王新洲
(蘇州工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)察大隊(duì),江蘇 蘇州 215000)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康持續(xù)發(fā)展和居民生活水平的快速提升,蘇州的汽車保有量逐年持續(xù)增加。2017年3月,蘇州汽車保有量已達(dá)323 萬輛,在全國城市排位增至第5 位。作為蘇州經(jīng)濟(jì)的領(lǐng)頭羊,蘇州工業(yè)園區(qū)經(jīng)濟(jì)交通區(qū)位優(yōu)勢明顯,其加油站數(shù)量也隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅速增加。
蘇州地區(qū)環(huán)境空氣主要污染有二氧化氮、顆粒物、二氧化硫、一氧化碳的直接污染和臭氧的間接污染,而產(chǎn)生城市臭氧的主要原因是大氣中的氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物(volatile organic compounds,VOCs)等二次污染物經(jīng)過紫外線照射發(fā)生了光化學(xué)反應(yīng)[1]。機(jī)動(dòng)車保有量的迅猛增加,導(dǎo)致氮氧化物排放量居高不下,工業(yè)化發(fā)展使得VOCs 排放量處于較高水平。加油站作為VOCs 的重要排放源,其中的VOCs 化學(xué)性質(zhì)活潑——不僅具有生物毒性,也易于參與光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生臭氧,危害人體健康,部分VOCs 通過滲漏污染土壤和地下水[2-4]。而且,加油站油料揮發(fā)、泄漏也是巨大的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí),由于生產(chǎn)成本和石油產(chǎn)品市場的特殊性,多數(shù)加油站分布在城鎮(zhèn)交通要道等人員物流較為集中的地方,有潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
因此,很有必要對蘇州工業(yè)園區(qū)加油站的污染排放情況進(jìn)行調(diào)查研究。
加油站污染對環(huán)境的主要影響有:大氣(油品揮發(fā))、土壤和地下水(油品泄露和污水排放)。
石油組分因其特有的理化性質(zhì)具有揮發(fā)性、毒性和致癌性,從而對人居大氣環(huán)境產(chǎn)生影響。據(jù)統(tǒng)計(jì),油氣揮發(fā)性物質(zhì)中的化合物約有450 種,以沸點(diǎn)120℃以下的烴類VOCs 為主[5]。大氣中油氣暴露對人體危害多為其中的芳香烴類引起。
加油站油氣VOCs 在大氣環(huán)境中的擴(kuò)散,其中活性高反應(yīng)強(qiáng)的烯烴類化合物為光化學(xué)煙霧污染的形成提供了基礎(chǔ)。同等數(shù)量的油氣直接揮發(fā)到大氣中所造成的危害,遠(yuǎn)大于油品燃燒排放二氧化碳、氮氧化物等對環(huán)境所造成的危害。
另外,由于加油站大都建在繁忙的城鎮(zhèn)交通要道等人群物流相對集中的地方,而油氣排放的空間高度也在人們的呼吸帶范圍內(nèi),所以加油站油氣VOCs排放對人體健康的影響不可輕視。
油氣中的含氧烴類化合物具有高水溶性,在加油站加油過程中,油料的滴漏、地下儲(chǔ)油罐和管線的滲漏均會(huì)對周圍土壤及地下水造成污染。其中,用于提高汽油辛烷值的主要調(diào)和組分——甲基叔丁基醚(methyl tertiary butyl ether,MTBE),滲透土壤的速度非???,比石油和其他成分會(huì)更快地進(jìn)入地下水中并以輻射的方式擴(kuò)散,低濃度即可導(dǎo)致水質(zhì)惡臭,而且其不易從水中揮發(fā)和萃取,更不易被生物降解;同時(shí),因其潛在的致癌性和對水質(zhì)的污染,美國已經(jīng)禁止其用于石油添加劑,澳大利亞于2004年限制MTBE 在汽油中的用量[6]。國內(nèi)部分流行病學(xué)調(diào)查顯示,MTBE 職業(yè)接觸人群出現(xiàn)血常規(guī)異常及嗅覺減弱、流淚等不適癥狀,并有潛在致癌及生殖健康風(fēng)險(xiǎn)[4-5]。但國內(nèi)石化行業(yè)中MTBE 的使用穩(wěn)步增加[7]。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),蘇州工業(yè)園區(qū)的加油站從1996年的2 家經(jīng)由2005年、2006年前后的迅猛發(fā)展,至2017年9月發(fā)展到44 家。蘇州工業(yè)園區(qū)自1996年起歷年的新建加油站數(shù)量分布如圖1所示。
圖1 蘇州工業(yè)園區(qū)新建加油站數(shù)量分布
截至2017年9月,蘇州工業(yè)園區(qū)44 家加油站中,20年以上的加油站有2 家,占4.5%,15年以上20年以下的無,10年以上15年以下的加油站有32 家,占72.7%。而根據(jù)1986年美國對150 萬個(gè)地下儲(chǔ)油罐滲漏狀況進(jìn)行的詳細(xì)調(diào)查表明,隨著地下管線、儲(chǔ)油罐使用年限的增加,加油站滲漏污染產(chǎn)生的概率相應(yīng)地增大。地下管線平均使用年限為11年時(shí),就會(huì)因銹蝕產(chǎn)生滲漏問題,地下儲(chǔ)油罐發(fā)生滲漏的平均年限為17年。根據(jù)美國賓夕法尼亞州環(huán)境資源部的研究,使用時(shí)間達(dá)10年以上的埋地油罐發(fā)生滲漏的概率為46%,使用15年以上的埋地油罐的滲漏概率高達(dá)71%[8]。因此,2018-2023年,蘇州工業(yè)園區(qū)內(nèi)加油站的滲漏風(fēng)險(xiǎn)較高,十分有必要開展加油站的滲漏排查工作。
蘇州工業(yè)園區(qū)園區(qū)加油站以汽油銷售為主,其油品沸點(diǎn)低(50~200℃)、自身易揮發(fā)擴(kuò)散等物理特性決定了油氣VOCs 的產(chǎn)生不可避免。盡管油氣回收的觀念已經(jīng)得到普及,園區(qū)大多數(shù)加油站均安裝有油氣回收設(shè)備,針對加油油氣回收系統(tǒng)部分排放的油氣,采用吸附、吸收、冷凝、膜分離等方法對其進(jìn)行回收處理。但因設(shè)備維護(hù)和加油操作的差異性,部分加油站仍然存在不合規(guī)范的地方。
蘇州工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)察大隊(duì)2017年度例行隨機(jī)監(jiān)督檢查14 家加油站,相關(guān)信息如表1所示。
表1 2017年度蘇州工業(yè)園區(qū)監(jiān)督檢查的加油站基本信息
除編號(hào)14 的水上加油站僅經(jīng)營柴油無安裝油氣排放處理裝置外,其余13 家均安裝有油氣排放處理裝置。但有6 家加油站存在油氣操作管理不規(guī)范的情況。主要的不規(guī)范項(xiàng)目為:沒有圖示油氣回收型加油槍的操作要點(diǎn);油品裝卸區(qū)沒有卸油油氣回收設(shè)施使用說明或者圖示。同時(shí),汽油加油槍集氣罩密封性不良,加油操作不規(guī)范,存在滴漏汽油的現(xiàn)象。此外,加油站管理人員對在線監(jiān)測系統(tǒng)是否安裝不了解,有待加強(qiáng)相關(guān)培訓(xùn)。
根據(jù)2017年度蘇州工業(yè)園區(qū)14 家加油站的監(jiān)督檢查情況,利用R 軟件對區(qū)內(nèi)的44 家加油站的燃油年度銷售情況進(jìn)行區(qū)間估計(jì)[9-10]。
對14 家加油站的加油槍數(shù)進(jìn)行shapiro 檢驗(yàn),結(jié)果W值為0.911 93,p值為0.168,大于0.05?;谝陨辖Y(jié)果,對每個(gè)加油站內(nèi)的加油槍數(shù)量進(jìn)行置信度為95%的區(qū)間估計(jì),結(jié)果表明,每個(gè)加油站內(nèi)的加油槍數(shù)量介于12~25。
對14 家加油站的每把加油槍的年均售油量進(jìn)行shapiro 檢驗(yàn),結(jié)果W值為0.987 22,p值為0.997 7。基于以上結(jié)果,對每把加油槍的年均售油量進(jìn)行置信度為95%的區(qū)間估計(jì),結(jié)果表明,每把加油槍的年均售油量介于412~742 m3。
通過不確定性合并,得出蘇州工業(yè)園區(qū)2017年度售油量的估算值為469 678±212 811 m3。按照“強(qiáng)化油氣回收”(氣液比=1.5)的油氣損耗(每加注1 L 燃油損耗約93 mg,即93 g/m3),蘇州工業(yè)園區(qū)加油站2017年度的油氣損耗為23.9~63.5 t。美國加利福尼亞州環(huán)境保護(hù)局空氣資源委員會(huì)(California air resources board,CARB)的油氣回收指標(biāo)為:二次油氣回收率>95%,氣液比=1.4~1.5,每加注1000 加侖汽油排放的油氣重量<0.38磅為合格(即45.5 g/m3)[11]。按照CARB 的合格線估算,蘇州工業(yè)園區(qū)加油站2017年度的油氣損耗為11.7~31.1 t。
2017年,蘇州工業(yè)園區(qū)加油站油氣排放保守估計(jì)介于11.7~31.1 t,環(huán)境影響不可輕視。蘇州工業(yè)園區(qū)10年以上15年以下的加油站有32 家,占72.7%,進(jìn)入2018年,蘇州工業(yè)園區(qū)加油站的滲漏風(fēng)險(xiǎn)較高,對加油站的滲漏排查十分迫切。蘇州工業(yè)園區(qū)內(nèi)加油站主要的不規(guī)范項(xiàng)目為:沒有圖示油氣回收型加油槍的操作要點(diǎn);油品裝卸區(qū)沒有卸油油氣回收設(shè)施使用說明或者圖示。
因此,筆者認(rèn)為,一是要做好加油站污染分級(jí)防控。二是從宏觀層面嚴(yán)格把好新建加油站規(guī)劃選址和環(huán)境保護(hù)審核、審批關(guān),從源頭提高監(jiān)管水平。三是加大加油站監(jiān)督檢查力度,執(zhí)法檢查應(yīng)嚴(yán)格按法律法規(guī)、規(guī)范要求排查加油站污染防控措施,對不符合法規(guī)、規(guī)范要求的加油站,責(zé)令其停業(yè)限期整改。三是積極引導(dǎo)園區(qū)加油站對油氣操作加強(qiáng)培訓(xùn)、宣傳和管理。四是敦促園區(qū)加油站依法依規(guī)安裝在線監(jiān)測系統(tǒng),對加油油氣回收過程中的氣液比以及油氣回收系統(tǒng)的密閉性和管線液阻是否正常進(jìn)行檢測,以便操作人員發(fā)現(xiàn)異常并提示采取措施。五是推廣新能源汽車,倡導(dǎo)綠色低碳出行。六是加強(qiáng)媒體宣傳,規(guī)范自助加油操作。