化勇鵬+易軍++張煜琦++王珂珂

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.177

摘 要：以華北地區(qū)某泄漏加油站為調(diào)查對(duì)象，通過對(duì)其及周邊區(qū)域淺層地下水開展水文地質(zhì)勘測(cè)、布點(diǎn)監(jiān)測(cè)和采樣測(cè)試，采用單項(xiàng)組分法和質(zhì)量綜合法評(píng)估地下水環(huán)境污染狀況，結(jié)果表明：11眼監(jiān)測(cè)井水質(zhì)類別為Ⅳ類～Ⅴ類，共有8項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)，特征污染物苯普遍超標(biāo)，局部區(qū)域石油類指標(biāo)超標(biāo)97.6倍，污染嚴(yán)重。調(diào)查區(qū)域內(nèi)淺層地下水受到了泄漏加油站不同程度的污染，水質(zhì)整體較差，需要采用有效措施對(duì)地下水污染開展防控和修復(fù)。

關(guān)鍵詞：加油站 淺層地下水 污染調(diào)查

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（b）-0177-04

Investigation and Evaluation on the Shallow Groundwater Pollution of One Leaky Petrol Station

Hua Yongpeng1，Yi Jun1，Zhang Yuqi2，Wang Keke1

（1.Environmental Protection Science Academy of Henan Province ， Zhengzhou， Henan 450000， China；2.Zhengzhou Foreign Language School New Fengyang Campus， Zhengzhou， Henan 450000， China）

Abstract：One leaky petrol station in Central China was taken as the research object to conduct hydrogeological survey， stationing monitoring and sampling test on the shallow groundwater of its perimeter zone. Single component method and comprehensive quality assessment method were adopted to assess environmental pollution of the groundwater. The results have shown that： the water quality of 11 monitoring wells was in category IV ～ V， and 8 indexs have exceeded their standards， the specific pollutant benzene was universally exceeding； the local region petroleum index exceeded the standard by 97.6 times， which was serious pollution. The shallow groundwater in the research area was polluted by the leaky petrol station to different degrees. The overall water quality was poor， so that effective measures should be taken to prevent and remediate groundwater pollution.

Key Words：Petrol station； Shallow groundwater； Pollution investigation

加油站作為典型的儲(chǔ)油設(shè)施，由于地下輸油管線的破損或地下儲(chǔ)油罐的銹蝕，而導(dǎo)致的油品滲漏是土壤和地下水有機(jī)污染的主要來源之一[1]。尤其在地下水淺埋區(qū)，潛水位埋深很淺且上下波動(dòng)，天然防護(hù)條件較差，更易受到油品滲漏污染[2]。加油站發(fā)生油品泄漏不易被察覺，具有較強(qiáng)的隱蔽性，泄漏事故一旦被發(fā)現(xiàn)，往往已經(jīng)造成嚴(yán)重污染[3]。由于石油類污染物中包含芳香烴、多環(huán)芳烴等多種有機(jī)物，具有致突變、致癌和致畸的“三致效應(yīng)”[4]，不僅會(huì)污染環(huán)境，也會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害[5]。

1 研究目的

國(guó)內(nèi)外加油站泄漏導(dǎo)致地下水污染的事故時(shí)有發(fā)生，已成為一個(gè)世界性的問題[6]。國(guó)外對(duì)加油站泄漏地下水污染的調(diào)查和研究開展較早，建立了較為全面的監(jiān)管和防護(hù)體系[7]。目前，我國(guó)正在開展的全國(guó)地下水基礎(chǔ)環(huán)境調(diào)查評(píng)估工作，已將加油站列入重點(diǎn)關(guān)注的典型地下水污染源。本文以華中地區(qū)某泄漏加油站淺層地下水污染為研究案例，在收集研究對(duì)象相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場(chǎng)采樣和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試分析，查明加油站及其附近區(qū)域淺層地下水污染特征，評(píng)估地下水環(huán)境狀況，為地下水基礎(chǔ)環(huán)境調(diào)查評(píng)估工作提供基礎(chǔ)支撐和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

2 研究對(duì)象及區(qū)域概況

2.1 研究對(duì)象概況

研究對(duì)象加油站位于河南省某縣級(jí)市，南鄰S327省道，周邊為當(dāng)?shù)鼐用駞^(qū)，占地面積約1035m2，1997年起開始營(yíng)業(yè)，為私營(yíng)加油站。加油站內(nèi)建有加油機(jī)4臺(tái)，地下儲(chǔ)油罐4個(gè)，單個(gè)油罐容量為20m3，其中汽油和柴油油罐分別為2個(gè)，均為單層鋼材結(jié)構(gòu)，未配套防滲設(shè)施。2014年該加油站周邊發(fā)現(xiàn)地下水污染問題。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)，初步確認(rèn)為加油站油品泄漏所致。

2.2 區(qū)域水文地質(zhì)條件

該加油站所在區(qū)域位于潁河西南岸的河谷平原，地勢(shì)平坦，區(qū)內(nèi)地下水主要賦存于第四系及上第三系等中細(xì)砂、礫石、卵礫石孔隙及粘土裂隙中。淺層地下水類型主要為松散巖類孔隙水，單井出水量20～60m3/h，總體流向由西向東、自北向南。淺層地下水的補(bǔ)充來源主要為大氣降水入滲、潁河河水入滲、地下水側(cè)向補(bǔ)給等。淺層地下水靜水位埋深在7～10m左右，縱坡降約1%，分布面積大、富水性好、埋藏淺、易開采。水化學(xué)類型為HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型，礦化度小于0.5g/L，是居民生活用水的主要水源。

3 研究方法

3.1 監(jiān)測(cè)井布設(shè)

根據(jù)針對(duì)研究區(qū)開展的專項(xiàng)水文地質(zhì)調(diào)查成果，以加油站為中心，在地下水下游東南方向布設(shè)2眼擴(kuò)散監(jiān)測(cè)井；沿流向兩側(cè)布設(shè)5眼垂向擴(kuò)散監(jiān)測(cè)井；在上游100 m處布設(shè)1眼背景監(jiān)測(cè)井，上游50 m布設(shè)3眼擴(kuò)散監(jiān)控井；由于加油站及周邊區(qū)域地面已全部硬化，站內(nèi)未布設(shè)監(jiān)測(cè)井；共設(shè)置監(jiān)測(cè)井11眼，以利用現(xiàn)有民井為主，井深范圍20～30 m。監(jiān)測(cè)井布設(shè)情況見圖1。

3.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及樣品采集

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目選取《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）中的39項(xiàng)基本指標(biāo)，以及與加油站污染相關(guān)的石油類、揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）、1，2-二溴乙烷、1，2-二氯乙烷等10項(xiàng)特征污染物指標(biāo)，共49項(xiàng)。樣品采集時(shí)間為2016年9月12日-13日，共采集地下水樣品15件。按照《地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T164-2004）相關(guān)要求采集，送至譜尼測(cè)試集團(tuán)有限公司鄭州實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試分析。

3.3 評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，微量有機(jī)污染物組分采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中“集中式生活飲用水地表水源地特定項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值”的內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方法采用單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)方法和綜合評(píng)價(jià)，計(jì)算綜合評(píng)分值F。

式中：—各單項(xiàng)組分評(píng)分值Fi的平均值，按照表1進(jìn)行賦分；Fmax—各項(xiàng)組分評(píng)價(jià)值Fi中的最大值；n—項(xiàng)數(shù)；F—綜合評(píng)分值，按照表2進(jìn)行評(píng)級(jí)。

4 研究結(jié)果及分析

4.1 評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)比《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，11眼監(jiān)測(cè)井水質(zhì)類別為Ⅳ類～Ⅴ類，有8項(xiàng)指標(biāo)超出Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值，包括總硬度、溶解性總固體、鐵、錳、總大腸菌群、細(xì)菌總數(shù)、石油類和苯。其中總硬度、細(xì)菌總數(shù)和苯超標(biāo)較為普遍，其中總硬度超標(biāo)的監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)最多，為9眼?？偞竽c菌群、細(xì)菌總數(shù)、和石油類是超標(biāo)倍數(shù)最大的3項(xiàng)指標(biāo)，分別達(dá)到了75.67倍、59倍和97.6倍。從地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果來看，3#、7#、10#監(jiān)測(cè)井綜合評(píng)分值F大于7.20，屬極差類，其它8眼監(jiān)測(cè)井綜合評(píng)分值F在4.26～7.36之間，屬較差類。甲苯、乙苯和甲基叔丁基醚（MTBE）3項(xiàng)特征有機(jī)指標(biāo)普遍檢出，但均未超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。從整體來看，該加油站周邊淺層地下水水質(zhì)超標(biāo)較為普遍，地下水質(zhì)量較差。加油站淺層地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表3，地下水水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)情況見表4。

4.2 淺層地下水污染特征及成因分析

由于該加油站位于潁河西南岸的河谷地區(qū)，地下水資源較為豐富，區(qū)內(nèi)地下水主要賦存于第四系及上第三系等中細(xì)砂、礫石、卵礫石孔隙及粘土裂隙中，在地下水長(zhǎng)期流動(dòng)侵蝕下，導(dǎo)致地下水水中礦物因子含量較高。由于加油站所在地勢(shì)相對(duì)較低，排水不暢，礦物質(zhì)容易在淺層地下水中富集，是造成區(qū)域淺層地下水總硬度和溶解性總固體超標(biāo)的主要原因。

總大腸桿菌和細(xì)菌總數(shù)為所測(cè)水樣中超標(biāo)倍數(shù)最大的兩項(xiàng)指標(biāo)，反映出調(diào)查區(qū)水體微生物學(xué)指標(biāo)較差。分析超標(biāo)原因主要是由于加油站處于城鄉(xiāng)結(jié)合地帶，周邊居民的環(huán)境衛(wèi)生意識(shí)較差，部分生活垃圾、人畜糞便、生活污水均未作處理就直接排放，使污染物通過地表徑流、雨水淋溶和地下滲漏進(jìn)入地下水，加之采樣時(shí)間為夏末秋初，溫度條件適宜細(xì)菌和微生物滋生，同時(shí)，泄漏的油品中有機(jī)物含量高，對(duì)微生物的生長(zhǎng)提供了養(yǎng)分，故造成地下水中微生物學(xué)指標(biāo)超標(biāo)。

距離加油站泄漏源最近的7#監(jiān)測(cè)井石油類污染物濃度達(dá)到了4.93mg/L，為整個(gè)調(diào)查區(qū)域的最大值。其它離加油站較遠(yuǎn)的監(jiān)測(cè)井，石油類污染物含量均低于7#監(jiān)測(cè)井。分析其原因主要是由于調(diào)查區(qū)為淺黃、灰黃粉土、粉質(zhì)粘土，滲透性較低，使得臨近加油站泄漏中心區(qū)域的監(jiān)測(cè)井石油類檢出值較高，在水力坡度和濃度梯度的影響下，向北側(cè)遷移速率較快，致使9#監(jiān)測(cè)井石油類同樣出現(xiàn)超標(biāo)情況。周邊其他監(jiān)測(cè)井雖有檢出但未超標(biāo)，是由于石油類組分隨包氣帶運(yùn)移發(fā)生側(cè)向擴(kuò)散引起的。7#監(jiān)測(cè)井鐵、錳超標(biāo)，考慮到其處于加油站發(fā)生泄漏的中心區(qū)域，加之汽柴油中含有鐵、錳等成分，分析其超標(biāo)是由于油品污染引起的局部地下水中鐵、錳污染物含量較高造成的。

調(diào)查區(qū)淺層地下水中苯系物（苯、甲苯、乙苯）呈現(xiàn)出向下游濃度逐漸降低的趨勢(shì)，分析其主要原因是加油站發(fā)生泄漏后，土壤中殘留的苯系物在各種自然衰減、側(cè)向徑流和降水入滲稀釋等作用下遷移的結(jié)果。此外，苯系物不同組分物理化學(xué)性質(zhì)上的差異以及含水層介質(zhì)的非均質(zhì)性等都會(huì)對(duì)污染物的遷移產(chǎn)生影響，甲苯、乙苯相對(duì)苯而言更容易被土壤吸附及生物降解，使其對(duì)地下水的污染程度相對(duì)低。

甲基叔丁基醚（MTBE）作為一種高辛烷值汽油添加劑，調(diào)查區(qū)內(nèi)監(jiān)測(cè)井中均有MTBE檢出，但未超過美國(guó)環(huán)保局（EPA）的標(biāo)準(zhǔn)限值，所有檢出值差異不大。分析其原因主要是MTBE的高溶解性和低吸附性使其在地下水中具有高遷移性，在重力作用下，沿垂直方向向地下遷移，水平方向則主要受地下水流動(dòng)影響而呈輻射狀擴(kuò)散，致使整個(gè)調(diào)查區(qū)域內(nèi)所有檢出值不存在太大差異。

4.3 污染趨勢(shì)分析

加油站周邊研究區(qū)為潁河河谷平原，地下水賦存于第四系及上第三系等中細(xì)砂、礫石、卵礫石孔隙及粘土裂隙中?？紤]到加油站經(jīng)營(yíng)方曾采用連續(xù)抽提的方式緩解油品泄漏造成的地下水污染，同時(shí)結(jié)合區(qū)域水力坡度和濃度梯度的影響，苯污染呈現(xiàn)出向下游濃度逐漸降低并趨于穩(wěn)定，在自然凈化修復(fù)作用下，推測(cè)其污染程度逐漸減輕，短期內(nèi)遷移范圍不會(huì)超出1km2。局部臨近加油站北側(cè)石油類污染嚴(yán)重，從現(xiàn)狀推測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)將以加油站為中心，隨地下水流向下游擴(kuò)散，在濃度梯度作用下向兩側(cè)擴(kuò)散。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)某泄漏加油站淺層地下水49項(xiàng)指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，11眼監(jiān)測(cè)井水質(zhì)類別為Ⅳ類～Ⅴ類，質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為較差～極差類?？傆捕取⒖偞竽c菌群、細(xì)菌總數(shù)、石油類和苯等8項(xiàng)指標(biāo)超出Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值。其中總硬度和苯超標(biāo)普遍，分別有9眼和7眼監(jiān)測(cè)井超標(biāo)?？偞竽c菌群、細(xì)菌總數(shù)和石油類3項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)倍數(shù)相對(duì)較高，分別達(dá)到了75.67倍、59倍和97.6倍。甲苯、乙苯和甲基叔丁基醚（MTBE）3項(xiàng)加油站特征指標(biāo)普遍檢出，但均未超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。淺層地下水污染的主要原因是加油站油品泄漏和地質(zhì)環(huán)境因素。

5.2 建議

調(diào)查區(qū)域內(nèi)淺層地下水受到了泄漏加油站不同程度的污染，特征污染物苯普遍超標(biāo)，局部區(qū)域石油類污染嚴(yán)重，水質(zhì)整體較差。建議盡快將加油站地下油罐更換為雙層罐，對(duì)油罐存放位置進(jìn)行土壤清挖并鋪設(shè)防滲層，同時(shí)安裝在線監(jiān)控設(shè)備，定期對(duì)周邊民井水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，強(qiáng)化監(jiān)控加油站泄漏污染。由于加油站及周邊區(qū)域路面已硬化，可采用地下水抽提處理等工程措施結(jié)合自然衰減法開展淺層地下水修復(fù)。

參考文獻(xiàn)

[1] KIM D，SONG W，LU J C.Interdisciplinary investigation of contaminants fate and transport at a former UST site（10-year case study）[J].Environmental Earth Sciences，2011，64（1）：277-291.

[2] KEHEW A E，LYNCH P M.Concentration trends and water-level fluctuations at underground storage tank sites[J].Environmental Earth Sciences，2011，62（5）：985-998.

[3] 陳小華，楊青，孫從軍，等.典型地下水淺埋區(qū)加油站滲漏污染潛勢(shì)分析及高潛勢(shì)驗(yàn)證[J].環(huán)境科學(xué)研究，2013，26（11）：1171-1177.

[4] LIN C W，CHIANG S B，LU S J.Investigation of MTBE and aromatic compound concentrations at a gas service station[J].Environmental Monitoring and Assessment，2005，105（1）：327-339.

[5] 李瑋，王明玉，劉麗雅，等.地下水污染控制修復(fù)技術(shù)研究趨勢(shì)及熱點(diǎn)分析[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2015，42（2）：120-131.

[6] 趙德剛，趙亮，田西昭，等.華北地區(qū)某加油站地下水土污染調(diào)查研究[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2016，27（5）：93-96.

[7] 蘇亞南，田西昭，李紅超.河北省加油站地下水污染調(diào)查實(shí)例分析[J].南水北調(diào)與水利科技，2015，13（1）：57-60.