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某化工厂从上世纪80年代开始生产重铬酸钠,其生产过程中会产生固体废物铬渣。按基本产品计算,每生产一吨重铬酸钠将排放约3吨铬渣。目前,化工厂已经停工。受委托,我公

某化工厂从上世纪80年代开始生产重铬酸钠,其生产过程中会产生固体废物铬渣。按基本产品计算,每生产一吨重铬酸钠将排放约3吨铬渣。目前,化工厂已经停工。

受委托,我公司对该化工厂土壤污染进行了环境地球物理调查。本文将感应电磁法和高密度电阻率法结合起来。一方面,在疑似重金属土壤污染的大面积区域进行地球物理勘探,了解污染的分布范围和深度。另一方面,在场地外的下游区域,通过调查了解厂区内的污染是否有扩散的趋势,为后期的修复施工提供可靠的信息。

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仪器和设备

本次工作使用GEM-2多频电导率仪进行感应电磁测量,使用GD-20高密度电阻率系统进行高密度电阻率测量。

GEM-2感应电磁仪具有设备轻便、灵敏度高、操作简单等优点,适用于土壤调查、浅层地质勘探等领域。GD-20高密度电法系统支持常规电测深,也可使用2D和3D装置进行剖面测试,可用于自电、视电阻率和激电测试。

工作面

电磁法适用于大型垃圾填埋场和重金属污染土壤的局部调查评价,适用于快速、全面的普查,具有调查速度快、精度高的优点。通过感应电磁法结果确定调查区异常分布位置后,结合高密度电阻率法,查明了埋藏物的实际垂直深度和特征。电磁探测在整个厂区进行,共有13条ERT测线(如下图所示)。

结果分析

为了了解该区域未污染地块的电阻率分布,在厂区外的上游区域选择一个区域测量背景值。

可以看出,背景区的电阻率分布在正常范围内,没有异常的高或低电阻率。当土壤受到重金属污染时,电阻率明显偏低,电导率偏高,与围岩存在一定的电性差异,可以基于这个背景值。如果厂区出现了电阻极低的现象,很有可能是重金属污染造成的。

电磁法结果分析

EM结果中的高电导率区域和ERT结果中的低电阻率区域都可能是污染潜在区域。

根据EM结果和工厂数据,区域①、③和②以上区域均为房屋和建筑物,而区域②、④和⑤为主要污染潜在区域。根据评价结果,将污染潜势分为低、中、高三个区,其中厂区北部为低污染潜势区。②该区域位于芒硝场,是潜在的中度污染区;④该区域为淋溶池,是重污染的潜在区域;⑤该区域为铬渣场,为重污染潜在区域。

高密度电阻率法结果分析

位于不同污染潜在区域的ERT测线的结果如下:

低污染潜在区

ERT1线结果表明,该区域没有污染异常。

中度污染潜在区域

在ERT4四线的前半段,有一个很低的电阻率异常,分布范围约0-36 m,深度约6 m

高污染潜在区

测线结果与EM结果吻合较好,主要重金属污染潜势位于ERT8测线中后部。

ERT12线路起点位于厂区中部,污染潜力中等,途经磨机、地下储罐、生产车间、铬渣堆场空,终点位于厂区南端围墙处。重金属污染存在于约66-84m的测线和约8-18m的深度,重金属污染严重存在于112-168m的测线和约8m的深度。

同时,厂区外铺设的调查线显示,厂区内的污染并没有向厂区外的下游扩散。

结论

本次调查采用感应电磁法快速确定厂区污染的主要分布,将污染区域划分为低、中、高污染潜势三个区域。高密度电阻率法验证了感应电磁法的结果,查明了污染分布的深度。结果高度一致,厂区污染由北向南逐渐加重,污染深度主要在浅层,约10m以下。另外,工厂内的污染并没有迁移到工厂外。

电磁法技术具有快速查明地层电导率分布的能力。由于时间或地表环境的变化,一般污染物的实际位置和范围无法从现场调查中判断。如果贸然采用开挖或钻孔的方式进行勘测,时间和费用都会大大增加。感应电磁法可以很好地查明地层分布,评价污染分布,为后续土壤修复提供参考信息。

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