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油品泄漏场地污染控制与修复实例分析

时间:2016-07-04来源: 作者: 点击: 92次


 

摘要:油品泄漏是土壤和地下水有机污染的主要来源之一,污染物进入地下会在土壤、地下水和土壤气体中发生迁移,如果不能得到及时有效处置,将严重威胁附近居民健康和生态环境。正确应急处置能够及时有效的控制污染范围扩散、降低污染影响程度,多种修复技术综合运用能够增强修复技术的适用性、有效性和经济性。本文就油品泄漏污染控制与修复案例进行分析,主要从应急处置工作开展、场地修复目标值确定和修复技术选择三个方面展开论述,为其他油品污染场地控制与修复提供参考。

关键词:油品渗漏 应急处置 地下水污染 土壤污染 修复技术

Case study on emergency controlling and remediation technologies in the oil spill site

  Xu Zhenfei  Wang Chengfeng  Yun Zhihan

(Sichuan Geological Engineering Investigation Institute, Chengdu 610072 , China)

Abstract:Petroleum products spill is one of the main source of groundwater organic pollution,leaky organic pollutants will migration and diffusion in the soil,groundwater and soil gas, and this will poses a seriously threat to the health of nearby residents and the local ecological environment without emergency controlling in time. Reasonable emergency controlling is of great significance for limiting pollutants diffusion and reducing the degree of pollution. Comprehensive use of several methods would enhance the applicability, validity and economics of remediation technologies. In this paper, an example was analyzed from emergency controlling, determination of the target value and the choice of remediation technologies, and provides a reference for others.

 

Key word:Petroleum products spill;emergency controlling;groundwater pollution;soil pollution;remediation technologies

中图文分类号:X523        文献标识码:B

 

石油是一种含有数千种毒性大且疑有“致癌、致畸、致突变”效应有机物质的复杂混合物[1][2]。石油及其制品与人类生活关系密切,石油及石油类制品泄漏在开采、加工、运输等过 程时有发生[3],成为土壤和地下水有机污染的主要来源之一。

油品泄漏引起的土壤和地下水污染具有较强隐蔽性和滞后性[4],往往容易引起人们的忽视,一旦发现事故迹象,污染已蔓延到较大范围甚至严重污染。污染事故发生后,应急处置工作对于控制污染扩散和污染趋势控制至关重要,后期修复治理目标的确定与技术的选取直接关系到场地修复的有效性、适用性和经济性。本文对油品泄漏污染场地控制与修复案例进行分析,供其他污染场地控制与修复参考。

1、油品渗漏场地概况

研究区属丘陵、平坝区,渗漏位置位于浅丘顶部,原始地形较高的北西部各发育一条溪沟向南东汇合为一条沟谷,沟谷与河流连接。场地建设过程中,进行了场地平整形成开阔平台,并在场地东侧形成填方边坡,填方厚度3~15m。

研究区内地表大面积出露第四系全新统松散堆积层以及白垩系下统神皇山组(K1s)棕红色砾岩。第四系松散堆积层岩性以粉土、碎石土、砾岩块石等人工堆积物及粉质粘土等坡积物为主。人工填土由于其结构松散,透水性较强,坡洪积物岩性以粘性土为主,弱透水或基本不含水。白垩系下统神皇山组(K1s)砾岩或伏于坡积层之下,或直接出露于地表,赋存风化裂隙水,水量贫乏且不稳定。场地平整之后,对区内地下水流场稍有改变,填土处地下水水位缓慢抬升,多已抬升至第四系松散堆积层中,场区水文地质剖面见图1所示。


图1 场区水文地质剖面图

Fig 1.  Field Hydrogeological Cross-sections

2、应急处置工作开展

油品泄漏事故发生后,立即进入应急处置阶段,及时探查并切断污染源并采取有效措施控制污染物进一步扩散[5][6],通过开挖截流槽、地下水抽出处理和活性炭、吸油毡吸附等手段控制污染范围进一步扩大,初步查明污染物运移路径和蔓延范围。

(1)油品泄漏发生后,立即进入应急处置阶段。关闭所有油品输送和储存设备。

(2)通过现场应急勘察、钻探取样和原始资料分析,初步判断石油类污染物运移路径和圈定扩散范围。事故发生后,迅速组织水文地质专业技术人员对场区及周边开展应急勘察工作,通过取样检测周边水井、地下水天然出露点、地表水和勘察孔内地下室石油类含量,确定污染源来自某储油罐,油品经罐底垂直向下渗入素填土中,随地下水顺主沟向下游移动和扩散,且主要分布于沟谷南侧原始低洼处。

(3)本次应急处置工作采取开挖截流槽、地下污水抽出-处理等方法进行污染物去除工作,有效控制污染物的进一步扩散。当地下水中石油类污染物明显减少,污染趋势得到有效控制即开展后续修复治理的相关工作。

3、修复目标值确定

在分析区域地质和水文地质资料的基础上,开展详细水文地质调查与地下水、地表水石油类指标监测工作,水文地质特征和地下水和土壤中油品污染范围和污染情况;通过调查和采样测试,获得修复场地土壤垂直渗透系数、天然含水率、干容重、饱和度、孔隙度和有机质含量、污染物含量等指标详细调查场地修复区的土壤物理参数,为修复范围、修复措施、修复体积的确定提供科学性依据。

修复目标值是根据场地可接受污染水平、场地背景值、经济技术条件和修复方式(修复和工程控制)等因素综合确定的场地土壤和地下水中污染物的修复后需要达到的限值。

(1)通过调查和访问,结合本区石油类含量背景值和地下水利用现状,按照《农田灌溉水质标准》中关于旱地的限制指标要求,地下水中石油类指标含量达到小于5mg/l。该场区及附近场地为农村居民区,几乎家家有井,取水层位为K1s基岩风化裂隙水,耕地主要耕作方式为旱作。受K1s上覆第四系坡洪积物(粘性土)的相对隔水作用,污染物暂未进入风化裂隙水含水层。

(2)依据《废矿物油回收利用污染控制技术规范》(HJ 607-2011),参照《农用污泥污染控制标准》(GB4284-84)要求,对含油率≥0.3%的油污土壤进行清理,采用挖出异地曝气或拉运至具有资质的处理厂进行无害化处理;对污水进行回收,转运至具有资质的污水处理单位集中处理,达到《综合污水排放标准》一级标准要求后排放。

(3)依据现场周边环境及植被情况,进行植被恢复。本次事故未对场区周边植被造成危害,暂不需要进行植被恢复。

4、修复方案优选

污染地下水和土壤修复技术按照修复方式可分为异位修复和原位修复[7]。污染地下水常用修复技术有地下防渗墙、抽取-处理技术、空气曝气技术、原位化学氧化技术和渗透反应格栅技术等[8][9];污染土壤修复常用技术有客土置换、土壤蒸汽抽提、生物通风技术、热解吸技术、土壤原位淋洗技术、原位化学氧化技术等[10][11][12]。受场地的现状、场地开发、修复成本、修复时间、修复效果等因素限制,技术的适用性各不相同。在综合考虑修复技术的有效性、经济性、实用性、成熟可靠性等因素的基础上,初步确定了该场地污染土壤和地下水的修复技术。

根据场地调查结果,在场区北侧围墙下游包气带处,回填土层与原冲沟的界面有一地势较为平缓的区域,泄漏油品在此区域聚集,在该区下游布设一道防渗墙,达到隔离污染物的目的。得益于前期准确有效的应急处置工作,防渗墙下游污染程度较低,在修复技术选择与污染程度较高的上游进行区分。

(1)地下水修复技术优选

污染地下水修复采用地下防渗墙、抽取-处理技术,结合基于物理原理的原位修复技术,如空气曝气技术或渗透反应格栅技术(吸附法),适应该场地地下水污染治理。在防渗墙上游,通过防渗墙内侧沉井汇集防渗墙上游的污染物,结合抽出-处理技术达到清理污染物的目的,防渗墙下游充分利用应急处置阶段开挖的截流槽和地下水揭露点、出露点,综合利用活性炭、吸油毡吸附和抽出-处理技术清除地下水中污染物。

(2)污染土壤修复技术优选

场站不具备就地异位修复土壤的条件,如采用客土置换治理污染土壤,需要将挖出土壤交由有资质的第三方处置。应急初期的第一道隔离槽已阻隔了污染物向下迁移,隔离区下游的土壤污染来源于初期上游地下水携带的污染物,污染程度较轻,可利用自然条件清除。

防渗墙上游综合使用原位淋洗技术、土壤气相抽提和生物通风。土壤包气带和毛细饱和带的治理采用土壤原位淋洗技术,通过注水井注水加速油品向防渗墙处汇集,汇集在防渗墙前的地下水经抽出-处理达标后排放,以大幅削减污染源区的污染强度。在场地包气带土壤中初步按影响半径为6m布设抽气井和通风井,抽气井和通风井按照正三角形中心法则布置,3个抽气井中心对应1口通风井。抽气井和通风井井头为多功能井头,可抽气、注气、注入微生物(含营养液),采用间歇式注入方式。抽出气体采用地面处置装置处理(例如活性碳过滤),达标排放。

结论

(1)油品泄漏场地应急处置工作十分关键,本研究区的应急处置工作达到了查明污染物来源、圈定污染物运移路径和限制污染物扩散的目的。通过对地下水、地表水石油类指标的监测与探测,较直观指示了污染源来源和运移路径,利用截流槽截流、地下水抽出-处理技术和活性炭吸附等手段有效降低场地污染水平并限制污染范围的进一步扩大。

(2)根据污染场地实际情况,可对场地进行分区治理。应急处置工作有效控制了污染源的运移和扩散,使得污染物主要集中在上游松散素填土和地下水中,下游污染物水平较低,因此将污染区分为上、下游进行分区治理。

(3)污染场地修复应当分前期治理和后期治理两个阶段,多种手段综合使用能修复治理的有效性、适用性和经济性。在修复治理前期,上游是污染物的集中区,综合使用土壤气相抽提、生物通风、和土壤原位淋洗等直接有效的技术手段;下游由于污染水平低,综合使用地下水抽出-处理和吸油毡吸附等成本低、便于操作的技术手段。修复治理后期,利用土壤中土著微生物的作用,使残余的少量污染物自然降解。

(4)多数油品运输和储存场所缺乏对油品渗漏造成的地下水、土壤污染缺乏足够关注,建议对场区及周边范围长期开展地下水石油类指标监测工作,并建立异常反馈机制和应急预案。

参考文献

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    作者简介:徐振飞(1987-),男,湖北黄冈人,硕士研究生,助理工程师,从事水文地质、工程地质与环境地质专业技术工作.

 

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