1、美國地下儲(chǔ)油罐項(xiàng)目的前世今生
石油地下儲(chǔ)油罐在美國多用于汽車加油站和一些軍事基地。1980年以前安裝的許多UST使用裸露的未加防腐鍍層的鋼管，隨著時(shí)間的推移不斷腐蝕掉;并且當(dāng)時(shí)地下儲(chǔ)油罐的安裝和經(jīng)營管理不當(dāng)，這些導(dǎo)致了石油的泄漏。 一旦泄漏，石油就會(huì)污染到土壤及地下水、飲用水含水層、飲用水井、及室內(nèi)外空氣，對環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重危害。
1984年，美國“資源保護(hù)及恢復(fù)法案”(Resource Conservation and Recovery Act (RCRA))的“危險(xiǎn)和固體廢物修正案”要求環(huán)保署制定地下儲(chǔ)油罐的法規(guī)以減少和防止對環(huán)境的污染。1988年12月，美國環(huán)保署在每個(gè)州建立地下儲(chǔ)油罐項(xiàng)目對地下儲(chǔ)油罐進(jìn)行登記和檢查及對石油泄漏進(jìn)行清理。在接下來的十年中，許多舊的UST 被移除;成千上萬的UST被更新為由耐腐蝕材料制成的(例如玻璃纖維)雙壁儲(chǔ)罐及管道構(gòu)造的有防漏防溢和泄漏檢測裝置的新儲(chǔ)罐。
美國地下儲(chǔ)油罐項(xiàng)目 (UST Program)是美國EPA一個(gè)很成功的舉措。根據(jù)2017年的UST Program績效評估報(bào)告，自1984年啟動(dòng)UST項(xiàng)目以來，已結(jié)案1,856,451個(gè)UST案例。截至2017年9月，經(jīng)過三十多年的努力，已清理了46.9萬多個(gè)污染場地，仍有大約6.8萬個(gè)UST站點(diǎn)需要繼續(xù)清理。
2、儲(chǔ)油罐的防漏措施
怎么來防止泄漏的發(fā)生呢?美國環(huán)保署規(guī)定業(yè)主和操作人員正確安裝UST系統(tǒng)，并規(guī)定UST 要有防漏、防溢出、和防腐蝕的裝置，并要遵循正確的加油灌裝方法。此外，美國環(huán)保署還規(guī)定必須安裝滲漏監(jiān)測系統(tǒng)。同時(shí)，業(yè)主和運(yùn)營商必須要報(bào)告新UST的存在，可疑的泄漏情況，已關(guān)閉UST情況，并保存操作和維護(hù)記錄。
防漏裝置(Spill Protection)， 也稱為溢出桶 (Spill Bucket)，是指填充管(fill pipe)周圍的密封容器，當(dāng)輸送管(delivery hose)與填充管(fill pipe)斷開時(shí)，可以捕獲小油滴或溢出物。為了防止泄漏，溢出桶應(yīng)該足夠裝下將輸送管與加油/填充管分開時(shí)可能溢出的油。
溢流保護(hù)(Overfill Protection)包括三種，自動(dòng)關(guān)閉裝置、接近灌滿溢出警報(bào)、及限流器(也稱為浮球閥)。這些設(shè)備安裝在儲(chǔ)油罐里，一旦UST中的油達(dá)到罐中的某個(gè)預(yù)置水平，溢流保護(hù)裝置就會(huì)啟動(dòng)。
防腐蝕裝置(Corrosion Protection)，用于保護(hù)金屬部件免受腐蝕的兩種常用方法是陰極保護(hù)和將金屬部件與腐蝕性環(huán)境隔離。比如使用全部由耐腐蝕材料制成(如玻璃纖維)的儲(chǔ)油罐及管道，或者在金屬罐外層加上耐腐蝕涂層并具有陰極保護(hù)。在1988年12月22日前安裝的UST需要滿足內(nèi)部襯里和陰極保護(hù)其中之一或者兩者兼有的防腐蝕要求。2015年UST的新規(guī)定要求，從2016年4月11日起，安裝或更換的儲(chǔ)油罐和管道必須設(shè)有雙層容器/雙壁構(gòu)造(secondary containment)，并使用兩層的間隙來監(jiān)測是否有泄漏出現(xiàn)。
滲漏監(jiān)測系統(tǒng)(Release Detection System)，用于探測UST泄漏情況，幫助及時(shí)阻止污染擴(kuò)散。主要分為三種：間隙監(jiān)測法、內(nèi)部監(jiān)測法和外部監(jiān)測法。間隙監(jiān)測法如UST需設(shè)有雙層容器，并在兩層之間安裝滲漏監(jiān)測系統(tǒng);內(nèi)部監(jiān)測法如在UST內(nèi)安裝自動(dòng)測量系統(tǒng)(automatic tank gauging system);外部監(jiān)測法如監(jiān)測土壤中的廢氣指標(biāo)或監(jiān)測地下水。
3、地下儲(chǔ)油罐泄漏的治理(UST Program -Cleanup)
泄漏發(fā)現(xiàn)(Release Discovery)
UST泄漏的早期發(fā)現(xiàn)及調(diào)查很重要，比如確定泄漏的來源，泄漏燃料的類型，即將受到威脅的環(huán)境受體，以及可采取的應(yīng)急措施。常見比較容易泄漏的部分包括UST的底部，相關(guān)的管道，UST加油孔，分配泵，以及可能存在安裝問題的區(qū)域。在UST連接交匯點(diǎn)，管道故障尤為常見。業(yè)主或經(jīng)營者應(yīng)在泄漏發(fā)現(xiàn)24小時(shí)內(nèi)通知監(jiān)管機(jī)構(gòu)。如有必要，應(yīng)采取措施停止泄漏并清空油箱及盡可能地移除浮油。應(yīng)急措施包括從泄漏區(qū)域移除易燃或易爆物，防止泄漏物排放到雨水管道，濕地及地表水，并保持室內(nèi)建筑的通風(fēng)來減少石油廢氣入侵造成的室內(nèi)空氣污染。
場地調(diào)查及場地概念模型的建立
(Site Characterization & Conceptual Site Model)
場地調(diào)查是從各種來源收集特定場地的信息和數(shù)據(jù)以表征受污染場地的物理，生物和化學(xué)系統(tǒng)。場地概念模型(CSM)是綜合了所有場地的歷史信息，水文地質(zhì)特征，現(xiàn)場及環(huán)境受體的調(diào)查集成的一個(gè)三維的場地圖，用以說明污染物分布，污染釋放機(jī)制，遷移途徑，暴露途徑和潛在受體。
場地調(diào)查的第一步是審查現(xiàn)有關(guān)于場地的歷史信息及記錄，比如污染源的調(diào)查，不同類型的石油燃料和添加劑會(huì)帶來不一樣的污染物;較舊的汽油釋放物包含鉛，而較新的釋放物包含一些燃料添加劑如甲基叔丁基醚(MTBE)。其次要了解場地的地質(zhì)和水文特征和泄漏源的位置及污染物可能在水平和垂直方向的污染范圍及分布。因?yàn)榄h(huán)境泄漏對敏感的環(huán)境受體影響更大更嚴(yán)重， 場地附近的敏感環(huán)境受體，如飲用水供應(yīng)井，敏感的濕地或地表水，學(xué)校及日托所，醫(yī)院和住宅區(qū)等，也要放在場地調(diào)查之中。之后要通過采樣來確定污染物的影響介質(zhì)和范圍。采樣包括土壤，地下水，及土氣或者室內(nèi)氣體采樣。
土壤：收集土壤樣品可以確定污染物在土壤中遷移的水平和垂直范圍。通常可以使用便攜式光離子化檢測器(PID)火焰離子化檢測器(FID)，快速光學(xué)檢測儀器(ROST)或紫外熒光儀器(UVF)在現(xiàn)場對土壤樣品中的石油烴進(jìn)行篩選，以快速確定污染物存在的地方。土芯的連續(xù)取樣可以根據(jù)土壤顏色快速目測土壤中的石油污染物分布，或者利用土樣的PID、FID值及ROST和UVF篩查等技術(shù)可以快速確定土壤中的污染物的垂直分布范圍。從地面到鉆孔底部的土壤連續(xù)取樣篩選及實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測，可以準(zhǔn)確地了解每個(gè)鉆孔的垂直污染程度分布，這對場地概念模型CSM的建立和修復(fù)策略的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
地下水：監(jiān)測井通常可以監(jiān)測污染物在地下水中的水平和垂直分布及污染程度。需要至少三個(gè)監(jiān)測井來確定地下水流向，并在污染源附近及污染源地下水流的up-gradient 和down-gradient建立監(jiān)測井來了解泄漏情況及泄漏前后地下水的背景值。由于地下水位的季節(jié)性波動(dòng)，定期在不同季節(jié)測量地下水位及水中溶解污染物的濃度對污染物在地下水的調(diào)查很重要。如果大量石油泄漏，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)有一層浮油漂浮在地下水面上。這種自由浮動(dòng)的石油被稱為輕質(zhì)非水相液體(LNAPL)。LNAPL層的厚度可以用Oil/Water- Interface Probe來測量。
土壤氣體和室內(nèi)空氣：石油污染物可能會(huì)從土壤或地下水中分離出來并遷移到建筑物的室內(nèi)空氣，從而對在室內(nèi)活動(dòng)較多的人員健康造成危害。在室內(nèi)空氣還未受到廢氣入侵影響前，可以在建筑物的外面或建筑板材下面進(jìn)行土壤氣體采樣;也可以直接對室內(nèi)空氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)進(jìn)行采樣。土壤氣體采樣可以在不同的深度打土壤氣體采樣探針(soil vapor probe)，并用Tedlar bag或者stainless steel SUMMA canister來采樣。
現(xiàn)場調(diào)查是一個(gè)反復(fù)和持續(xù)的過程：當(dāng)收集到有關(guān)場地歷史和污染物分布情況時(shí)，就需要及時(shí)修改CSM場地概念模型和場地修復(fù)方案。
場地修復(fù)方案(Remedial Action)
場地概念模型(CSM)以及可接受的風(fēng)險(xiǎn)，成本，相關(guān)政策，可用技術(shù)，和項(xiàng)目進(jìn)程要求，都將決定適用于泄漏地下儲(chǔ)油罐(LUST)場地的修復(fù)方案。在美國,一般業(yè)主或者咨詢公司會(huì)準(zhǔn)備一份詳細(xì)的Corrective Action Plan (CAP)或者Remedial Action Plan (RAP)來講污染場地的具體修復(fù)方案及總結(jié)每個(gè)備選方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，這個(gè)方案要由政府機(jī)構(gòu)進(jìn)行審查通過。有時(shí)在方案全面實(shí)施之前，需要進(jìn)行試點(diǎn)測試(pilot test)以確定所選方案的有效性。
地下水和土氣的修復(fù)方法包括自由相回收以及被動(dòng)和主動(dòng)的單相和多相抽提技術(shù) (Dual- /Multi-Phase Extraction)。根據(jù)現(xiàn)場條件，自由相浮油的被動(dòng)收集包括撇油器，吸收性襪子或漂浮型油/水分離器。主動(dòng)修復(fù)系統(tǒng)包括用活性炭處理的土壤蒸氣抽提(Soil Vapor Extraction)或地下水泵送及處理(Pump & Treat)。對于土壤，一些處理方法包括土壤挖掘及異位修復(fù)(soil excavation & Ex-situ Treatment)和土壤原位處理以進(jìn)行諸如原位氧化(In-situ Chemical Oxidation)或生物修復(fù)(Bioremediation)等。修復(fù)后的土地可以進(jìn)行棕地開發(fā)再利用。為了了解所用的修復(fù)方案是否有效果，需要季度性地監(jiān)測地下水?dāng)?shù)據(jù)。下次再來詳細(xì)介紹具體修復(fù)方法的實(shí)施。
項(xiàng)目結(jié)案(Site Closure)
當(dāng)土壤，地表水，地下水，土壤氣體及室內(nèi)空氣中的剩余污染物達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)或者清理閾值并已完成修復(fù)方案，確定不會(huì)對人類健康或環(huán)境構(gòu)成威脅時(shí)，場地就可以申請結(jié)案。結(jié)案場地可以收到Case Closure Letter/No Further Action Letter?；陲L(fēng)險(xiǎn)的決策(Risk-based decision-making)RBDM標(biāo)準(zhǔn)，通過未來用地的風(fēng)險(xiǎn)值來制定結(jié)案標(biāo)準(zhǔn)，越來越頻繁地被應(yīng)用到項(xiàng)目結(jié)案中，也加速了地下儲(chǔ)油罐泄漏項(xiàng)目更經(jīng)濟(jì)地結(jié)案。美國加州是地下儲(chǔ)油罐項(xiàng)目的領(lǐng)軍者，采用“地下儲(chǔ)油罐場地低風(fēng)險(xiǎn)結(jié)案政策“ (Low-Threat Underground Storage Tank Case Closure Policy)來統(tǒng)一加州的項(xiàng)目結(jié)案標(biāo)準(zhǔn)，很值得大家學(xué)習(xí)。
4、石油廢氣入侵(Petroleum Vapor Intrusion-PVI)
清理完土壤地下水污染之后，一般還要進(jìn)行人類健康風(fēng)險(xiǎn)評估。人類健康風(fēng)險(xiǎn)評估中，很重要的一個(gè)概念就是石油廢氣入侵，這里我們講的石油廢氣入侵包括石油烴類(PHCs)和非石油烴燃料添加劑所產(chǎn)生的污染氣體入侵。一旦地下儲(chǔ)油罐發(fā)生泄漏，并且泄漏區(qū)域及周邊一定范圍內(nèi)有建筑物或者之后場地將會(huì)被開發(fā)成居民區(qū)/商業(yè)用地等，那么廢氣入侵就不得不被考慮了。因?yàn)檫@些污染氣體能穿過土壤，通過裂縫等途徑遷移到建筑物內(nèi)，對室內(nèi)空氣造成影響，進(jìn)而對人體健康和室內(nèi)安全造成一定威脅。
石油廢氣入侵包括三類的揮發(fā)性化合物：
來自汽油、柴油和噴氣燃料的石油烴(如：苯、三甲基苯[TMBs]和萘)
除了石油烴類，其他來自石油燃料的污染物包括醚類和醇類，如甲基叔丁基醚(MTBE)、叔丁醇(TBA)、二溴化乙烯(EDB)和1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)
第三種是甲烷，通過石油烴和其他石油燃料成分厭氧生物降解而來
對于石油廢氣入侵，美國EPA推薦采取以下措施來應(yīng)對：
評估和減輕緊急的安全隱患：看是否有潛在能引發(fā)爆炸或起火的污染物存在
對現(xiàn)場進(jìn)行鑒定評估，建立場地概念模型圖(CSM)?，F(xiàn)場評估包括：
?污染物性質(zhì)、濃度、污染范圍
?評估潛在可生物降解性
?分析場地所處位置的水文地質(zhì)情況
?分析周圍將會(huì)受到影響的潛在受體
?確定是否有傳播和遷移途徑能威脅到潛在受體
下面這張圖表是在地下儲(chǔ)油罐泄漏場地處理PVI的流程：
確定橫向考慮范圍
一般當(dāng)確定了這個(gè)范圍，在進(jìn)行場地調(diào)查的時(shí)候就可以集中調(diào)查坐落在這個(gè)界限內(nèi)的建筑物
確定建筑物下的縱向分離距離
即確定污染與建筑物地基、地下室等之間的距離。這可以通過采集土壤樣品、土壤氣體和地下水樣品來獲得
分析氣體來源和氣體衰減狀況
必要情況下采取一定的緩和措施，如截?cái)鄽怏w入侵渠道
當(dāng)調(diào)查廢氣入侵的時(shí)候，不僅僅要看當(dāng)時(shí)的濃度，盡管濃度比較低，但還要關(guān)注長期暴露在該濃度下會(huì)不會(huì)對健康造成威脅，即慢性威脅。
更多關(guān)于石油廢氣入侵的信息，感興趣的朋友們可以參考美國EPA的資料(EPA’s Guidance on Petroleum Vapor Intrusion at Leaking Underground Storage Tank Sites)。
5地下儲(chǔ)油罐清理成本 (Cleanup Cost)
清理的成本取決于很多因素，包括污染范圍和清理標(biāo)準(zhǔn)。在美國平均清理費(fèi)用預(yù)計(jì)在13萬美元。而觸及到地下水污染的清理費(fèi)用通常要10萬到100萬美元，甚至超過100萬美元。
6、中國地下儲(chǔ)油罐修復(fù)開展情況 (UST Cleanup in China)
中國地下儲(chǔ)油罐的修復(fù)工作可以說才剛剛起步，還處在防滲防漏階段。目前中國加油站地下油罐防滲改造工作正在開展，將優(yōu)先完成建站15年以上和周圍存在飲用水源地等環(huán)境敏感點(diǎn)的防滲改造工作。
2017年3月，由環(huán)境保護(hù)部水環(huán)境管理司領(lǐng)頭組織編制的《加油站地下水污染防治技術(shù)指南(試行)》(指南)發(fā)布進(jìn)行試運(yùn)行。指南適用于加油站的地下水污染預(yù)防、日常監(jiān)測、環(huán)境狀況調(diào)查、采樣和分析、地下水污染模擬預(yù)測、地下水健康風(fēng)險(xiǎn)評估和污染控制與治理工作。下面是指南里所提出的加油站地下水污染防治總體程序圖：
中國目前已有加油站近10萬座，且將持續(xù)增加，這也將增加泄漏危機(jī)，而一旦地下儲(chǔ)油罐發(fā)生泄漏，將對地下水、土壤以及生活安全與人身健康造成重大影響。中國在防范和治理地下儲(chǔ)油罐泄漏的路上還任重道遠(yuǎn)。
來源:水基因
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