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地球物理方法在土壤污染調(diào)查中的應(yīng)用

華清科技
快訊
2021 07-05

在傳統(tǒng)的場(chǎng)地調(diào)查中往往通過(guò)鉆孔取樣或者現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)(如薄膜界面探測(cè)器)來(lái)獲取地下污染物的濃度信息,并通過(guò)平面或空間插值的方法推測(cè)污染物的分布情況。地球物理勘探可通過(guò)非破壞性的方式對(duì)地下污染物的分布情況進(jìn)行直接測(cè)量,并獲取連續(xù)性剖面數(shù)據(jù)。本文介紹幾種地球物理勘探方法在土壤污染調(diào)查中的應(yīng)用。一般包括探地雷達(dá)、高密度電法、感應(yīng)電磁法等。


1、探地雷達(dá)


探地雷達(dá)是利用高頻電磁波束對(duì)地下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)的一種方法,其使用的電磁波頻率一般為0.01~1GHz,通過(guò)地面上布置的發(fā)射天線激發(fā)并傳入地下,當(dāng)?shù)叵峦寥澜橘|(zhì)的巖性、化學(xué)性質(zhì)等發(fā)生改變時(shí),部分高頻電磁波能量會(huì)反射回來(lái),并被天線接收,從而探得地下目標(biāo)情況。當(dāng)有機(jī)污染物侵入到土壤環(huán)境中時(shí),由于其介電常數(shù)的差異,導(dǎo)致被污染土壤電性發(fā)生改變,在探地雷達(dá)上即表現(xiàn)為電磁反射信號(hào)的異常,對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行掃描,通過(guò)數(shù)據(jù)分析即可獲得地下污染物分布情況。但是由于其電磁波頻率較高,導(dǎo)致穿透能力較低,因此限制了探地雷達(dá)對(duì)地下污染物探測(cè)的深度,探測(cè)深度因土壤介質(zhì)導(dǎo)電率、介電常數(shù)而異,在0.1m~30m范圍內(nèi)。同時(shí)探測(cè)精度(分辨率)及深度與探地雷達(dá)所采用的電磁波頻率有關(guān):頻率越高,分辨率越高,探測(cè)深度越低;頻率越低,分辨率越低,探測(cè)深度越深。


圖片11.png 

圖1  探地雷達(dá)的應(yīng)用


2、高密度電法


高密度電法是根據(jù)不同介質(zhì)導(dǎo)電性能差異,測(cè)得地下目標(biāo)分布情況的方法。通過(guò)地表布設(shè)的電極向地下輸出電流,當(dāng)?shù)叵陆橘|(zhì)電阻率發(fā)生改變時(shí),電流強(qiáng)弱即發(fā)生改變,地表布設(shè)的測(cè)量電極可測(cè)得相鄰電極間電勢(shì)差,進(jìn)而反映地下電阻率變化情況,最終探得地下目標(biāo)分布情況。有機(jī)污染物(尤以含油污染物為主)侵入土壤后,土壤的電阻率會(huì)發(fā)生改變,通過(guò)高密度電法即可測(cè)定其分布情況。此外污染物濃度差異也會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電特性的變化趨勢(shì)存在差異:飽和情況下,電阻率先增后趨向穩(wěn)定;不飽和情況下,電阻率先增后減,最后趨向穩(wěn)定。


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圖2  現(xiàn)場(chǎng)裝置安裝

圖片33.png

圖3  裝置連接示意圖

 圖片44.png

圖4  圖像及解釋

 

3、感應(yīng)電磁法


感應(yīng)電磁法即利用電磁感應(yīng)原理來(lái)探測(cè)地下目標(biāo),探測(cè)時(shí)在地表向發(fā)射線圈通可變頻率交流電,從而產(chǎn)生原生磁場(chǎng),原生磁場(chǎng)在地層中產(chǎn)生渦電流,而電流密度取決于電阻率,由渦電流產(chǎn)生次生磁場(chǎng),在地表,接受線圈即可測(cè)得次生磁場(chǎng)強(qiáng)度,進(jìn)而探得地下目標(biāo)分布情況。污染物侵入土壤造成電阻率改變,通過(guò)感應(yīng)電磁法即可測(cè)定其分布情況。此外,發(fā)射線圈與接收線圈圈面角度不同,可做兩種方式測(cè)量,即線圈面同時(shí)平行地表的垂直偶極展開(kāi),與圈面沿測(cè)線方向且垂直地表的水平偶極展開(kāi);垂直偶極的探測(cè)深度較深,容易獲得垂直方向的電性變化情形,水平偶極的探測(cè)深度較淺,容易獲得側(cè)向方向的電性變化情形。


圖片55.png

The End
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華清環(huán)境科技集團(tuán)股份有限公司依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),專業(yè)從事環(huán)境土壤修復(fù)。業(yè)務(wù)涵蓋:重金屬土壤污染修復(fù),有機(jī)土壤污染修復(fù),農(nóng)田改良及修復(fù),礦山修復(fù),地下水修復(fù),建設(shè)用地土壤修復(fù)。公司持續(xù)注重自身科技實(shí)力的提升,積極開(kāi)展與科研院所的合作,承擔(dān)了行業(yè)科研專項(xiàng)等多項(xiàng)重點(diǎn)科研課題,確立了公司在環(huán)保修復(fù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
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