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地下储罐场地的污染防治(美国)-场地的监测

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学社巡查 发表于 2019-8-3 13:35 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
及时检测到地下储油罐系统的泄漏能阻止污染物从储罐场地扩散,环保部门要求业主或运营方监测其地下储罐系统的泄漏问题,环保部门允许三种泄漏检测的类型,检测位置分别位于双壳间隙空间,罐体内和罐体外,这三个类别包括七种泄漏检测方法。
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介绍
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及时检测到地下储油罐系统的泄漏能阻止污染物从储罐场地扩散,环保部门要求业主或运营方监测其地下储罐系统的泄漏问题,环保部门允许三种泄漏检测的类型,检测位置分别位于双壳间隙空间,罐体内和罐体外,这三个类别包括七种泄漏检测方法。( ~5 }% y& r' P1 F; k
双壳间隙空间 – 特指使用双层壳体防止泄漏的储罐,在两层壳体之间的空间进行检测6 j& u+ }. L& d" K& u/ }2 f0 U, a4 N3 Z
罐体内 – 自动油罐测量系统; 库存控制检测法; 连续罐内泄漏检测法
9 ~0 q, N% g" y1 {( z+ O罐体外 – 监测土壤蒸汽; 监测地下水污染
. ]* X' {( J: F* o9 ?5 u: ?执行机构批准的其它方法. e/ z. S; S+ J$ d" m+ j( F: G
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双壳间隙空间监测法
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7 W: ^" j% G, h3 }" v0 M8 `) g4 V3 D图:储罐双壳体间隙空间的泄漏检测( h5 s1 x& \  c  X& ?

7 f3 _& f4 W$ w9 F. x       环保局允许业主或运营方使用这种双层壳体间隙空间的检测方法,用于检测其地下储罐系统的泄漏问题,该方法可检测地下储油罐与第二层屏障之间是否发生泄漏。联邦法规描述了对双壳体地下储油罐,包括装有内衬和安装有拦截屏障的地下储罐,进行间隙空间监测的要求。
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双层壳体

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双层壳体提供了储油罐与环境之间的额外屏障,储油罐和隔离层之间的空间拦截了污染泄漏,并方便对泄漏进行检测,屏障的特别构造使得泄漏出的油料被引导至这一空间内的监测探头。
% p& u- k0 T1 u) R7 N屏障包括:% l/ L* K2 K: Y+ A
双层壳体或带有夹套设计的储罐,其中外侧壳体会部分或完全围住主罐体;; w- v& S/ K0 C! P7 a+ Q
安装内部衬囊;7 p+ z: }6 M" w% B( H* Y
部分或完包围储油罐的防爆挖掘衬层。
% s+ Z" y# e4 _+ C/ m黏土和其他土料不能用作屏障。' F) D  _6 y% `- }( v
间隙空间的监测设备
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5 \) R+ T" q' j2 u/ S/ i8 Z! B监测设备用于检查油罐和外层壳体间的区域是否有泄漏,如果泄漏存在则发出报警。
0 c2 p% W5 I$ K9 P: F5 x1 c一些监测设备能检查出泄漏油料的存在,无论是液体还是气体,其它监测设备则检查罐中泄漏点严重程度的变化,例如检测双壳罐体内外壁间的真空损失或监测液位水平的变化。
( ^+ W+ S$ K4 M6 j监测设备还可以使用一个量油尺伸入到间隙空间的最低点,从而观察是否有液体泄漏并在那里汇集。监测设备也可以是更复杂的自动化系统,连续监测是否有泄漏发生。% q# ~+ d! A, q" E
罐内检测法
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* K7 [$ L4 I) G+ ?; G, D7 R环保部门允许油罐业主和运行方使用自动油罐测量,手动油罐测量,库存管控方法,和油罐密封性测试,用于检测其地下储罐系统的泄漏情况。
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图:罐内液位自动检测
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0 V  t1 W: N6 d1 Q* P1 s4 d- i* }; ^6 x       该方法使用自动化流程来监控储罐内油料液位水平并追踪库存量,永久安装在罐中的探头连接到显示器,以提供有关液位和温度的信息,这些系统计算出罐内油料量的变化,尤其是发生泄漏过程中油料量的记录。自动储罐测量系统具备库存管控模式和泄漏检测模式两种。在泄漏检测模式下,可以手动或自动设置自动油罐测量系统进行泄漏检测,手动泄漏检测是内部静态测试,自动泄漏检测是连续的罐内泄漏检测。
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/ P' J7 |$ ^0 W自动油罐检测系统的特点包括:
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; T8 N& u6 h( ?" z( n0 Q* i通过计算机测量并记录罐中的储液的液位深度和温度,从而节省人力和时间。* ]& v$ v6 ?# T8 P+ ?* w
在库存管控模式下,自动油罐检测系统取代了量油尺的使用,以测量液位并自动记录储罐内油料量的变化。" o. f" N; a1 Y1 \% Z3 e
在泄漏检测模式(罐内静态检测)中,储油罐停止使用,物体的液位和温度测量时间至少为1小时。$ I$ v' u" i5 Q$ j
注意:连续的自动油罐测量系统不需要将储油罐停止使用以进行测试,这是因为当没有油料补充入罐中或从罐中抽出时,这些系统可以在短时间内敏感地收集和分析罐内油料量的数据。
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库存统计法
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9 E7 p( n! k" O4 W& E# t  Z对于库存统计,需要受过训练的专业人员使用计算机软件进行库存,输送和分配数据的统计分析,这些数据需要定期收集并提供给专业人员。
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# H  V/ i3 d3 ^- |1 H与连续罐内泄漏检测法有所不同,储罐的库存、输送和配送数据在库存管控中是以特殊的方式去处理,并根据处理结果运算出泄漏的程度及判断泄漏是否发生。库存管控统计法所使用的数据均通过电脑软件,针对各时段的数据进行分析处理。以统计学为基础的连续式罐内泄漏检测法可以处理不间断的实时数据:
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: w, C# Q( N! u8 p# }) N库存统计法的特点是:
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9 x7 e) P4 l7 {' R分析一段时期内收集的库存,输送和分配数据,判断储油罐系统是否泄漏。
+ d) o: I! |' Y  w, i' b每次操作时使用的探头或其他液位计对罐内液位进行测量,记录下所有数据,包括油料的入罐量和出罐量。当数据的采集达到一定量并完成一个阶段数据采集后,将这些数据提供给数据的分析承包商。
( X+ t; B9 e! U2 g( }3 r库存统计法通常由承包商使用计算机软件对数据进行统计分析,以确定地下储油罐是否发生泄漏,并提供检测分析报告。
+ O6 s, W6 w% `8 v连续罐内泄漏检测& d! a, P2 N" |# M9 W) x- C
连续的罐内泄漏检测包括所有基于统计学的方法,其中系统以不间断或几乎不间断的方式收集并上传测量值,以确定储油罐的泄漏状态。. O; P) Z* G0 h4 m; s: s
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有两个主要的组合适合这一类别:连续泄漏检测统计法(也称为连续自动储罐测量法)和连续调控法,这两组均使用永久安装在罐中的传感器来获得库存油料的统计数据,并与自动储罐检测仪表系统或其它控制器的微处理器相联。连续调控法的特点在于它能连接到油料分配仪表,因此可以结合油料的配送数据来分析储油罐泄漏状态。1 J% U+ o8 R) K7 Y& E
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储油罐密封性测试
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图:可以通过记录一定时间内静态储罐内的液位变化进行密封性测试# D! c  K/ M* P- U* T% }0 g: V+ w

! U. O( k( F0 j( v, P" [* o: s0 [1 \密封性测试的方法有很多种,储油罐密封性能测试的特点如下:6 j2 n0 r( [/ H0 ?

2 g& g1 d6 @3 |: x: V, U密封性测试大多使用体积法,即精确测量(以毫升或千分之一英寸计)几个小时内的罐中液位的变化。
1 F. u3 |) z* P! I" N1 [+ }其他方法使用声学法或示踪剂来确定罐中是否有孔。6 x" S+ E% y( g) Q7 Z( E/ I
对于大多数方法,罐内油料温度的变化也必须在液位测量的同时非常精确地(千分之一度)进行测量,因为温度变化导致罐内油料的体积变化,这会干扰到发现泄漏。1 n, t, W0 }& X! H* A9 D
对于大多数方法,在测试时间内,储罐内油料体积净减少(减去由温度引起的体积变化)意味着泄漏的发生。
- h3 Y6 U+ K' ?7 Z5 _3 h8 l8 m测试设备通过测试管安装在储罐内。) M# C# t& T6 \. p) u- Q! v
根据测试方法需要,测试时储罐必须停止使用,通常需要几个小时。
' X5 }( h7 `; i0 m! X许多测试方法要求储罐的油料达到一定水平才能进行检测,因此通常需要从现场的另一个储罐将一部分油料转移至目标储罐。# j; {* u" ^/ D* ~0 x8 O" q
一些紧密性测试方法需要人员手动进行所有测量和计算,其它紧密性测试方法则是高度自动化的,在进行设置后由计算机控制测量并提供分析。& n' L! ~1 t& M. S) ~' }" n* Z
一些方法测量不受温度影响的罐内油料属性,比如油料质量,则不需要检测油料的温度。
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库存控制

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; [9 n( [- a9 p8 C+ s 0环境学社2.png ; s) Q; N( v; q" o6 b. ~
图:使用量油尺手动记录油料库存量,与预计存量比对,判断是否存在泄漏3 f/ j/ O$ }9 S
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       库存控制需要每天测量罐内油料量并通过精确计算,对比测量到的库存与根据历史数据计算的库存,如果差异过大,储罐可能发生泄漏。
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环保部门颁布的“正确使用库存控制”一册逐步说明了如何进行库存控制,包括用于记录库存数据的标准表格。6 t1 u$ w6 y/ z4 j5 F' J4 |

5 ?8 T5 s" y( \库存控制的特点是:
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6 l. k( }: _; R+ ?  X/ l每天使用量油尺测定库存量,并将数据记录在表单上。通过量油尺测量的液位可以通过表格被换算成油料的体积,该换算表通常由地下储罐制造商提供。
" F; q2 \3 t) J' c8 u' P2 {: J每天输入和从地下储罐抽出的油料量也需记录在案。至少每30天一次对量油尺的测量数据,配送和补入的油料数据进行一次运算处理,并确定每月油料总量的超额或短缺,如果超额或短缺的量或等于储罐流量加130加仑的和的百分之一,则地下储罐可能发生泄漏。
% p- {! ^  p! k% D$ Q7 b6 W罐外监测法
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环保部门允许业主和运行方使用罐外的检测方法,即地下水监测和土壤气体监测,检测其地下储油罐系统的泄漏情况。, O( q+ V. ~' K
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地下水监测
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1 E( i/ w8 E# c( c* V3 o# l图:储罐区域的地下水监测" h8 ?8 p( n2 `/ {% s

5 c7 y, U! H% o( m       该方法监测地下储罐附近的地下水水位区域,以便在水位区域检测到泄漏的油污。联邦法规描述了对在储罐场地附近进行地下水监测的几个要求:
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地下水监测法使用靠近地下储罐区域的永久性监测井,至少每月检查一次监测井观察是否有地下储罐泄露的油污漂浮在地下水表面。
  V* {$ x; W1 b2 d5 E7 h) p4 |地下水监测系统的两个主要部分是监测井(通常为直径为2-4英寸的井)和检测设备。. m; f* Y( U, f
检测设备可以永久性地安装在井中,以便对泄漏的产品进行自动连续监测。
( u/ S2 s! M: M% |5 T  s7 K检测设备也可以手动的方式进行,手动设备是指包括了贝勒管(用于收集液体样品用于观测)等取样设备,以及电子产品可以显示泄漏物的存在。手动设备必须至少每月运行一次。( I% k9 v' J9 i! b% r
在安装之前,必须进行现场环境评估调查,以确定土壤类型,地下水深度和流动方向以及现场的一般地质情况,这项调查只能由受过训练的专业人士进行。- q! C8 F9 V$ d$ Y. l
井数及其位置非常重要,只有有经验的承包商才能正确设计和建设有效的监测井系统。在有一个地下储油罐的场地,建议至少使用两口监测井,两个或多个储罐则建议使用三口或更多井,一些州和地方机构制定了监测井位的规定。
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地下水监测的要求有哪些?
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使用地下水监测井只用来检测不易与水相溶并浮在水面的泄漏物质。5 D$ h1 Q' I* G6 t8 h# R$ D( D
若将地下水监测作为唯一的泄漏检测方法,地下水水位不得超过离地表20英尺以下,井与地下储罐之间的土壤必须是砂,砾石或其它类型粗粒。7 R- c- `  l+ o0 Y! E
监测井必须妥善设计和密封,以防止外界污染。监测井也必须有清楚的标记和安全措施。+ O5 U% g& {- a4 r( A. |; I. o
应将监测井置于地下储罐回填土中,以便尽可能快速地检测泄漏。9 h+ C' w% o$ [4 p/ g) m7 S- V$ V
若使用油水界面计,其测量精确度需要能够识别厚度小于八分之一英寸的自由相。: B+ @1 K6 z3 E- Q- n; |* V6 h

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监测土壤中的蒸气

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图:储罐区域的土壤蒸汽监测! }+ \/ C8 W7 d- A1 U! s

1 G2 w2 T! F& `% o9 I       土壤中的蒸汽检测法,是指监测在地下储罐周围的土壤气体中的挥发性蒸气(被动监测法),或监测地下储罐系统中引入的示踪剂化合物(称为主动监测)。泄漏的油料挥发并产生蒸汽并在土壤包气带迁移,联邦法规描述了使用这种泄漏检测方法的几个要求,例如,土壤蒸汽监测法需要使用多孔隙的土壤作为储罐的回填土,并将监测装置安装在地下储罐系统附近的回填土中。
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蒸气监测系统的特点是:
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被动蒸汽监测可以检测到储罐周围土壤中因泄漏产物的蒸汽,以确定储油罐是否泄漏。* P* G% }( W# V2 r- L$ Q, A
主动蒸汽监测可以检测在储罐周围土壤中因泄露所释放出的示踪剂化合物,以判断储罐是否泄漏。
/ t7 W/ s( ^& [# x& r全自动蒸气监测系统作为永久监测设备,可连续或定期收集并分析蒸汽样品,并对检测到的泄漏发出报警。
( @5 W# P. M, \& B% Q" T; ?$ T6 D, K手动蒸气监测系统包括了可以即时分析收集的蒸汽样品的设备,和用来采集样品并送到实验室进行分析的采样设备。手动系统的监测结果通常不如自动化系统的准确,必须至少每月使用一次手动系统来检测现场情况。
2 S% g5 b( T7 w所有蒸气监测装置应根据制造商的说明进行定期校准。
2 e# u/ I* a+ Y9 f4 O4 X在安装之前,必须进行现场评估,以确定土壤类型,地下水深度和流动方向以及场地的一般地质情况,这只能由经过培训的专业人士完成。; Q4 U; U' I1 H0 \2 H
土壤蒸汽监测井的数量及其位置非常重要,只有具备经验的承包商才能正确设计和建设有效的监测井系统。蒸气监测井要求在罐体回填土内安装监测;单个地下储罐的场地,建议至少安装两口井,两个或多个储罐的场地则建议安装三口或更多井。
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