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石化污染场地地下水修复治理挑战与对策

任黎明，秦 冰，桑军强，杨宇宁，杨春鹏，王若瑜

中国石化石油化工科学研究院

摘 要∶

实现污染场地安全高效修复是石化行业发展急需探讨和解决的关键问题。从特征污染物特点、水文地质条件、修复环境效应 3 个方面分析石化污染场地修复面临的挑战，预测未来石化污染场地地下水修复技术，并提出按照污染程度进行分区修复治理的对策。分析表明，石化污染场地中非水相污染物（NAPL）的疏水性、复合污染物的迁移特征差异、地层的非均质性、地表水-地下水的频繁交互加大了污染精准定位和原位治理修复的难度。研制具有较好迁移性能的高传质，缓释长效修复材料，研发低渗透污染驱替，快速释放的非均质 念水层的高效修复技术是未来石化污染场地地下水修复突破的关键。依据污染程度分区修复治理，筛选并集成多技术耦合的原位修复技术，可有效提高石化污染场地修复效果，确保石化场地的安全利用。

当前，生态文明建设成为国家战略，土壤和地下水污染防治日益受到重视。2011 年以来，《全国地下水污染防治规划（2011—2020 年）》、《水污染防治行动计划》（"水十条"）、《土壤污染防治行动计划》（"土十条"）、《土壤污染防治法》和《地下水污染防治实施方案》等政策文件、法规、技术指南相继出台，为地下水 环境保护提出 明确要求。石化产业是国民经济的重要支柱，同时也是环保重点监管行业。针对石化场地可能存在的土壤和地下水污染，如何高效修复治理，实现产业绿色发展，是我国石化行业发展急需探讨和解决的关键问题。

本课题基于对石化场地地下水修复面临的问题和挑战的分析，进行石 化场地修复技术的发展趋势预测，进而采用"高风险修复-低风险管控"的分区修复治理思路，提出多技术耦合的石化场地地下水污染修复治理对策，以期为石化企业地下水污染防治提供理论和技术支持。

1 石化场地地下水修复面临的挑战

石化企业数量多、布局散且多依山傍水，区域地貌地质复杂多样，含水层渗透性差异大，地表水-地下水频繁交互，有机污染复合多源，场地污染特征及机制不清。同时，地下水污染是一个长期的和蓄积的过程，具有复杂性、隐蔽性、不可逆转性的特点，地下水一旦受到污染，恢复治理难度大，即使彻底消除污染源，也需十几年甚至几十年才能恢复。目前，有关我国石化场地修复治理技术的试验研究多，应用实践较少，且多以单一异位治理技术为主，尤其是针对在役企业的原位修复治理技术十分罕见。

1.1 特征污染物

石化场地涉及的特征污染物有石油烃（TPH）、苯系物（BTEX）、多环芳烃（PAHs）、甲基叔丁基醚（MTBE）、氯代烃等非水相液体污染物（NAPL），重金属以及它们的复合污染物等。下面根据非水相液体污染物、重金属及复合污染物的特点阐述石化场地地下水修复难点。

1.1.1 NAPL

NAPL 与地下水不相混溶，大部分以非溶解相存在。由于受极性影响;亲水性修复试剂很难溶入到憎水性 NAPL 的内部反 应; 另 外 NAPL 溶解度通常较低，反应传质效率受到严重限制，导致修复效率较低。根据其密度相对于水密度的大小关系，将 NAPL 分为轻质非水相液体（LNAPL）和重质非水相液体（DNAPL）两类。其中，LNAPL 的密度比水小，如 TPH、BTEX 等; DNAPL 的密度比水大，如氯代烃溶剂、多氯联苯（PCBs）、硝基苯等。DNAPL 和LNAPL污染含水层的示意见图 1。

LNAPL 污染物具有密度小、不混溶于水的特点，且往往 具有 挥 发性【 在泄漏初始阶段， LNAPL 在重力作用下向下移动，同时在毛细压力影响下，部分 LNAPL 将在非饱和带中侧向运移。少量的 LNAPL 泄露会相对固定地残留在土壤孔隙之中，而大量的 LNAPL 泄露更可能在土壤中留下固定残留之后，继续一直垂 向运移直到水 面。LNAPL 一旦到达地下水，会先聚集并随地下水流动径向迁移扩散，形成污染羽，在地下形成气- LNAPL水三相体系，增加了对污染场地评估的难度，进而增大有效修复难度。此外，LNAPL 的污染物质本身可以形成一个长期污染源，对邻近的土壤、土壤气体和地下水造成二次污染。

DNAPL， 因具有以下特点而导致污染修复治理难度加大∶

①密度大于水，因此重力作用是其进入土壤和地下水的主要动力，其污染范围不受地下水流向限制;

文章来源：《石化技术》 网址: http://www.shjsbjb.cn/zonghexinwen/2021/0819/1401.html