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随着环境科学和地球物理学的发展,地球物理学在环境科学中的应用领域不断扩展,采用地球物理学方法研究场地物质的物理或化学特性,已被我国及全世界用于解决污染场地调查、环境污染的监测,生态环境变化预测等方面。
污染场地地球物理方法应用前提
由于地质体在环境发生变化时,会产生相应的地球物理效应,引起污染场地中的地下水和土壤化学性质和物理特征发生变化,地球物理方法就是通过对这些物理场的观测,从而达到污染场地调查的目的。
比如在污染废弃物的集中堆放区,通过物理、化学和生物作用,会产生大量的渗滤液,液体中含有丰富的各种离子,离子浓度愈大,地下水导电性愈强,因而可选用电阻率法进行探测;工业生产过程中燃烧产生的飞灰含大量的Fe3O4,其磁化率是黄土、粘土、湖底污染沉积物的几十倍,因而可用高精度磁法探测等。
地球物理方法如何做场地调查
在传统场地调查技术中,多是采用按一定分布比例直接钻探取样分析,得出污染情况。该方法仅对点或线上的情况进行分析,覆盖面不广。
采用地球物理方法调查是在取样前,收集确定污染源情况后,选定合适的地球物理方法,大范围进行地表测量,以确定污染水平区域及其深度范围,最后结合取样分析结果,以达到对测区整个地下空间的覆盖研究。
相对传统网格取样,地球物理技术优势在哪里
a)测深深度大,精度高,全覆盖测量
传统的土壤及地下水污染调查覆盖面不广,设计的取样点位针对性不强,成本高,无用样品浪费大,仅对点或线上的情况进行分析,调查结果准确性低,耗时长,且容易遗漏因污染扩散造成的深层土壤和地下水的污染,很难利用调查数据分析污染场地的迁移规律。
采用物探技术探测能达到对研究区整个空间的三维覆盖研究,测深深度大,精度高,不仅能定性的圈定场地的污染区域,且能划分场地的地层结构及判断场地的地下水深度及流向。
b)无损,非破坏性,适用各种场地测量
在土壤及地下水污染检测中,可以从地面遥测地下介质特征的三维变化,而无需大量的钻井或探槽。除具有与其他环境监测方法同样的应用领域外,该方法在海上、南北极地区等环境研究中更具有独特的优势。且地球物理勘探技术具有非破坏性、经济、快速的优点,适用于对运作中的工厂,堤坝、核废料库等不能钻井取样的情况下的环境调查。
c)能圈定场地污染区域,划分地层结构,判断地下水深度及流向
在土壤及地下水污染检测中,根据污染物与其周围介质在物理、化学性质上的差异,借助自主研发的专门的仪器,测量其污染物理场的分布状态,通过分析和研究物理场的变化规律,结合地质、水文等有关资料,推断解释地下一定深度范围内污染物的分布特征。其一方面检测覆盖层构造特征、地下水污染通道性质、污染水渗透率等;另一方面又可动态监测污染的速度和范围。
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