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应用领域

甘肃白银农田重金属调查案例

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一、方案介绍

测试区域位于白银污染场址西北处,场址类型属于大范围重金属土壤污染场址,本次地球物理探测范围约5000平方米,试验区域如下图1-1所示。本实验场区将同时施测高密度电阻率法和感应电磁法,以评估物探技术对大面积重金属土壤污染场址的适用性及划分场地污染分布。同时结合已有开挖钻探及XRF筛测等资料,可验证模场土壤污染局部电性特征与深度变化趋势,并以物探成果具体影像描绘地下污染及地层现况,进而准确评估土壤污染深度与高浓度重金属土壤污染区域,为后期施工提供可靠信息。

白银市场区探测范围约为5000平方米,规划先进行全面网格化的感应电磁法调查,再配合网格化的高密度地电阻法,来评估物探技术在重金属土壤污染场址的适用性。本场址属于重金属土壤污染场址,根据背景资料,评估平均污染深度为0.5~2米,探测掩埋物分布范围用感应电磁法最快,适用于快速全面性普查,具有调查快速且准确性高的优势,特别是对于导电性高且与原土电性差异大的污染土壤。垂向的实际深度与掩埋物特性判定则通过高密度电阻率法或钻探采样分析,探测配置与数量如图2-1与表2-1所示,现场工作照片如图2-2所示。



二、调查方法

项目探测中使用了感应电磁法与高密电磁法。

现场工作照片

三、成果展示

感应电磁法成果

依据探测结果显示,成果图中色阶以红色系代表高导电度(低电阻率),而蓝紫色系则属于低导电度范围(高电阻率),在(a)综合导电度分布图中,整体导电度偏高,评估大于数值1的高导电率地层,涵盖整个调查区域,评估0~2米内均有重金属土壤污染分布,其中在场址西侧有明显高导电率地层分布,呈现大于30 mS/m的红色色阶,推测为较深层的重金属污染土壤区域;在(b)综合磁化率分布图中,磁化率代表外加磁场后物体受到磁化的程度,特别是土壤中含有极高强磁性来源物体,如铁、镍、铜、锌、镉等,结果显示整体磁化率偏高,属于高磁化率地层,大于数值0.4的红色地层,推测为严重重金属土壤污染分布区域。

综合多频率感应电磁探测仪成果表明,由于场址属于有大量重金属分布的土壤,且高浓度的重金属土壤有较强的磁化率特性,EM调查具有快速调查出电性差异明显的重金属土壤污染分布能力。可依据不同污染土壤特性与废弃物掩埋状况,规划间距网格密度,每日调查工作效率约1万~2万平方米,协助探明高浓度污染土壤区域,提供后续土壤修复参考信息。

高密度地电阻法成果

综合12条高密度电阻率法探测结果,显示正常原土的电阻率与污染土壤有明显差别,平均重金属污染土壤深度约1.2~1.8米,并可将重金属污染土壤深度描绘于成果图中。分析污染土壤电阻率范围约在10~80 Ohm-m,但不建议应用电阻率去辨识高浓度重金属污染土壤,仍需足够数量的采样分析来证明。例如在CX-2测线的采样点S-02(非常严重),但却不是最低电阻率,显示其砂质渗透性较大,因为重金属容易随雨水渗流到深层,致使粗砂与重金属污染土壤呈现污染综合效应,进而影响电阻率稍高。


四、结论

3D成果图及切面图

將高密度电阻率法CX1~CX12测线的电阻率结果建立三维模型,可获得全区的3D高密度电阻率成果图,3D成果如图4-15所示,3D等深度切面成果如图4-16~图4-17所示,推测整体浅层均为低电阻率地层,同时经分析50 Ohm-m-80 Ohm-m以下的3D低电阻率分布区域,低電阻率分布成果与感应电磁法成果基本吻合,大范围且深度较深的重金属污染土壤主要分布于场址西侧,3D成果呈现往下延伸的電阻特性,分析平均深度約在1.2~1.8米,甚至局部低阻深度达到2.2~2.5米,評估场址西侧土壤重金属污染深度较深,XRF采样点S02即位于此处(位于CX2测线65米),在深度1公尺XRF测量值仍非常高,后续建仪可于场地西侧采集较深的土壤样本对比。