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非水相液体（nonaqueous phase liquids，NAPLs）进入含水层以后一般不能与水混合，而是以液相、气相的形态赋存在土壤、地下水中。被NAPLs污染的地下水会对生态环境和人体健康等方面构成威胁，因此针对NAPLs污染场地的环境调查具有重要意义。 一般情况下新鲜的DNAPL污染物导电性远不及水，故通常表现为相对高阻异常。而经过长期风化的有机污染物，其导电率会随着风化程度与时间明显上升（或电阻率降低）。但无论是否被风化，其在地下介质中与周围的围岩都会形成明显的电性差别。 受委托，我司对某场地土壤及地下水DNAPL污染的分布范围进行调查，探测调查区土壤及地下水污染的分布范围及深度。本次调查结合感应电磁法（EM）和高密度电阻率法（ERT），采用物探技术对大面积疑似污染分布的区域进行探测。 图1 地球物理调查区域图 仪器设备本次工作采用GEM-2多频电导率仪进行感应电磁调查，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。 GEM-2感应电磁仪设备轻便，灵敏度高，操作简单，适用于土壤调查，浅层地质勘查等多个领域。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 GEM-2感应电磁仪图 图3 GD-20高密度电阻率系统图 工作方案原厂区已废弃拆迁多年，调查场地平坦，但植被覆盖茂密。为取得较佳的数据，选取可进行EM调查的区域进行调查（图4黄色区域），快速探明高潜势污染范围。因EM探测深度有限，进一步采用ERT探测污染深度与范围。ERT测线以EM探测结果及现场地形条件为基础进行布设，共7条测线（图4红色实线所示），测试采用温纳-斯伦贝谢排列法 (Wenner-Schlumberger Array) 。 图4 调查区EM探测区域及ERT测线布设图 成果分析为充分了解场地地层分层及含水层厚度等情况，在进行场地污染调查前，首先对场地地层进行探测。 图5 地层电阻率剖面成果图
场地电阻率呈现“高－低－高”变化的电性分布规律。结合现场资料及电阻率介质特征，推测第一层为回填土，电阻率相对较高，可能存在碎石，建废等；第二层为潜水含水层，地下水埋深约2.3 m；第三层为粘土层或粉质粘土层。未受污染的地下水电阻率约30 Ohm·m，第二层的电阻率情况反映出场地地下水电阻率极低，推测地下水处于受污染状态。 感应电磁法成果分析 为更直观的观看调查区的导电性情况，将所有EM成果投影至地形图上，以便与调查区位置相对应，如下图6所示。由投影图可知，调查区污染潜势区主要分布于调查区域的西北、西南角，且西北角推测为重度污染区域。（图中红色系代表高导电度范围（低电阻率），蓝紫色系则属于低导电度范围） 图6 测区综合导电度投影图 高密度电阻率法成果分析 高密度电阻率法具有分辨率高、准确性高及探测深度深的优势，适用于探测各式土壤及地下水污染与水文地质分布，处理后的电性地层图可完整呈现地下环境特征。 以ERT6为例，在该测线水平位置0-64 m、平均深度约0-8.3 m处，存在电阻率低于2 Ohm·m的相对低阻异常区，在更深处存在相对高阻异常区，多处异常推测为污染潜势区。高阻异常分布在低阻异常下方，表明下层DNAPL污染物还未受到风化作用的影响。 图7 ERT6测线二维电阻率剖面成果图 为了更直观的看到调查区的地下电阻率分布状态，将测区高密度电阻率法测线的电阻率结果组成切片图，以获得测区的综合高密度电阻率分布成果图，并以不同的角度展示切片成果。 图8 调查区电阻率剖面三维栅状图 排除表层回填建废，调查区存在多处电阻异常区域，平均深度0-10 m，为污染汇集区。局部电阻率值小于1 Ohm·m，推测为重度污染区域。此外，污染存在继续下渗的可能性（电阻异常向下扩展，未封闭）。 图9 调查区污染潜势区分布范围图 结论调查区污染潜势区主要分布于调查区的西北和西南，西北为重度污染区域。ERT呈现的低阻异常区域基本与感应电磁法呈现的高导异常相吻合，相互验证了测量结果。 地球物理探测透过非破坏性的方式，获取大范围的、连续性的地下电性剖面数据，了解污染分布的范围与深度，增加现场信息，由原本点的信息扩及到面与体，与传统钻探取样相辅相成。
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雷达卡
发表于 2022-11-16 17:25
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