第13卷01期2015年2月
南水北调与水利科技
South-to-North Water Transfers and Water Science&Technology
Vol.13No.01
Feb.2015
苏亚南1，田西昭2，李红超2
(•河北省环境科学研究院，石家庄050037；.河北省环境地质勘查院，石家庄050021)
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，LIHon g-chao2
(1.Hebe Provincial Environmental Scientific Research Insiule f Shijiazhuang050037,Ch狀犪
2.Hebe Insiut of Environmental Geology Exploration,Shijiazhuang050021,Cha)
Abstract:TopetroleumcontaminatedsiteoftheNorthChinaPlainAreaasanexample，Bytheinvestigationfromthedistributionofpo l ution sources r Establish the site hydrogeological model and he investigation from the field soil and groundwater.Some sampling methods are used as geophysicalsampling，Theinvestigationandanalysisofsamplesoforganicpo l utiononSoilandgroundwateritwasconcludedthatThesiteof thesoilandGroundwaterareContaminatedindi f erentextent，Thesha l owgroundwaterofProjectsiteispo l utedbyLeakageofRefinedoilin gasStation，Thepo l utioncausedby MTBE，Benzene，petroleumhydrocarbonandPAHs Whiledeepgroundwaterisnot
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15km2，其中加油站占地约2.3km2，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
收稿日期：2014-11-20
作者简介：苏亚南（1979-。男，河北人，工程师，主要从事环境规划方面研究E-mail：synsyn@163
第13卷01期•南水北调与水利科技• 2015年2月
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11.0 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。调查区无基岩裸露，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），碳酸岩盐类裂隙一 岩溶水含水层（组）和基岩裂隙水含水层（组），详见图1。
水
15.1
水
水
#
14 J
9.7
桃
水
9.1
7.5
15.5.b
"7.2
桃;
牲
8.7
7.6
牲
牲7.4
.27.61
眇'
4.1
了郊?水
苗
水
河1：
水
水
幼
7.6
水
幼
<5
□
/
水
12.9
乱摄
10.9
#4086.88
乱摄
水
10.9
；体炯总\
水
水
幼气
水
水
塘
水
ioJ
<5
水
10.2
9.9
7.9.9
9.5*6
~
9T
王庄
西10.:
9.1
9.
j 王庄-7,8
5-10
9.1
9.1
7.9
7..
7.8.7
7.9
L8
7.i
*8.2
7.6
<6
10〜
15
6.2
桃谜/j 14.2
目
踰7°
-------4U-幼15.2—
水9.5
9.9水
9.5幼
15.9
讹气站
«.6
7.7<•.7-■ 7.8
齟［场
水.水水L
王禾庄
吐Fi
，2
寿王庄
河 / 7-7
醫王家牙
机场8.（<5
15-5 !6.卜：沙滩 16.16
侶 莖材毎
14.6 r
市机彳
宀
车训练基地
[T 14.4
14.5
> 14.1
\_______________________!
例
图
5~10
10〜15
县区界标咼点
硏质
细砂为主 分布区
第四系浅层水富水性分区（单位涌水量n?/（h - m ））
项目场地
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14.4 r 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。
苏亚南等•河北省加油站地下水污染调查实例分析
表1场地土工试验成果统计分析
项目
粉土
粉砂
细砂中砂平均
砾
000000000000
000颗粒砂粒 组成 ,＜、4624
736491008977
7516/% 粉粒
53183834
1100
1023
2819
黏粒999903000000476
含水率
(%)
1848
1347
1598
干密度
/( • cm 3)
201206
——204
湿密度
/( • cm 3)
170
180
——175
土粒比重
/(g • cm 3)
268266
——267
孔隙比058
048——053
饱和度
/( • cm 3)
84888156—
—
8322
渗透系数
/(cm • s 1)
1. 71E-05342E-04200E-03152E-03968E-04
-6
-7
-11
-12----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Z CC 寸 5 O I Z CC 寸 5 O I Z CC 寸 5 O I Z CC 寸 5 O I Z CC 寸 5 O I Z CC 寸 5 O O O O O
图2场地施工监测孔抽水试验水位标高动态过程曲线
£££££口口口口口口龙龙龙龙龙龙巴巴巴巴巴巴凹
时间
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 Q • m，符合第四
water pollution系地层视电阻率变化趋势。参考相关已知资料，以80 Q • 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号一180号测点穿过漏
点，该范围内存在W 号、W 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W 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号一170号测点、，纵深约10
m ( —5〜15 m )。而深部的W 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号一165号测点下方的M 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一 5 m，直径约15 m(145号一170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4.8 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。这与本次工作确定的土
壤污染深度为15. 0m 是一致的。距离大于5. 0 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5.0 m 为半径
的圆形，向下延伸约15 m 的柱状范围，扣除上部2.6 m 已开
挖部分后，污染土壤的总体积大约为973. 4 m 3，约合1 950 t 。
第13卷01期•南水北调与水利科技・2015年2月
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，其污染程度达到了巾类(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M GB/T14848—93)中川类标准限值的现象。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。
参考文献：
［1］罗兰•我国地下水污染现状与防治对策研究中国地质大学学报：社会科学版,2008,(3)•
［2］王华，王志良，夏明芳，等•污染场地土壤及地下水调查实证分析扬州大学学报：自然科学版,2006,9⑷：78-82.
［3］周奋兴，郭怡婷，高平洲，等.DNAPL污染厂址调查程序与整治方法评估［A］第二届国际环境灾害及紧急应变技术研讨会论文集［C］台湾：国立云林大学出版社,2004.
［4］Lahvis^Baehr.Simulatin gtranspott of volatile organic compounds in theunsaturatedzoneusingthecomputer modelr-unsat［M］
Washington D C：USGS,1997.
刘雪松•便携式气体检测仪在土壤有机污染快速筛查中的应用环境工程,2008,12(增刊)289292.
河北省地下水基础环境调查评估［R］2014.
(上接第56页)
5实施效果
(1)水质得到改善。河底底泥及水中垃圾均被清除，城市污水也被截留不再排入河道，而进入城市污水处理厂。河道水质将得到显著改善，水域生机显现出来。
(2)河岸景观更加美丽。各种类型的园林绿地及艺术造型在两岸被建了起来，水清、树绿、花鲜、鸟鸣，
这别致的生态廊道将成为首都的五条绿长廊，供人们休憩、游览、锻炼身体，将成为最适人们居住和工作的区域。
(3)生物生态廊道作用明显。项目通过对河道及其两岸的生物生态廊道设计，与温榆河生态规划及其生物生态廊道的设计相一致，可以充分发挥城市生物生态廊道的生态作用，对物种的顺畅流动和维护城市生态平衡具有重要意义。参考文献：
［1］蒋屏，董福平•河道生态治理工程［M］北京：中国水利水电出版社，2003
［2］中国21世纪议程管理中心，北京大学环境工程研究所编译•城市河流生态修复手册［K］北京：社会科学文献出版社,008.［3］财团法人，河道整治中心•周怀东，杜霞，李怡庭，等译•多自然型河流建设的施工方法及要点［M］北京：中国水利水电出版社，2003
［4］宋庆辉，杨志峰•对我国城市河流综合管理的思考水科学进展，2002，13(3):377-382
［5］张明，曹梅英•浅谈城市河流整治与生态环境保护中国水土保持,2002(9):33.
发布评论