淋洗-抽提技術修復柴油汙染土壤及地下水案例分析
作者：陳思莉；易仲源；王驥；潘超逸；常莎；虢清偉；周俊光；孫蘭；
1：生態環境部華南環境科學研究所
引 言
石油作為重要的工業原料，在能源、材料、化工等領域有著至關重要的作用。然而石油在開採、加工、儲藏、運輸及使用等環節的非正常洩漏會造成土壤及水汙染。自20世紀70年代來，國外在地下水汙染修復和治理方面進行了大量系統深入的研究，探索了很多實用的地下水修復技術和理論知識，包括物理法、水動力控制法、流線控制法、抽出處理法、原位處理法等。由於地下水系統自身的複雜性和修復操作的難度，地下水汙染修復時間一般會很長。相比之下，地表水的汙染治理技術已相當成熟。因此，很多國家和地區採取將地下受汙染的水抽提到地面，用增上水處理系統加以淨化，同時補給等量的潔淨水回灌至修復區，這樣既治理了汙染區的水環境，也不影響當地地下水系統的穩定，是一種合理可行的辦法。我國學者也在借鑑國外治理經驗和技術的基礎上，對水力破裂法進行了深入的研究，與地下水抽提技術、抽出處理技術等其他技術相結合後，使受汙染地下水修復效果更加明顯有效。
石油汙染土壤具有體系複雜、範圍廣、治理難、週期長、危害大等特點。土壤受到石油汙染後，土著微生物的生長遭到破壞，影響地表農作物對營養成分的攝取，破壞了區域性的生態環境。同時，遷移性強的石油烴會隨土壤水分遷移，穿過土壤包氣帶到達地下含水層，汙染地下水，再隨地下水的輸送與使用而危害人類健康。土壤修復技術是1項涵蓋多個學科的綜合技術，如化學、物理學、地質學、材料學、生物學和環境學等。近年來，對石油汙染土壤治理的研究越來越多，我國的土壤汙染修復技術也取得顯著進展。本文以珠海某電鍍行業企業柴油洩漏汙染土壤及地下水的場地評估及汙染治理為例，受汙染地下水採取異位抽提處理技術進行修復，同時對石油類超過土壤背景值上百倍的土壤進行淋洗，確保受汙染地下水中石油類含量達到GB 5749-2006《生活飲用水衛生標準》中石油類標準限值（0。3 mg/L）。
1、實施方案
1。1工程概況
2017年7月，珠海某電鍍行業企業由於工廠柴油儲油罐與生產車間之間的輸油管不均勻沉降造成管道折彎，產生裂隙後漏油造成土壤及地下水汙染。事件發生後，該企業共清運了330 t重汙染土壤，參考國家危險廢物名錄（2016年），受柴油汙染土壤屬於 HW49其他廢物，交由第三方公司進行無害化處置，重汙染土壤在場地內開挖尺寸為L×B×H=18 m×10 m×l。5 m。透過開挖清運的方式緊急處理重汙染土壤後，由於繼續開挖可能對廠房結構安全造成影響，因此需根據場地土壤及地下水汙染現狀，確定場地汙染範圍，制定修復工藝，確定相關工藝引數，並對工程的實際執行效果進行評估。
1。2場地汙染評估結果
1）場地土壤及地下水汙染現狀。
根據《場地環境調查技術導則》相關規定，對該企業漏油事件進行汙染場地調查，開展場地汙染損害評估。因本次汙染事件是由於柴油洩漏造成，特徵汙染物較為明確，故選取地下水中的石油類及土壤中的總石油烴作為特徵因子，對可能受汙染的區域進行監測並開展風險評估工作。透過初探井及二次勘探井的方式確定疑似汙染區域：以洩漏點為中心，向四周0～ 60 m分佈設定勘探井，並採集距離洩漏點100～130 m的勘探井作為背景點，採集表層（0～0。2 m）、中層（2。0 m）及底層（5。0 m）土壤樣品各1。0 kg；依據《地下水樣品採集技術指南》，採集500mL地下水樣品，獲取疑似汙染區域內的土壤和地下水樣品進行監測分析。地下水選取石油類監測指標，監測方法為紅外分光光度法；土壤選取石油烴（C10-C40）作為監測指標，監測方法為氣相色譜法。勘測井分佈如圖1示，勘探井地下水、土壤監測結果見圖2 圖3所示。
對重汙染區域開挖區內洩漏點進行取樣監測分析，可知開挖區土壤石油烴類指標濃度為223 mg/kg，地下水石油類指標濃度為329 mg/L。且根據圖2可知，距離洩漏點越遠，地下水石油類濃度越低，參考 GB 5749-2006中石油類標準限值（0。3 mg/L），洩漏點開挖區地下水濃度超標了1095倍，這主要是由於受汙染土壤與地下水接觸後，石油類物質進入地下水，導致石油類超標嚴重。2號、6號井石油類濃度為0。45～0。48 mg/L，超標0。5～0。6倍，受到輕微汙染。其餘井地下水石油類濃度均為0。1～0。3 mg/L，屬達標。其中背景點14號井地下水石油類為0。09 mg/L。
汙染場地調查的土壤汙染特徵參照 GB 36600-2018《土壤環境質量建設用地土壤汙染風險管控標準（試行）》中第二類用地篩選值石油烴（C10-C40）限值（4500 mg/kg）。由圖3和表1可知：洩漏點開挖區，1-4號勘探井土壤石油烴類均達標。
2）場地汙染範圍的確定。
根據土壤及地下水監測資料顯示，當評估區域內所有監測點土壤中石油烴濃度低於GB 36600-2018中第二類用地篩選值石油烴（C10-C40）限值（ 4500 mg/kg）時，受汙染土壤基本清運完畢；地下水在開挖區受到較為嚴重的汙染，石油類指標濃度高達329 mg/L，而在周邊區域受到輕微汙染；透過對比可判斷地下水汙染範圍較土壤範圍大，這主要是由於特徵汙染物在地下水中遷移速度大於土壤中。
地下水汙染範圍為東面25 m以內，西面、北面40 m以內，南面10 m以內，汙染面積約為1500m2，且均在廠界內。汙染範圍見圖1。
1。2修復工藝流程
1）治理目標。
由於我國現行的GB/T 14848-2017《地下水質量標準》中沒有石油類標準限值，本次漏油事件場地汙染治理參照GB 5749-2006中石油類標準限值，將地下水中石油類治理目標值設定為0。3 mg/L。
2）汙染治理技術篩選及確定。
汙染地下水的修復技術根據技術原理可分為四大類，即物理法、化學法、生物法和複合修復技術。按修復方式可分為異位修復和原位修復技術。異位修復是將汙染物先用收集系統或抽提系統轉移到地上然後再進行處理的技術。綜合考慮技術使用範圍、治理技術的應用效果、治理時間、治理成本、治理工程的環境影響等因素，異位修復抽提處置技術適用於重金屬、有機汙染物、石油烴等汙染物的治理（表1）。
3）工程方案的制定。
本工程採用異位修復抽提處置技術，抽取受汙染地下水至廠區汙水廠處理，透過不斷地抽取汙染地下水，使汙染羽的範圍和汙染程度逐漸減小，並使含水層介質中的汙染物向水中轉化而得到清除。該方法對於汙染範圍小且汙染較輕的情況較為合適，同時廠區現有汙水處理設施具備處理含油廢水的處理能力，極大限度地降低了處理成本。受汙染區域內土壤石油烴類雖已低於GB 36600-2018中第二類用地篩選值石油烴（C10-C40）限值（4500 mg/kg），但與背景點14號勘探井表層土壤濃度0。 56 mg/kg相比仍然較高，尤其是洩漏點附近土壤中石油類濃度達到223 mg/kg，為確保地下水儘快達到GB 5749-2006中石油類標準限值（0。3 mg/L）標準，工程確定對地下水受汙染區域的上部土壤進行淋洗，淋洗後的水進入地下水後抽取至廠區汙水廠處理。
漏油事件發生後，該企業及時將重汙染土壤開挖清運，現場開挖區（尺寸為長18 m、寬10 m、深1。5 m）形成地勢較低的區域，同時透過監測，地下水水位為-1。5 m，故可在事故洩漏點下方開挖汙水收集坑，坑底標高為-3 m，利用周邊地勢高、中間地勢低的原理，將周邊淋洗土壤的水彙集到汙染收集坑內，抽取地下水至汙水廠處理，持續處理至地下水石油類濃度恢復到目標值範圍，實現修復。具體處理原理見圖4所示。
1。3工藝引數
1）土壤表面淋洗工藝引數。
噴淋灑水區域選定為洩漏點開挖區及周邊區域綠化帶，噴淋灑水區域內佈設自來水管道及噴淋頭，噴淋頭覆蓋面積直徑>2 m，灑水量>0。1 m3/h，輸水管安裝水錶記錄灑水量。
2）含油廢水收集處理。
洩漏點開挖區內設定汙水收集坑，收集坑L×B=1。0 m×l。0 m，坑底標高為-3 m，經周邊區域噴淋灑水處置後，受汙染地下水向開挖區遷移彙集至收集坑，含油汙水經水泵輸送至該公司汙水處理站處理達標後排放。
3）監測取樣點位及頻次要求。
為觀察工程實施效果，需要設定監測取樣點位以及取樣頻次要求，將受汙染地下水開挖區、2號和6號勘探井作為監測物件，監測頻率為每週1次，當監測結果有較大程度降低時，對勘探井進行取樣監測，其他勘探井可作場地恢復處理。
2、工程執行效果
本工程自2018年1月25日開始至2018年9月20日結束，歷時9個月，總耗水量為8065 m3，其間不間斷地對l號、8號監測井以及開挖區的地下水取樣監測，其結果如圖5和圖6所示。由圖5可知：當治理至2018年5月15日時，8號勘探井地下水開始達標；6月25時，l號勘探井地下水開始達標；由圖7可知：當治理時間至8月12日時，開挖區地下水開始穩定達標，繼續觀察1個月，仍然穩定達標，因此可判斷地下水已達到標準值，地下水工程修復已完成。
3、結束語
本次柴油洩漏汙染土壤及地下水事件發生後，該企業第一時間隔斷汙染源並對重汙染土壤進行清運，以減少汙染源的擴散。透過對受柴油汙染的場地進行評估，確定受汙染土壤已清理完畢，但開挖區地下水受到較嚴重汙染，洩漏點周邊區域地下水受到輕微汙染，汙染範圍約為1500m2。根據現場實際情況確定汙染治理方案為異位處理，即透過周邊淋洗、中間抽水的方式，抽取後的地下水經該廠區汙水處理廠處理後排放。經過9個月的汙染治理後，成功使得地下水石油類濃度穩定達到標準值0。3 mg/L。
本案例受汙染面積較小，若更大面積受汙染，則修復之前需要對汙染區域隔離，防止淋洗時汙染物擴散。本方法不新增任何化學藥劑，無二次汙染產生，不改變土壤原有理化性質，對土壤生態環境破壞較小，具有一定的應用前景。