样点至少包括加油区和地下储罐区，一般为三个取样点，呈锐角三角形。钻井取样工作结束后，会测量环保监测井的地下水位和井口高程，绘制地下水流向图，以便后续发现污染物对其迁移和暴露途径作风险评估。

3 修复方法

选择修复方案之前，需要先进行场地风险评估：包括危害识别、暴露评估、毒性评估、风险表征，以及土壤和地下水风险控制值的计算。针对加油站的场地调查情形，危害识别的关键是建立精确的概念模型，合理确定概念模型，有效地呈现污染物从污染源开始经过的一系列迁移途径，最终暴露给受体的关联方式。危害识别完成之后，再计算和分析，得出土壤和地下水中健康风险的级别。建立场地概念模型主要包括以下部分：场地潜在的主要污染源和需要关注的污染物；潜在的迁移和暴露途径；潜在受体和敏感人群。最终，根据场地风险评估的结果和场地实际情况，选择合理的修复方案。

近些年，污染物修复的方式也越来越多样化，但常用的技术方法主要包括：物理修复、化学修复和生物修复等。很多场地也会同时考虑使用这三种修复技术对污染场地进行修复，以下是常见的一些修复技术方法。

3.1 物理修复

3.1.1 污染土壤淋洗法

污染土壤淋洗法主要是通过淋洗剂冲刷土壤，让污染物随着淋洗剂从污染的土样中流出；同时通过在地下水流向下游设置的抽水井，将混合污染物的淋洗剂和地下水抽出；然后，对抽出的污染物混合液体进行修复处理，从而完成对污染土壤和地下水的修复。此方法可以更加高效地将污染物与土壤分离，防止污染物进一步扩散迁移，减少修复的时间。

3.1.2 地下水抽出

该方法主要是借用现场安装好的地下水监测井，依据场地地下水流向图和划定的污染范围，在污染的监测井或者地下水下游重新设置的抽水井安装抽水泵，将污染的地下水抽出到地面进行后续处理修复。此方法可以有效地利用场地环境和地下水本身的流动作用，将污染物从土壤中剥离不来，直观经济效益明显，但是对于污染比较严重的区域和时间要求较高的场地，效率比较低。

3.1.3 气相抽提法

气相抽提法是运用大气压强和抽提气压之差，将污染土壤中包气带中的易挥发性污染物通过抽提井或水平抽提管道抽提出地下[2]。抽提出的易挥发性污染物，经过合适的修复处理，达到污染土壤修复的目的。该修复方法修复的对象比较单一，主要是针对易挥发性的污染物，如加油站潜在污染物之一的石油烃。

3.2 化学修复

3.2.1 渗透性反应墙技术

该技术是通过在污染源头的地下水下游安装连续或非连续的渗透性墙体，并在墙体中放置化学反应药剂。地下水在流过该墙体时，会发生相应的化学反应，将地下水中存在的污染物清除降解。同时，还可以有效地将污染物阻隔在固定的区域，防止污染物进一步扩散。该技术主要适用于修复地下水中的金属、放射性物质以及其他溶解性污染物质。加油站一般由于场地的性质特征，很少用到这一技术。

3.2.2 原位化学氧化修复

该技术是通过环保监测井，向地下水注入相应的化学氧化药剂，使得地下水和土壤中的污染物通过氧化作用加速污染物分解，从而达到修复的目的。大部分的污染物都可以应用原位化学氧化修复，常用的化学氧化药剂有过氧化氢，这也是针对加油站石油类污染选用的主要修复方法[3]。加油站往往在运营期间对其污染区域进行修复，比较适用该技术。技术的优势主要有：占地小，不需要大量土建，基本不会影响加油站的正常运营。

3.3 生物修复

3.3.1 自然衰减

该方法通常结合其他修复方式进行，主要是利用土壤中本身存在的一些微生物来分解土壤和地下水中的一些污染物[4]。同时，制定合理的监测方案，通过跟踪地下水中污染物的含量变化，确定修复目标。通常，该方式主要运用在一些污染较轻的场地。自然衰减一般时效较长，对于一些时效要求比较严格的场地一般只是作为辅助修复方案。但该方案比较环保，无附加污染物产生，同时修复成本也较低。在加油站修复过程中，人们会综合运用自然衰减和原位化学氧化修复两种方式。

3.3.2 地下水曝气修复

该方法是通过在污染区域安装注气井，通过空压机或其他类似设备将压缩空气注入地下水饱和区。压缩空气因为密度比水小，慢慢地会穿透地下水饱和区，逐渐上升到土壤包气带，挥发性污染物会随着压缩空气慢慢地从土壤孔隙中分离出来。另外，土壤中原有的微生物会因压缩空气来带的氧气而加速分解污染物。该方法主要针对挥发性有机物污染，本身具有一定的优势：成本低和修复周期短，往往会结合其他修复技术同时进行。

4 结语

加油站与其他工业场地存在一定的差异性，潜在的污染物一般存在于加油站的地下油罐区和加油管线区域，本身加油站的安全风险管控要求就较高，该区域更是严加管控的区域。同时，考虑到加油站停业带来的损失较大，在选择修复方案时，人们不仅要考虑针对污染物的修复技术方案，还要重点考虑尽可能保护好加油站现有的建筑设施，不影响其正常营业。

修复研究过程中，根据监测的结果，人们可以选取多种修复技术方案。例如，加油站如果土层以砂石质土壤为主，应优先考虑土壤气相抽提的修复技术；加油站如果地下土层以黏土为主，应优先考虑原位氧化修复技术，对于退场或进场前的污染，优先考虑异位修复技术。同时，根据不同的场地类型和污染物参数，人们可以选择多种修复方法同时进行。

1 中华人民共和国环境保护部.工业企业场地环境调查评估与修复工作指南[Z]，2014.

2 王 博.加油站石油污染修复技术研究[D].北京：清华大学，2010.

3 齐 硕，张 蕾，张耀为.地下水土石油类污染修复技术途径[J].世界地质，2008，27（3）：319-322.

4 贾 慧，武晓峰，胡黎明，等.非饱和区石油污染的自然衰减研究[D].北京：清华大学，2011.