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测井-高密度电阻率法进行环境污染监测案例

    测井-高密度电阻率法进行环境污染监测案例

    方法:高密度电阻率法

    目的:对整个污染厂址进行扫面或者整体监测。


    随着工业化进程的不断发展,由于先前并没有注意其所带来的环境方面问题,因此目前我国大部分化工及相关工厂都存在着很严重的污染问题。其中比较严重的就为DNAPL污染,DNAPL通常与使用氯化溶剂或特定的工业材料,如木材防腐剂或煤焦油工业操作有关。DNAPL污染也与金属清洗/机械加工,如除漆剂或溶剂的地下存储工业过程相关,并且,在最近几年,不规范的工业排放及废物处置造成了DNAPL污染大规模扩散,已经危及到人类的日常生活。DNAPL可以沿任意方向扩散,通过土壤沿着最小阻力的路径往下移动,直到某些地质障碍导致其停止聚集,以残留形式存在于土壤空隙或岩石裂隙中。聚集在地下水位面以下的的DNPAL则成为了污染的长期来源,由于DNAPL是具有毒性的,对人类及农作物有着比较大的危害,因此对DNAPL污染的治理刻不容缓,但是鉴于其易扩散性,需要实时监控污染位置、浓度及流动方向。对于传统的污染监测方法,主要是以点带面进行监测,也就是在已有监测井的基础上,加入一些污染监测仪器,这样虽然可以实时监测每口井的污染浓度,但是耗资比较大,还无法获得两口井之间的污染情况。

    最近几年,高密度电阻率法已经广泛的应用于环境污染监测,该方法可以通过2D甚至3D的方式来对整个污染厂址进行扫面或者整体监测,还可以通过时间因子来推断污染区域的未来可能的污染状况以及污染物的扩散趋势。测井高密度电阻率法作为新兴的电阻率法,在污染物的监测上面起到越来越大的作用了。图1为跨孔高密度电阻率法的示意图,两口井内都放置相同数量的电极,目前最简便实用的为bipole-bipole 的电极排列顺序,将C1,P1布置与同一口井内,C2,P2布置与另外一口井,首先固定C1,P1以一定间距不动,将C2,P2以相同间距从上往下进行施测,接着将C1,P1往下移动一定的电极间距(保持C1,P1间距不变),同样的将C2,P2从上往下进行施测,直到最后。紧接着改变C1,P1间距,同样的方式进行施测。这样就有足够多的施测点来进行反演过程,使得反演结果丰富而又可靠。

    实际测量RSH01和ROI01这两口井,两井间距2.1米浸泡到井下的电极各为16个,使用固定间距电缆进行检测,电极间距1米。发射电压150V。测得数据所得反演结果如图3所示。两张反演图是相同环境下不同时间点测得电阻率分布图,相对于电阻率不同时间电阻率真值会有所变化,这是相较于污染的高速流动,电阻率值会因为不同的时间而有比较大的变化,但是其相对值基本保持不变,这样既可以监测到污染物聚集及扩散情况,又可以通过判断大致的相对变化情况来排除异常的情况。
     

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    图1 跨孔污染监测


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    由于污染治理和监测需要长时间进行,因此如何使用电缆长期放置于井内不具备一定的经济效益,而且由于电缆两电极间距固定的,并不能满足复杂变化的环境监测,因此可以自制井内电极,利用一圆柱形PVC管,可自定义间距,绑定金属套环作为放电极或是接收极,然后通过多芯铜线将其延伸至集中式高密度接线箱(图),通过高密度箱和交换箱来控制跑极顺序,达到孔内高密度电阻率法施测的目的。

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