油田作业区土壤污染管控建议

吴永花 王 雨 单元杰 张 全

(1.中国石油新疆油田公司实验检测研究院；2.新疆维吾尔自治区油气田环保节能工程研究中心；3.中国石油新疆油田公司安全环保处)

0 引 言

当前，我国土壤环境总体状况堪忧，部分地区污染较为严重[1]，2016年出台的《土壤污染防治行动计划》(“土十条”)，首次把石油开采列入重点监管行业，明确指出要在2020年底前掌握重点行业企业用地中的污染地块分布及其环境风险情况。美国超级基金项目生态风险评价被用于评价污染土壤的风险，建立“四步法” 评价体系，提出场地风险评价模型RBCA(Risk-based Corrective Action)以及RAGS模型。荷兰、英国也相继形成了适合自己的污染场地风险评价技术规范[2]。国内学者对土壤污染生态风险评价理论与方法的研究，起步相对较晚，早期研究阶段尚未建立属于本国的评价体系，直到2018年，参考发达国家的土壤标准，结合我国国情，发布了我国建设用地的土壤环境质量标准，确定了土壤环境的污染风险筛选值和管制值，为我国污染场地生态风险评价提供了有力的支撑[3]。

但是，由于油田行业有占地面积大，无明显厂界等特点，油田行业土壤全面调查存在一定困难，有必要探讨合适的布点方案，保证取样的代表性和全面性[4-7]。同时，GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》发布后，油田行业有必要摸清不同功能性区块的土壤污染规律，以便及时防治土壤污染。目前，我国通常采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤环境污染状况进行评估。单因子指数法是利用实测数据和标准对比分类，选取最差的类别即为评价结果，比较大小就可以直接简明表达出各土壤元素污染物的污染程度[8]。单因子指数法只能单一地评价某种环境质量状况，而土壤环境样本中含有多种物质污染内梅罗指数法能够全面、综合评价各污染物对土壤环境污染的情况[9]。

本文以某油田作业区为例，进行了表层土壤采样、检测工作，通过对监测数据的分析，为油田行业进行合理土壤管控提供意见建议。

1 实 验

1.1 布点原则

布点是土壤环境调查的关键环节。布点不当可能使样品不具有代表性，造成误判。目前尚未有针对油田行业开放性区域的布点标准及规范。由于油田行业占地面积较大，可能产生污染的类型单一，因此本文根据不同生产区地块的功能性，进行分类布点。布点的位置和数量主要基于HJ 25.1—2019《建设用地土壤污染状况调查技术导则》中的专业判断布点法。

本文中作业区土壤类型多数为灰棕漠土，生产工艺流程主要为：原油从油井采出后经输油管线输送至增压站(转油站)，经计量、加压、加温后，由输油泵输送至联合站(集油站)，经计量、沉降脱水、加压、加温后，净化油输送至下游站库，处理后的采出水回注至开采层位。

结合生产工艺，建议在井口、转油站、输送管线以及处理站分别布点，考察油田生产全流程对土壤的影响。

1.2 布点方案

1)井场选择不同开采时间的X01井(1992年)，X01井(2003年)和X03井(2018年)，四周布点，尽可能靠近污染源。

2)转油站识别污染风险最大的点位为缓冲罐，因此缓冲罐四周共设置4个采样点。

3)输送管线的管线法兰连接处，识别为泄漏风险较大的点，管线两侧10 cm处分别布设1个点位。

4)联合站分别考察了关闭站场和在产站场的土壤污染情况，对联合站识别出油罐、水处理区、废液池为重点区域，在最可能受污染的地方进行布点。

该作业区为首次调查，具体污染状况不清楚，只在表层设置了取样点，具体点位如图1所示。点位分布明细如表1所示。

图1 某油田作业区布点点位情况

表1 点位分布明细

1.3 样品采集和测定

不同检测项目的采样工具、采样容器材质和采样方法见表2。

表2 样品采集要求

样品采集后，实验室分别按照HJ 803—2016《土壤和沉积物 12种金属元素的测定 王水提取-电感耦合等离子体质谱法》、HJ 680—2013《土壤和沉积物 汞、砷、硒、铋、锑的测定 微波消解/原子荧光法》、HJ 605—2011《土壤和沉积物 挥发性有机物的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法》、HJ 834—2017《土壤和沉积物 半挥发性有机物的测定 气相色谱-质谱法》、HJ 1021—2019《土壤和沉积物 石油烃(C10～C40)的测定 气相色谱法》、HJ 1082—2019《土壤和沉积物 六价铬的测定 碱溶液提取-火焰原子吸收分光光度法》6个标准中的方法，对样品中7种重金属和无机物、27种挥发性有机物、11种半挥发有机物以及石油烃进行了检测。所检参数分别为GB 36600—2018中表1所列的45项基本项目和表2中的1项特征项目。

2 结果与分析

2.1 重金属、无机物含量及分布

实验结果如图2、图3所示，该作业区六价铬均未检出，铅、镉、汞、砷、铜以及镍的值也均小于GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中二类建设用地的筛选值。其中，关闭站场区域与其它区域相比，出现所有重金属均较高的现象，是由于该作业区较分散，不同区域本身的背景值所致。

图2 某油田作业区部分重金属含量变化

图3 某作业区铜、镍含量变化

2.2 挥发性有机物含量及分布

将该作业区划分为不同类型的地块，每个地块的样品取平均值，27种挥发性有机物均小于表3中所示的检出限，表明油田生产行业基本不产生挥发性有机物污染现象。

表3 某作业区挥发性有机物含量 μg/kg

2.3 半挥发性有机物含量及分布

表4 某油田作业区半挥发性有机物含量 mg/kg

2.4 石油烃含量及分布

某油田作业区石油烃含量变化如图4所示，49个样品中石油烃均有检出，但值均较低，多数值小于100 mg/kg，由于石油烃检测方法是一段保留时间内所有峰积分综合，土壤基质又较复杂[10-11]，不可避免会产生一些干扰峰，影响结果的定量，因此虽然石油烃能检出，但是远小于标准要求的4 500 mg/kg，表明该作业区土壤基本不存在石油烃污染。

图4 某油田作业区石油烃含量变化

3 土壤污染评估

内梅罗指数法是目前进行环境污染评估广泛采用的方法。通过该方法进行污染评估，不仅可以得到污染物的综合污染状况，还可以得到单项参数的污染状况。其计算公式为：

(1)

式中：Pi为污染因子i的单项污染指数；Ci为污染物i的实测值，mg/kg；Si为土壤环境质量标准值(本研究采用GB 36600—2018中的二类建设用地的筛选值)，mg/kg。

(2)

考虑到六价铬、挥发性有机物和半挥发性有机物几乎均未检出，无需再计算Pi和P，因此本论文只对重金属和石油烃进行了内梅罗指数评估，由表5和表6可以看出各单项指数均远小于1，综合污染指数也较低，整体清洁无污染。

表5 某作业区单项污染指数评价结果 10-3

表6 某作业区综合污染指数评价结果

4 建 议

通过此次土壤调查，发现该油田作业区域重金属、挥发性有机物、半挥发性有机物以及特征污染物石油烃均远小于筛选值，说明只要油田行业加强土壤污染管控，整体土壤污染风险较低。通过该作业区土壤初步调查，结合检测数据及油田生产工艺，提出如下建议。

1)油田区域土壤污染管控布点监测建议按照工艺流程识别出最可能污染区域，定期对特征污染物石油烃进行监测，既能及时发现污染也能节省人力物力。

2)综合考虑油田土壤污染源以及此次土壤调查数据可以初步推断油田行业重金属和挥发性、半挥发性有机物污染风险较低，建议重点关注特征污染物石油烃，从源头进行预防，尽量防止出现“跑、冒、滴、漏”现象，如果出现“跑、冒、滴、漏”后及时清理，避免石油烃迁移进而污染地下水。

3)不同条件下石油烃的迁移转化以及石油烃中毒性较强的成分仍需进一步研究，以便更精准地防治土壤污染。