采用解析法分析石油類在地下水中的擴(kuò)散影響

羅雪芬

（上海優(yōu)咨環(huán)境科技有限公司，上海201102）

0 引言

我國地下水的污染形式由小范圍的點污染向大范圍的面污染發(fā)展，污染因子主要包括重金屬、石油類等，石油中的多環(huán)芳烴可以通過植物和動物的吸收慢慢在其體內(nèi)富集，從而影響人體的身心健康，造成致畸、致變甚至致癌的風(fēng)險。由于地下水埋藏于地下，其污染的主要特點為隱蔽性和滯后性[1]，故其評價在整個環(huán)境影響評價體系內(nèi)相對來說比較薄弱，近年來國家制定了相關(guān)的法律和法規(guī)，為地下水環(huán)境影響的評價工作提供了指導(dǎo)。據(jù)此，本文對某廢礦物油處置項目對地下水的影響進(jìn)行分析研究。

1 研究對象

本文的研究對象為上海某進(jìn)行危險廢物處置的企業(yè)，該企業(yè)主要從事廢礦物油回收處置，以及廢乳化液、含油廢水的處理，占地面積約1×104m2，企業(yè)周邊5 km范圍內(nèi)環(huán)境敏感目標(biāo)主要有居住區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院以及地表水體和農(nóng)田。危險廢物處置過程中涉及的石油類等風(fēng)險物質(zhì)，可能對地下水環(huán)境產(chǎn)生影響。

2 地質(zhì)和水文地質(zhì)概況

項目所在的區(qū)域內(nèi)含水系統(tǒng)分布情況為，屬于晚更新統(tǒng)的第一和第二承壓含水層，屬于中下更新統(tǒng)的第三、第四和第五承壓含水層，巖性則主要為中砂、粗砂和夾粉細(xì)砂層，隔水層主要由黏性和粉性土組成。

3 地下水現(xiàn)狀調(diào)查與評價

3.1 地下水現(xiàn)狀監(jiān)測及評價

根據(jù)導(dǎo)則要求，場地內(nèi)共布設(shè)11口地下水監(jiān)測井，其中5口井監(jiān)測水質(zhì)，11口監(jiān)測井全部監(jiān)測水位。

地下水水質(zhì)現(xiàn)狀采用導(dǎo)則中的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法進(jìn)行評價，當(dāng)因子的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)大于1時，則表明該水質(zhì)因子已經(jīng)超標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)的值越大，表明污染超標(biāo)的越嚴(yán)重。標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)計算公式如下：

式中，P為水質(zhì)因子的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)，無量綱；C為水質(zhì)因子的監(jiān)測濃度值，mg/L；Cs為水質(zhì)因子的標(biāo)準(zhǔn)濃度值，mg/L。

地下水中石油烴的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果及其標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)見表1。

表1 地下水石油烴水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)

根據(jù)表1中的監(jiān)測結(jié)果，地下水中的石油烴沒有出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。

3.2 地下水流場特征

項目廠區(qū)內(nèi)11個地下水水位監(jiān)測井的高程及穩(wěn)定水位線的數(shù)據(jù)記錄如表2所示。地下水流向見圖1，廠區(qū)內(nèi)地下水的流向大致為由北向南流。

表2 地下水水位高程

圖1 地下水流向圖

4 地下水環(huán)境影響預(yù)測與評價

4.1 預(yù)測情景及源強(qiáng)選取

該廢礦油處置項目的廢水處理隔油池為地下式結(jié)構(gòu)，且長期有廢乳化液、自產(chǎn)含油廢水以及公輔工程廢水輸入及隔油后的廢水輸出，發(fā)生泄漏后很難發(fā)現(xiàn)，最有可能對地下水的環(huán)境造成污染。固選取隔油池發(fā)生事故性泄漏，泄漏廢水滲入土壤進(jìn)而滲入地下水潛水層進(jìn)而污染地下水的情景。

隔油池用于收集廢乳化液、自產(chǎn)含油廢水以及公輔工程廢水，廢水中石油類的最大補給濃度為20 000 mg/L，石油類以滬環(huán)土〔2020〕62號文中《上海市建設(shè)用地地下水污染風(fēng)險管控篩選值補充指標(biāo)》中第二類用地篩選值作為計算閾值（1.2 mg/L）。

表3 廢水源強(qiáng)參數(shù)

4.2 預(yù)測模型及參數(shù)選取

根據(jù)地下水導(dǎo)則中提供的預(yù)測模型，結(jié)合項目所確定的污染源情況，其屬于一維穩(wěn)定流下的一維水動力彌散問題，主要污染物評價持續(xù)泄漏的情況下對地下水造成的影響，解析模型如下：

式中：C0為污染物補給濃度，mg/L；C為t時刻在x處污染物濃度，mg/L；x為離源距離，m；t為時間，d；u為水流速度，m/d；I為水力坡度，無量綱；K為滲透系數(shù)，m/d；n為有效孔隙度，無量綱；DL為縱向彌散系數(shù)，m2/d；erfc（）為為余誤差函數(shù)。

4.3 預(yù)測結(jié)果

在選取的泄漏情景下，石油類泄漏的預(yù)測濃度見表5和圖2，石油類最大超標(biāo)影響范圍見表6和圖3。

圖2 石油類濃度分布圖

圖3 石油類最大超標(biāo)影響范圍

表5 石油類運移預(yù)測濃度一覽表（單位：mg/L）

表6 石油類最大超標(biāo)影響范圍

隔油池持續(xù)泄漏20年內(nèi)的情景下，石油類的影響距離不會超過40 m，項目污染源地下水的下游周邊40 m距離范圍內(nèi)均為工業(yè)用地，由此可見在事故狀態(tài)下，僅在項目潛在地下水污染源周邊較小的范圍內(nèi)會出現(xiàn)了地下水水質(zhì)影響超標(biāo)的情況，該范圍內(nèi)不存在地下水環(huán)境的敏感目標(biāo)或地下水直接污染受體，對項目所在地的地下水環(huán)境影響程度有限。

表4 預(yù)測參數(shù)選取

5 風(fēng)險防范措施

根據(jù)預(yù)測所得到的結(jié)果，石油類發(fā)生泄漏后對地下水的環(huán)境造成了一定的影響，因此企業(yè)需要加強(qiáng)風(fēng)險方面的防范措施，采取預(yù)防，降低石油類泄漏對環(huán)境造成的影響。

5.1 風(fēng)險管理制度

企業(yè)應(yīng)制定完善的管理制度，在物料儲存和裝卸方面制定相應(yīng)的規(guī)范、設(shè)置能做到及時提醒的報警系統(tǒng)、制定日常巡檢和維護(hù)責(zé)任制度，預(yù)設(shè)專人按要求對處置設(shè)備、輸送管道等進(jìn)行檢查。

5.2 風(fēng)險防范措施

企業(yè)應(yīng)根據(jù)實際風(fēng)險單元采取地面分區(qū)（一般防滲區(qū)和重點防滲區(qū)）防滲措施；在貯存區(qū)和處置區(qū)的四周設(shè)置收集槽；廠區(qū)內(nèi)需設(shè)置合適大小的事故應(yīng)急池，用于事故廢水的收集，避免發(fā)生次生污染；廠區(qū)內(nèi)雨水和污水進(jìn)行分流，雨水排放口按規(guī)定進(jìn)行截止閥的設(shè)置；當(dāng)泄漏量較小時，采用工具進(jìn)行現(xiàn)場處置等風(fēng)險防范措施，防止事故污染向環(huán)境擴(kuò)散轉(zhuǎn)移。

6 結(jié)語

本文以某廢礦物油處置項目為例，預(yù)測并分析石油類泄漏對地下水環(huán)境造成的影響，并結(jié)合預(yù)測結(jié)果對企業(yè)在風(fēng)險防范方面提出建議，供相同類型的項目做參考。