河北省加油站地下水污染调查实例分析

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摘要：以华北平原区某石油类污染场地为例，从污染源分布勘察、场地水文地质模型建立、土壤及地下水的现场调查入手，采用物探取样等一些取样方法，对不同深度土壤及地下水的有机污染进行调查和样品分析。结果表明：整个场地的土壤和地下水受到不同程度的污染，项目场地内浅层地下水受到了加油站成品油泄露的污染，其污染因子为甲基叔丁基醚、苯系物、石油烃和多环芳烃类，深层地下水并未受到加油站成品油泄露的污染。

关键词：加油站；地下水污染；修复技术

中图分类号：X52文献标志码：A文章编号：

1672-1683（2015）001-0057-04

Example analysis of Hebei Province gas station of groundwater pollution investigation

SU Ya-nan1，TIAN Xi-zhao2，LI Hong-chao2

（1.Hebei Provincial Environmental Scientific Research Institute ，Shijiazhuang 050037，China；

2.Hebei Institute of Environmental Geology Exploration，Shijiazhuang 050021，China）

Abstract：To petroleum contaminated site of the North China Plain Area as an example，By the investigation from the distribution of pollution sources，Establish the site hydrogeological model and he investigation from the field soil and groundwater，Some sampling methods are used as geophysical sampling，The investigation and analysis of samples of organic pollution on Soil and groundwater.it was concluded that The site of the soil and Groundwater are Contaminated in different extent，The shallow groundwater of Project site is polluted by Leakage of Refined oil in gas Station，The pollution caused by MTBE，Benzene，petroleum hydrocarbon and PAHs.While deep groundwater is not.

Key words：gas station；groundwater pollution；repair technology

目前，国内外加油站渗漏导致地下水污染的事故时有发生，加油站污染已经是一个世界性问题。石油主要是烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，具有致癌、致畸和致突变的潜在性。石油在环境中的大量存在严重影响整个生态系统。因此，全面了解石油类污染物在土壤及地下水中的吸附和迁移行为，预测分析石油泄露造成的土壤、地下水污染范围和程度，可为加油站泄漏事故后的污染修复治理提供可靠地技术保证。

国外对加油站渗漏地下水污染问题的调查和研究已有多年历史，已经历了发现、调查、评估、立法控制等阶段，建立了较为全面的监管体系，而国内在在这方面的研究才刚刚起步。本文通过收集研究区相关资料的基础上，通过大量野外采样数据分析，探索性的采取了物探高密度电法勘察法，模拟断面图，分析成品油污染影响程度及范围。

1场地概况

1.1加油站污染概况

研究区面积约为15 km2，其中加油站占地约23 km2，位于城区中心北部，分布有办公室和仓库等建筑物，另外配有汽油加油机两部和柴油加油机两部，设有汽油罐2个，柴油罐2个，共4个，均非标准罐体，另外设隔油池及地下水监测井等相关配套设施。

自加油站开始营业起至发现油罐漏油并开挖油罐共64 d。确认2号油罐漏油后，加油站对罐区进行了开挖，将四个油罐全部移除后发现，油罐区仅在1号、2号罐的罐底存在混凝土防渗层，而在3号、4号罐罐底未做防渗且在2号罐东侧存在漏油点，以致周边形成局部油泥混合物，并延伸至防渗区外。开挖现场显示，渗漏的汽油已经绕过防渗层渗漏至土层内，并向下运移。

1.2加油站特征污染物

加油站的地下储油罐渗漏污染物主要为汽油等轻质燃料油。这些污染物中，被认为对人类健康威胁最大的是单环芳烃类，而作为无铅汽油添加剂广泛使用的甲基叔丁基醚，由于其特殊的迁移性和潜在的危害性也在近年来颇受关注。加油站泄漏的石油在重力作用下进入土壤和地下水中，其主要成分包括苯等挥发性有机物（VOCs）。在污染研究和治理过程中，因石油中有机烃常以液体形态存在，且难溶于水，同时密度比水小，因此被称为轻质非水相流体（LNAPLs）。LNAPLs由点源泄漏后会在重力作用下在土壤包气带中垂向迁移，至毛细饱和区上界面后开始横向铺展，一直延至地下水面，最终漂浮在地下水面上形成 LNAPLs 的透镜体。

2研究区地形地貌及水文地质条件

研究区的地貌单元属山前倾斜平原古滦河冲洪积扇前缘与滨海平原交汇部位，地面标高为110 m左右。基岩地层主要为蓟县系、青白口系、寒武系、奥陶系、石炭系、二迭系。调查区无基岩，全部为第四系覆盖。相关的含水层（组）主要为松散岩类孔隙水含水层（组），碳酸岩盐类裂隙-岩溶水含水层（组）和基岩裂隙水含水层（组） ，详见图1。

图1调查区水文地质图

3场地包气带特征

地施工工程地质钻探孔5个，基本上查明了地面以下45 m内的工程地质结构。同时采取取原状土样38件，进行土工试验，明确了项目场地各个工程地质层的岩性和岩土性质。项目场地的地层岩性以粉土、粉砂、细砂和中砂为主，其各岩性的土工试验结果统计见表1。

4现场抽/注水试验

本场地施工的监测井进行了一次抽水试验和两个观测孔的注水试验。在场地抽水试验的过程中也同步测量了地下水水温的变化，见图2、图3。由该过程可知，在抽水过程中地下水水温变化较大，尤其是在停泵和开泵的瞬时，水温变化较剧烈，最终稳定在144 ℃左右。说明项目场地浅层地下水补给受限，循环交替作用缓慢。

5地球物理勘探

5.1物探仪器及工作方法

本次物探勘察仪器采用WGMD-4高密度电阻率测量系统。根据场区地形环境条件，现场情况及本次勘察目标为地

层中渗漏的燃油，根据燃油导电性差，与周围环境存在相对高阻的电性差异，因此该勘察方法是有效的，该区物探方法选用高密度电法，工作装置采用温纳装置。

表1场地土工试验成果统计分析

图2场地施工监测孔抽水试验水位标高动态过程曲线

图3场地施工监测孔抽水试验水温动态过程曲线

5.2物探成果推断解释

通过野外采集数据，室内整理，得到该高密度电法剖面的视电阻率反演拟断面图（图4）。该剖面位于加油站后侧，自北东向南西布设，剖面长300 m，该剖面整体视电阻率值较低，且高低阻交替变化，变化区间为25～260 Ω・m，符合第四系地层视电阻率变化趋势。参考相关已知资料，以80 Ω・m圈定高阻异常。

图4场地高密度电法剖面的视电阻率反演拟断面

5.3初步分析

综上所述，由工程勘察钻孔成果可知，该剖面下部地层依次为杂填土、粉土、细砂、粉土、粉砂、中砂、粉质黏土、中砂，也验证了该剖面的整体视电阻率应相对较低及高低阻交替出现的结果，结合钻孔成果推测该剖面中视电阻率高值异常为地层变化造成的电阻率差异影响。

由工作布置平面图知该剖面140号-180号测点穿过漏点，该范围内存在Ⅵ号、Ⅶ号两处高阻异常，且二者异常形态及变化趋势不同，由相关资料可知该加油站近期出现过漏油现象，推测浅部的Ⅵ号异常为燃油渗漏造成的电阻率差异影响。其影响浓积中心即为高值异常中心范围，随其扩散范围的增大，视电阻率逐渐降低至周围背景中，其影响范围可参考异常范围，直径约15 m（145号-170号测点），纵深约10 m（-5～15 m）。而深部的Ⅶ号异常为地层地质变化造成的电阻率差异影响。

5.4物探结论

根据布设的高密度电法剖面的视电阻率拟断面图的分析及参考相关地质资料可以得到如下结论：该剖面整体视电阻率值较低，呈高低阻交替，是下部地层的正常反应。剖面中155号-165号测点下方的Ⅵ号高阻异常，推测为燃油渗漏造成的视电阻率异常，其浓积中心顶部埋深距现地表约-5 m，直径约15 m（145号-170号测点），纵深约10 m（-5～15 m），随扩散范围的增大，浓度逐渐降低至环境背景值。

6场地土壤及地下水的污染特征分析

通过前期的资料收集、水文地质勘察及物探高密度电法勘察，已大致掌握了研究区的污染状况。为了进一步明确研究区土壤及地下水的污染特征及范围，进行了详细的野外取样及实验室化验分析。

6.1场地土壤污染评价

（1）场地土壤污染特征分析。

根据本次工作收集的加油站前期土壤监测成果，其监测工作分为两部分，其一为钻孔土壤PID测试数据；其二为土壤实验室测试数据。

由加油站土壤PID监测数据可知，土壤污染的范围集中在距泄露点48 m范围内，此距离之外再无土壤气污染检出。同时可知，在泄露点东侧检出的PID数据要明显低于在泄露点西侧检出的数据，说明泄露的成品油受油罐池底控制，在池底自东向西流动。由加油站土壤实验室污染测试数据可知，在距泄露点33 m处，土壤污染在115 m深度处有检出，而在195 m深度处未检出。这与本次工作确定的土壤污染深度为150 m是一致的。距离大于50 m的钻孔均为检出各种污染物。

（2）土壤污染范围的确定。

将本次所得土壤特征污染物分析化验结果等值线剖面图进行叠加，结合后文地球物理勘探结果验证，并辅以高达公司的土壤采样结果验证，最终确定该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50 m为半径的圆形，向下延伸约15 m的柱状范围，扣除上部26 m已开挖部分后，污染土壤的总体积大约为9734 m3，约合1 950 t。

6.2地下水基本指标污染评价

（1）浅层地下水。

通过水样化验结果分析及对项目场地的水文地质条件分析，确认项目场地内浅层地下水受到了唐胥路加油站成品油泄露的污染，其污染因子为甲基叔丁基醚、苯系物、石油烃和多环芳烃类，其污染程度达到了Ⅵ类（极重污染）和Ⅴ类（严重污染），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。

（2）深层地下水。

通过水样化验结果分析确认项目场地内深层地下水受到了甲基叔丁基醚、石油烃、多环芳烃总量的轻微污染。但通过对项目场地的水文地质条件分析，认为调查区内深层地下水的并未受到唐胥路加油站成品油泄露的污染，而是由其他因素造成的。

（3）污染原因分析。

综合以上分析认为造成调查评价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：主要污染因子包括硫酸盐、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、汞和铬（六价）等，其中氯化物、氟化物、总硬度、溶解性总固体、CODMn、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、铁、锰和挥发酚类存在超过《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）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：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。

7结论

（1）石油类有机污染场地的调查首先从场地识别入手，确定场地是否为有机类污染场地。而后进行场地踏勘，利用污染源追踪的办法，查清污染物的输运方式、产生地以及输运分布。

（2）污染范围与深度圈定，首先利用物探技术对场地典型污染源区进行探查，概略确定污染源周围的污染广度与深度，然后采用坑探与钻探的方法修正物探的探查成果，提高物探识别污染的可靠性。

（3）场地有机污染调查中，采用土壤气现场测试筛查技术，有目的地指导取样，避免了取样的盲目性，节约了取样成本和化验费用。

（4）地下水分层取样保证了不同含水层水质数据的可靠性和真实性。土壤样品保存采用加分析醇密闭保护，提高了数据分析精度。

（5）石油类污染场地的污染物以单环芳烃所占比率最高，其次为烷烃和烯烃。干砂层和地下水波动带的有机污染最为严重。重力和降水成为污染物下移的主要动力，不同岩性对污染物的运移和贮存有一定的控制作用。

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