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应用领域

某农药厂有机物污染地球物理探测

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一、方案介绍

某农药厂于1975年正式投产,至2007年停产。对停产后的厂区进行初步采样调查时,在生产区土壤和地下水中均检出了较高浓度的污染物。土壤样品中检出较高浓度的氯仿、苯及总石油烃,地下水样品中检出较高浓度的苯、四氯化碳、氯苯、1,2-二氯苯、总石油烃等。

受委托对该区域进行环境地球物理探测,以了解场地的污染情况。本次调查采用高密度电阻率法,探测场地污染局部电性特征与深度变化趋势,并以物探成果具体影像描绘地下污染及地层现况,进而准确评估污染区域与污染深度,为后期施工提供可靠信息。


二、工作方案

本次调查区共布设了8条ERT测线及1条背景测线。在进行测区高密度电阻率测试前,选取了测区附近区域进行ERT背景测量,以评估测区未受污染土壤的正常电阻率情况,并利用背景区域的测值来判断、比对及分析后续ERT测量结果。为了更好地表述污染分布情况,将所选测区分为A、B 两个单元区域,两区域的分界线可以一明显水泥沟进行标记。测试采用温纳-斯伦贝谢排列法 (Wenner-Schlumberger Array) ,目标深度20 m内。

调查区ERT测线布设图

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现场工作照片

单元分界线水泥沟照片

三、成果分析

由于各种污水、废水及导电性高的物质进入该场地地下水中,导致地下水污染特征体现出高导电性和低电阻率性,并且掩盖DNAPL相对高阻异常的特征。而相对于土壤DNAPL污染,DNAPL在介质孔隙内替代一部分水后,其整个地电特性通常会出现高阻异常。

背景测线成果分析

背景地层电阻率在纵向上呈现“低-高-低”变化的电性分布规律,结合钻孔信息,可将调查区地层大致分为三层:第一层低阻受上层滞水及地下水影响,第二层及第三层为粉质粘土层或粘土层。由于在该测区基岩面以上,地下水及土壤未受污染区域的电阻率介于9~30 ohm·m之间,故推测电阻率高于50 ohm.m或低于5 ohm.m为异常区块。


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背景测线ERT成果图


高密度电阻率法成果分析

选取典型剖面分析。结合现场资料及电阻率介质特征,可知调查区地下水埋深较浅,约1.5 m,地下水底板埋深约7 m。在剖面水平位置0-80 m、92-130 m处存在相对低阻异常,表明地下水受到严重污染,导电性离子污染物的低阻信号掩盖了导致水中DNAPL物质的高电阻信号。在剖面水平位置14-50 m、72-78 m、96-110 m的不连续异常高阻区可能为DNAPL污染造成。从整体上看,该剖面地下水均受污染,土壤局部受到污染,最深污染深度可达17.5 m左右。


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 ERT1电阻率剖面成果图


将ERT测线的电阻率结果组成栅状图,通过剖面栅状图可以较为直观的看出调查区的地下电阻率分布状态。

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电阻率剖面三维栅状图成果(以不同的角度展示)

四、结论

整个测区污染大致可分为两个部分,其中主要污染区域为水平位置0-86 m,即测区的B单元区域,土壤及地下水均受严重污染,平均污染深度约0-17.5 m,局部污染深度至21 m,且污染整体成片状分布;而在测区的A单元区域,发生局部污染且污染较轻。

在实际场地的调查应用中,场地的污染物并非单一的。随着时间推移,生活污水、废水、及场地周边污染物都有可能进入地下,导致地下水受到各种有机物和无机物的综合污染,特别是地下水埋深很浅的场地。因此在进行地下水DNAPL调查时,由于各种导电性离子的存在,地下水污染会体现相对低电阻率的特征,而DNAPL相对高阻异常特征会被掩盖。