地下水的污染檢測要比地表水復雜得多。若采取只從觀測井中取樣的常規采樣分析方法,無法了解深部和外部的滲漏情況,在深度和廣度上均有相當的局限性。必須配合相應的地下探測方法——環境地球物理方法。
該方法的基本原理均是通過檢測滲濾液滲漏后地下發生的物性變化來進一步分析判斷滲濾液的滲漏范圍和污染程度。當地下水受到污染后,視電阻率或電導率發生變化,由檢測到的異常特征來確定地下水污染的范圍、污染通道及流向等。
受高濃度導電離子污染的地下水與未受污染的天然水電阻率差別較大,探測區分是比較容易的。對于微量金屬,非金屬污染或10-9級的有機物質污染地下水的探測并不那么容易,探測方法還比較有限,是許多學者正在研究的問題。但也有許多成功范例。主要決定于污染物質種類、濃度和地質條件。voc??
對于有機污染物,一般采用探地雷達方法,土壤氣體分析法、自然電場法和電阻率方法。
a.探地雷達是根據介質儲存電荷能力不同(即介電常數不同)來區分污染物質。滲入地下水的石油或有機化學物質,有時含量很少,但漂浮在地下水的上層,對探地雷達有較好的界面反應。當導電率低于10 mS/m,使用探地雷達效果最好。如果是粘土層,則比較不利。
b.揮發性土壤氣體探測法(VOC3):石油voc檢測和三氯乙烯、四氯化碳等都屬于揮發性氣體,在地溫、細菌或與其他地下水中物質作用下,進行轉化,或直接揮發成氣體,由土壤孔隙或地下裂隙向地表運移。用取樣器提取土壤氣體樣品,然后用氣相色譜分析儀測量氣體。其優點是可同時分析多種氣體,或使用特制的便攜式探測儀,直接探測這類氣體。但往往一種儀器只能探測一種氣體,優點是快速,可以在現場了解污染分布范圍。探地雷達可以確定污染物的地下深度,而VOC3方法只能提供平面分布范圍。在條件有利的情況下,可以給出污染物的濃度。圖11.2.1是潛水面下三氯乙烯和油污染的VOC3方法探測結果的平面分布圖。
圖11.2.1 VOC3法探測潛水面下三氯乙烯
c.電阻率方法:相當多的有機污染物和部分無機污染物是不導電的,如石油中的烴類物質都是不導電的,如用電阻率方法探測就有一定難度,而瑞森(Renson)等在1997年用由直流(DC)電阻率方法派生出的偏移測量方法成功地探測石油烴類物質污染。對于這類不溶于水的污染物(油、四氯化碳等氯化物)在有利的地質條件下,使用激發極化法也能取得有效的成果。
對于地下水中無機污染物質,如金屬與氯離子等,由于它們的導電性能好,濃度越高導電性越好,越有利于利用電阻率方法進行探測。
圖11.2.2為某垃圾填埋場高密度電阻率檢測的實例剖面,它就像一張醫用CT片一樣,清晰地表現出剖面地下深部的滲濾液滲漏狀況。經現場對照核實,剖面圖中顯示出的7個等間距低阻異常,與其下部掩埋的7只滲濾液匯集管道與總管的交匯點A、B、C、D、E、F、G一一對應。由于7個管道交匯點是由磚頭砌成的,滲漏液已通過磚縫向外向下滲透,污染了周圍的土壤。有的已向深部滲透,其中異常B、F兩點向深部浸透較重。
圖11.2.2 某垃圾填埋場高密度電阻率法檢測剖面圖
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