加油站地下水-土壤污染调查研究示例

1 研究背景

加油站是地下水有机污染的潜在污染源，已经成为一个世界性的问题。壳牌石油公司调查了其在英国的1100 个加油站，发现其中1/3 已对当地 土壤和地下水造成污染。20 世纪 90 年代初，美国对约 200 万个地下汽油储罐进行调查，其中被证 实发生泄漏的约有 9 万个。1970 年以前建设的 加油站，几乎都存在渗漏现象。根据发达国家的 经验，地下储罐、输油管线一般在20 年左右因锈蚀 和腐蚀而开始渗漏。美国俄克拉荷马州廷克空 军基地的储油罐污染土壤与地下水的调查是场地污染调查方面最典型的案例，它对石油烃在土层及地 下水中的分布做了系统的调查，为治理提供了数据支持。加油站油罐泄露主要为有机物污染。有机物是最常见、治理最困难的一类污染物。绝大多 数有机物为有毒有害物质，对人体健康十分不利。近年来国内加油站成品油泄漏事故屡见不 鲜，对加油站周边的环境带来危害， 2013 年 3 月华北地区发现某加油站内2#罐( 93#汽油) 供油出现减少的情况，怀疑为油罐泄露。经现场勘查，明确了该站2#汽油罐泄露而导致加油站周边存在地下水和 土壤的污染情况。为了查明加油站漏油事件对所在区域地下水和土壤的污染范围和污染程度并为治理提供数据支持，对该加油站进行了调查研究。通过地球物理勘查、钻探及采样化验等工作，查明加油站周边含水层分布情况，重点调查加油站场址内地下 水及土壤的污染现状及周边居民生活饮用水水井水质现状。通过对加油站及其附近地区地下水和土壤 中特征污染物含量的调查，明确调查区地下水环境 状况，并进行地下水、土污染健康风险评价，为地下 水环境保护及污染治理提供依据。

2 地下水污染调查

2.1地下水分析测试

调查区共布置地下水取样点15 个。其中深层 地下水取样点8 个，取深层地下水水样 9 个( 1 个平行样) ，深层地下水取样监测点见图1。浅层地下水监测点 7 个，取浅层地下水水样 10 个( 3 个平行样) ;另外取现场空白样 1 个。浅层地下水取样监测点见图2。

根据对地下水监测点的分布及水质监测结果认为造成调查区内地下水污染的原因主要有两类。其 一为区域性的地下水污染。主要根据 SS7、 SS2、 SS3、 SS5、 SS6 位于污染场地的上游或较远区域，污染场地不会影响到该区域。但水质化验结果表明: 该区域氯化物、氟化物、总硬度、溶解性总固体、 CODMn、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、铁、锰和挥发酚类仍 存在超过《地下水质量标准》 ( GB/T14848 － 93) 中 Ⅲ类标准限值的现象。其二为加油站成品油泄露事件影响地下水污染。主要污染因子包括 CODMn、亚 硝酸盐、铅、甲基叔丁基醚、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、 石油烃和多环芳烃总量等，其各项污染指标均存在 超过相关标准限值的现象。

2.2污染范围确定

根据水质化验结果，调查评价区内深层地下水 和浅层地下水呈现出不同的污染特征。深层地下水: 调查区内深层地下水污染因子以 氯化物、总硬度、溶解性总固体、 CODMn、硝酸盐、氟 化物、铁、锰、铜、挥发酚类、砷、汞、铬( 六价) 和甲基 叔丁基醚、石油烃、多环芳烃总量为主，其中超过相 关标准限值的项目为氟化物、挥发性酚类和硝酸盐。根据深层水水质化验结果可知，调查区内的各 种污染因子的浓度最高值均位于加油站场地以外的 区域，加油站下游最近处的两眼监测井各种污染物 浓度均较低或未出现污染迹象，因此可以说明调查 区内深层地下水污染因子的超标的现象与加油站成 品油泄露事件无关。浅层地下水: 调查区内浅层地下水污染因子以 硫酸盐、氯化物、总硬度、溶解性总固体、 CODMn、硝 酸盐、亚硝酸盐、氟化物、铁、锰、铜、挥发酚类、砷、 铅、锌、汞、铬( 六价) 甲基叔丁基醚、苯、甲苯、乙苯、 二甲苯、石油烃和多环芳烃总量为主，其中超过相关 标准限值的项目为氯化物、臭和味、浑浊度、肉眼可 见物、总硬度、溶解性总固体、 CODMn、硝酸盐氮、亚 硝酸盐氮、铁、锰、挥发酚类、甲基叔丁基醚、苯、挥发性石油烃和多环芳烃总量。根据浅层水水质化验结果可知，各类污染因子 的污染晕中心均处于加油站站区内，说明调查区内 浅层地下水水质超标现象，主要是由加油站成品油 泄露事件造成的。其污染范围主要分布在加油站场 区内，加油站以外地区影响程度较小。

3 土壤污染调查

3.1土壤分析测试

本次工作共布置土壤取样点5 个，土壤取样监 测点见图3。钻探总进尺 125 m。其中控制性取样 点1 个( ZK1) ，孔深45 m，一般性取样孔 4 个，孔深 20 m。共取原状土样 38 个，进行了土工试验; 取污 染土样99 个，进行了土壤污染测试; 取有机碳样 32 个，进行了有机碳测试。

将本次土壤污染化验的数据进行统计。总体来看，在加油站内土壤的各项特征污染因子均有检出， 其中以多环芳烃总量、甲基叔丁基醚和挥发性石油 烃的检出率为最高，分别为25.3%、68.4% 和23. 2%，其余各项污染因子的检出率均小于20%。对于本场地内土壤污染最重的 ZK1 孔，其污染 物质检出率也是最高的，有环芳烃总量、芴、菲、荧 蒽、苯并［ a］蒽、屈、苯并［ b］荧蒽、苯并［ k］荧蒽、苯 并［ a］芘、二苯并［ a， h］蒽、茚并芘、苯并苝、芘、挥发性石油烃和甲基叔丁基醚共 计16 项检出率超过了20%，而对于 ZK2、 ZK3、 ZK4 和 ZK5 各孔内的各种污染因子检出率均小于1%。

3.2污染范围确定

将本次各种污染因子在土壤中的检出深度数据 进行统计。总体来看，在加油站内地表0 ～ 45 m 范 围内各层位均有不同的特征污染因子检出，但具有 明显的规律性，主要表现在以下几个方面: ( 1) 挥发性较强的苯系物检出深度较浅，在深 部未检出，但都存在于包气带以内，饱水带含水层土 壤中未检出。最大检出深度出现在 ZK1 孔( 9.0 m) ，在ZK2、 ZK3 和ZK4 未检出苯系物，而在ZK5 孔 中检出深度仅为2.0 m; ( 2) 半挥发性苊多环芳烃类检出的深度也较 小，在深部未检出，但都存在于包气带以内，饱水带 含水层土壤中未检出。最大检出深度出现在 ZK1 孔( 10.0 m) ，在 ZK2、ZK3、ZK4 和 ZK5 空中检出多 环芳烃类的深度分别为9.0 、4.0、 0.6 和6.0 m; ( 3) 甲基叔丁基醚和挥发性石油烃类检出深度 较大，在各个层位均有检出，无论是包气带还是饱水 带含水层。同时根据收集加油站土壤污染实验室测试数据 可知，在距泄露点 3.3 m 处，土壤污染在 11.5 m 深 度处有检出，而在19. 5 m 深度处未检出。距离大于 5.0 m 的钻孔均未检出各种污染物。结合本次地球 物理勘探结果验证，最终确定加油站成品油泄露造 成的主要土壤污染范围为:以泄露点中心为圆心，以 5. 0 m 为半径的圆形，向下延伸约 15 m 的柱状范围。

4 地下水污染风险评价

本次工作地下水污染风险评价因子的选取，参考《污染场地风险评估技术导则》中附录 A 污染场 地风险评估的启动值中规定并在本次工作有检出的 因子，分别为甲基叔丁基醚、苯、甲苯、乙苯、间对二 甲苯、邻二甲苯、萘、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘和苊烯共 计14 项。将地下水污染健康风险评价模型参数值输入 MMSOILS 模型中，计算得到场地的地下水污染的健 康风险值。调查区不同监测点地下水对该地区产生 的健康总风险值在 0 ～ 3. 17 × 10 -4之间，大于美国环境保护署人体健康风险建议值 10 -6，也大于美国 环境保护署对污染场地修复时认为所能承受风险水平的上限。因此，调查区内部分区域的地下水需立即开展地下水环境修复治理工作。调查区浅层地下水对该地区产生的健康总风险 值在8. 21 × 10 -10～ 3.17 × 10-4之间。其中大于美国环境保护署人体健康风险建议值( 10 －6) 的点位 为 QS1 和 QS2 点，其全部位于加油站站区内。另外 大于美国环境保护署对污染场地修复时认为所能承 受风险水平10-4的上限的点位为 QS3 点，也位于加 油站站区内。加油站场地以外各点均小于美国环境 保护署人体健康风险建议值( 10 -6) 。综上所述，调查区内的加油站站区内的浅层地下水亟需开展地下水环境修复治理工作。