黄海伟
凯谛思建设工程咨询(上海)有限公司 上海市200051
摘要:随着我国工业化的不断发展,所带来的环境污染也日益严重,石油烃场地污染是我国较为突出的环境问题之一,本文总结了石油烃污染场地的三大特点,基于石油烃污染场地的污染特征和石油烃化学组分复杂性、污染长期性和场地特征差异性,提出基于风险的石油烃污染场地的环境风险评价和风险管理。
Abstract: With the development of the economy, environmental pollution is getting worse. Amongst, the contamination of the petroleum hydrocarbons in China is one of the most sever environmental pollution issue. This paper summarized three characteristics of the petroleum hydrocarbons’ contamination, and rise the discussion of the risk-based environmental risk assessment and risk control regarding to the complicated petroleum components, long term contamination and differences between sites.
关键词:石油烃;污染场地;环境风险评价;风险管理
Key words: Petroleum Hydrocarbons; Contaminated Site; Environmental Risk Assessment; Risk Control
一、引言
石油烃场地污染有三个主要的特点,首先是石油的开采量较大,由此导致石油烃污染场地分布十分广泛,无论是对我国还是对世界而言,石油烃的污染场地都十分普遍。其次是石油烃污染场地环境污染较大,污染周期较长。石油污染场地中的石油烃污染物除了会随着地表径流进入地表水体,引起江河湖泊污染,还会通过降雨淋溶、渗透作用进入土壤和地下水,引起土壤和地下水污染。第三点,石油烃污染场地的治理难度较大。目前,国内对石油烃污染场地的研究还较少,基于石油烃污染场地的这三大特点,有必要对石油烃污染场地环境风险评价与风险管理做进一步的研究。
二、石油烃污染场地的特点
首先是石油开采规模大、石油污染场地普遍。全世界大规模开采石油是从20世纪初开始的,100多年来这一数量已经增加了100多倍。目前,石油已经成为人类最主要的能源之一,仅石油的开采、运输、储存以及事故性泄漏等原因造成每年有大量的石油烃进入环境,引起土壤、地下水、地表水和海洋环境的严重污染。采油区土壤污染面积约占采油开采区面积的20%~30%,最高的土壤含油量超过环境背景值上千倍。有的采油区长期积存未经处理的以含油污泥为主的石油固体废物,已成为采油区土壤污染的主要来源。
其次是石油类污染场地危害大、周期长。土壤中石油类污染物组分复杂,主要有C15~C36的烷烃、烯烃、苯系物、多环芳烃、脂类等,其中美国规定的优先控制污染物多达30余种。中国采油区普遍存在的石油烃污染土壤能引起土壤结构与性质改变、植被破坏、微生物群落变化、土壤酶活性降低、水土污染等现象,严重影响了土地的使用功能,带来环境风险和生态健康问题[1]。石油烃进入地下水后很难修复或修复成本很高,会造成长期严重危害。
最后一个特点是石油污染场地修复难度大、成本高。石油烃污染物的高生物毒性和长期残留性,使其缺乏简便有效的通用场地修复技术,如微生物修复技术作为环境友好型绿色修复技术的代表,只能利用石油烃组分中可生物降解和利用的部分,使石油烃污染场地的生物修复效率随石油烃组分含量的差异停留在50%左右,要想达到90%以上的整体修复效率,必须辅以物理和化学修复措施,则势必提高其修复成本和治理周期。
三、石油烃污染场地环境分风险评价的背景
石油烃污染场地是一类非常重要的环境问题,无论是管理手段和管理方法都值得环境工作者的重视,基于风险的污染场地管理尤其值得深入研究。因为石油无论是在开采还是在运输以及在使用的过程中,都会产生一定程度的场地污染。而石油烃的化学组成成分较为复杂,造成的场地污染的类型也各不相同,潜在污染周期较长,由此产生的污染也较为严重[2]。而在石油烃污染场地的修复过程中,不仅难度较大,耗费的人力,物力和财力也是巨大的。
由于石油烃污染场地的复杂性,在进行石油烃污染场地的环境治理过程中,有必要开展差异化的风险评估和风险管理和。此外,由于石油烃污染场地的污染物、岩性、地下物理化学特性差异性较大,以及各国经济水平、环境容量和修复目标的不同,如果采用统一的修复标准和修复目标,必然会增加环境管理的成本,这显然不利于差异性较大的石油烃污染场地的风险评估和风险管理的高质量运行。因此,正是基于以上的环境背景,基于风险的石油烃污染场地管理方法应运而生[3]。
四、石油烃污染场地的环境风险评估与风险管理方法
石油烃污染场地的环境风险评估与风险管理方法是以美国试验和材料协会(ASTM)于1995年制定的适用于石油释放地点的风险基础上的纠正行动指导标准为代表。简单来说,对于石油烃污染场地的环境风险评估与风险管理,要基于石油烃污染场地的多样性来建立相关风险评估的理论基础[4]。这不同于以往的风险评估指导原则,以往的风险评估都是以减少某地点的污染物总量,使其达到一个较低的水平为主要目标。而石油烃污染场地的风险评估与环境风险评价,主要是基于各个场地的实际情况来进行相关风险评价的标准制定,不再局限于某一特定的行业标准,也不再拘泥于某一特定的目标标准,而是根据不同的背景来制定不同的环境风险评价体系。其最主要的原因还是由于石油烃污染场地的环境特征差异非常之大,无法选择一个特定的标准来进行石油烃污染场地的相关评价。由此可见,基于石油烃污染场地的环境风险评价与风险评估显得十分重要,这也是修复和解决石油烃污染场地的重要前提之一。通过对石油烃污染场地的环境风险评价的结果,从而制定相关的环境修复手段和相关修复目标,这样可极大地提高石油烃污染场地修复的工作效率和工作质量。
五、基于指示化合物的石油烃污染场地风险评估方法与数据预测模型
石油烃污染物的成分往往是比较复杂的,而石油烃污染场地的环境风险评价与风险评估的重要参照指标,随着人们对石油烃认识的深入,这个指标也是在不断变化的[5]。
在前期,很多环境工作者和科研工作者对石油烃的认识还不够全面,所以在对石油烃污染场地的环境风险评价与风险评估的过程中,大多会使用以总石油烃的测定作为技术指标,通过测定总石油烃的含量来估计石油含量。由此这种方法的操作较为简便,在对石油烃的认识不够全面和技术的发展还不够完善的时期,这一方法被广泛应用于制定土壤评价标准[6]。但是基于石油烃污染场地的三大特点,不同石油烃污染场地的差异性很大。每个石油烃污染场地的污染物种类、组成以及污染物的复杂程度,都是各不相同的。利用测定石油烃总量的这一评价指标较为简便,但缺点也很明显,如依靠石油烃总量这一指标,是很难兼顾到石油烃的种类化学组成和物理特性等差异,而这些差异对于污染场所造成的风险也是大小不同的。
通过上述分析,部分环境科技工作者可能会得出这一结论,既然测定石油烃的总量这一测定方法对风险评估的误差较大,那么,通过测定石油烃的每个化合物组成,最终进行环境风险评价与风险管理工作,这样的结果更家精确。从理论上来看,这种测定方法也只是一条理想化的道路。因为石油烃的化学组成相当复杂,其中包含了数百种化合物,要对其中每一种化合物的风险进行评价,其工作难度非常大[7]。此外,通过对每一种化合物进行风险评估,且不说技术上是否能跟得上要求,耗费的人力物力和财力也会十分惊人。所以在进行石油烃污染场地的环境风险评价和风险评估时,这一方法显然是不切实际的。
基于以上分析,在石油烃风险管理中一般会选择一些指示化合物来进行相关的风险评估和测定。何为指示化合物?通常又可称为目标化合物,即选择那些毒性较强,而迁移性相对较差的芳香烃作为代表来进行石油烃污染场地的环境风险评价与风险评估。在选取这些指示化合物的同时,也要注意根据相应的场地特性来进行选择,不仅要考虑到石油烃污染的特性、污染场地的理化性质,也需考虑到其他燃料添加剂的相关毒理性质和在环境中的迁移转化特性。这样才能确保对石油烃污染场地的环境风险评价与风险评估既能在一定范围内取得较高质量的评价结果,也能够使其真正地发挥作用和价值[8]。
此外,在石油烃污染场地的环境风险评价和风险评估的过程中,还要及时结合相关数据进行预测,建立相关的预测模型,以做好环境风险评价的相关预案。通过预测模型的应用,能够对污染物在环境中的分布及浓度进行适当的预测,可以有效的对石油烃污染场地的相关特性进行模拟,以给出相应的应急方案,对后续环境的修复具有非常重要的作用。考虑到石油烃污染场地的复杂特性,预测模型也不可以一概论之,要根据自己的实际情况来进行相关的预测和建立数学模型。而且要考虑到污染场地的环境特点,以及根据石油烃的化学组成和相关特性,考虑到各方面的影响因素,通过数学公式来对其进行定量化的模拟和监测[9]。石油烃污染周期长,因此同时还应该考虑到石油烃及其降解副产物的迁移特性。要充分考虑到石油烃污染场地的动态变化,以此预测随着时间的推移石油烃的相关化学物品在环境介质中的迁移情况。预测模型的应用可以对后续石油烃污染场地的修复的替代方案进行评价,以及修复后监测的目标评价提供相关的理论依据。
六、我国石油烃污染场地风险评价方法与风险管理的启示
我国是石油使用大国,随着我国工业化进程的不断发展,石油污染的形势愈加严峻。因此,对于我国来说,石油烃污染场地的环境风险评价与风险管理工作迫在眉睫。我国人均耕地面积小,随着石油烃污染的愈发严重,很多油田附近的农田由于石油烃污染导致其无法进行耕种,这也是我国石油开采和使用过程中必须面临的一个现实问题[10]。要想解决石油烃污染场地的相关问题,就必须进行石油烃污染场地的有效环境风险评估与风险管理。但是长期以来,我国对污染场地的管理发展较慢,顺应场地污染和治理的最新观念尚未更新,导致其对于石油烃污染场地的专门处理缺乏时效性和先进性。同时,我国的风险评价技术还处于探索的阶段,并不成熟,所以还有许多的工作需要进一步深入探索和研究。尤其是对石油烃污染场地的环境风险评价与风险管理,从具体的风险评价标准与方法管理,到后续的数学模型的建立,从多个层次、多个手段进行风险评价,我国的环境工作者都需要在这方面进行不断的探索。
因此,需在原有的基础之上,尽快建立相关石油烃污染场地环境风险评价和风险管理的相关体系,建立健全相关法律法规。此外,要能够对石油烃污染场地的环境风险评价与风险管理意识和方法进行不断的改进和发展,借鉴国内外的先进技术,做好石油烃污染场地环境风险评价与风险管理工作。从多个方面开展符合我国实际国情的石油烃污染场地风险评价方法的探讨,以使我国的石油烃污染场地的风险评价方法得到高质量的发展。可以尽快的利用风险评价与风险管理相关方法进行石油烃污染场地的进一步修复,使得环境保护能够更加深入人心。
总结
基于以上分析可知,石油烃污染场地是一类非常重要的环境问题,无论是管理手段和管理方法都值得环境工作者的重视,基于风险的污染场地管理尤其值得深入研究。石油轻污染场地的环境风险评估与风险管理,要基于石油烃污染场地的多样性来建立相关风险评估的理论基础。此外,还要能够在此基础上进行改进,选择一些具有代表性的指示化合物来进行相关的风险评估和测定,以此达到尽快开展石油烃污染场地的风险评估与风险管理,找出适合我国石油烃污染场地的经济高效的风险管控与修复方法,改进我国环境污染的严峻局势。
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