某农药厂有机物污染地球物理探测

赛盈地脉

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。

图1 地球物理调查区域图

仪器设备

本次工作采用GD-20高密度电阻率系统进行高密度电阻率测量，测点信息采用RTK进行收集。

GD-20高密度电阻率系统支持常规的电测深，同时也可采用二维和三维装置进行断面测试，可用于自电、视电阻率和激电测试。

图2 GD-20高密度电阻率系统图

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。

图3 调查区ERT测线布设图

图4 现场工作照片

图5 单元分界线水泥沟照片

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。

图6 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。

图7 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。

图8 电阻率剖面三维栅状图成果（以不同的角度展示）

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。

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