【權利要求書】: |
1.一種基于頻率域電磁感應儀的場地全覆蓋污染快速篩查方法,其特征在于,具體按以下步驟進行: (1)場地現場踏勘 首先對目標場地的基本情況進行實地踏勘,初步掌握場地地形、水文地質、土壤質地、地下儲罐、地下管線分布和地球物理條件;此外,通過現場踏勘初步了解場地內生產設施布局,識別高污染潛勢區(qū),以便劃定電磁感應儀探測的重點關注區(qū)域;充分考慮場地的水文地質以及污染類型,并根據探測目的調整頻率域電磁感應儀的天線頻率以及儀器參數; (2)背景區(qū)選取 在目標場地周邊選取背景區(qū),作為測量的對照空白區(qū);背景區(qū)選取技術要求:離場地有適當的距離,通常離場界距離大于1km,避免受到對象場地污染遷移的影響;水文地質條件與目標場地盡量一致;土層結構基本完整;空中無電纜、高壓電線之類的干擾物體; (3)測點布置或移動路徑安排 根據現場踏勘的結果,合理布置定點量測測點密度或移動路徑;如果采用定點量測方式,則提前在現場規(guī)劃網格,網格大小隨電磁感應儀的測桿長度而變化,測桿越短,則網格尺寸越小,網格大小應在10m×10m以下,以保證場地全覆蓋測定;如果采用連續(xù)移動測量法,則現場檢測的移動速度盡量恒定,保證測量點的間隔均等;背景區(qū)對布點密度不作要求,但為滿足統(tǒng)計需要,測點總數應大于30個; (4)現場探測實施 針對規(guī)劃布置的測點或移動路徑,根據實際需要,現場搭配精密的定位系統(tǒng)進行連續(xù)量測,或采用單點式定點量測;依據場地的水文地質特征及主要污染類型、深度,選擇不同的測定模式,對應發(fā)射原生電磁波的不同頻率,對應不同的探測深度;在背景區(qū)的測定模式與目標場地的測定模式要*一致; 使用頻率域電磁感應儀進行現場探測:儀器在地表發(fā)射變頻交流電,產生變動磁場,實時采集兩類數據,一是地層土壤導電度,另一個是由磁化率決定的同相率;監(jiān)測人員應禁止隨身攜帶具放射性電磁波設備包括手機、對講機,并于量測時隨時注意測量值的變化,并記錄異常測值區(qū)現場狀況,若為現場干擾所為,應于資料分析階段剔除; (5)探測數據的處理 通過數據線或U盤將所有測定數據,包括背景區(qū)和場地的測定數據,傳輸至電腦; 將背景區(qū)即空白對照區(qū)的所有測定數據求平均值;背景區(qū)數據的離散度應低于一定水平,電導率值的變異系數或標準差/平均值小于10%,同相位數值的變異系數或標準差/平均值小于15%; 數據歸一化處理:將目標場地的所有測定數據,包括電導率值和同相位率,除以背景區(qū)對應數據的平均值; (6)圖形繪制 將經過歸一化處理后的地層電導率數據與同相位數據,導入繪圖軟件,并使用軟件自帶的插值方法,形成場地全覆蓋的土壤電導率與同相位的平面分布圖;在軟件中通過調整數據比例尺,對場地進行分級分區(qū),包含信號異常區(qū)即疑似污染區(qū)和正常區(qū)即相對清潔區(qū);根據常見土壤污染包括重金屬污染或有機污染的特性,將電導率和同相位的相對高值區(qū)、相對低值區(qū)或負值區(qū)定義為信號異常區(qū)即疑似污染區(qū);將針對不同深度的不同測定模式的測定結果單獨繪制平面分級圖,不但可以確定土壤污染的平面位置,還可以判斷出土壤污染的可能分布深度; (7)布點及采樣分析驗證 在前面電磁感應儀圖像分析結果的基礎上,針對圖像反映的所有“信號異常區(qū)”即疑似污染區(qū)的中心部位進行布點;在信號非異常區(qū)即相對清潔區(qū)也隨機布置少量點位,至少1個; 在所有點位采集土壤和地下水樣品,在現場使用便攜儀器進行污染快速篩測,或帶回實驗室測試分析;將測試分析結果與電磁感應儀的探測結果進行比對驗證; (8)場地全覆蓋的污染分級分區(qū) 基于電磁感應儀全覆蓋探測結果及鉆孔取樣的測試分析結果,在電導率分區(qū)平面圖上勾勒出不同污染程度區(qū)域邊界,并依此計算“污染面積”或“面積超標率”。 2.如權利要求1所述的基于頻率域電磁感應儀的場地全覆蓋污染快速篩查方法,其特征在于,頻率域電磁感應儀的測量時間為0.1—20秒可調,以步行速度每天移動測量10~20公里的距離,每小時完成2000至3000平米場地或1天完成20~30畝場地的快速篩查。 3.如權利要求1或2所述的基于頻率域電磁感應儀的場地全覆蓋污染快速篩查方法,其特征在于,步驟(2)中,背景區(qū)選相對干燥的旱地、林地或水泥地面。 4.如權利要求1或2所述的基于頻率域電磁感應儀的場地全覆蓋污染快速篩查方法,其特征在于,步驟(3)中,對于重點區(qū)域,包括生產車間、廢物堆放點、原料倉庫、污水處理區(qū),采用較高的布點密度5m×5m以下;對于非重點區(qū)域,包括辦公區(qū)、居住區(qū),采用較低的布點密度10m×10m以下。 5.如權利要求1或2所述的基于頻率域電磁感應儀的場地全覆蓋污染快速篩查方法,其特征在于,步驟(4)中,所述精密的定位系統(tǒng)為差分GPS定位系統(tǒng);對污染深度較淺的重金屬污染類型場地,選擇“高頻”模式;對有機污染類型場地,尤其是重質非水相液體污染類型場地,選擇“低頻”模式。 6.如權利要求1或2所述的基于頻率域電磁感應儀的場地全覆蓋污染快速篩查方法,其特征在于,步驟(8)中,所述的不同污染程度區(qū)域包括“重度污染區(qū)”、“中度污染區(qū)”、“輕度污染區(qū)”、“清潔區(qū)”。 7.如權利要求1或2所述的基于頻率域電磁感應儀的場地全覆蓋污染快速篩查方法,其特征在于, 重金屬污染場地的土壤環(huán)境污染調查,按以下步驟依次完成場地調查工作: (1)場地全覆蓋快速篩查 使用CMD-4頻率域電磁感應儀,在場地以南數百米以外選取了一塊旱地作為區(qū)域背景區(qū),測定背景區(qū)的土壤電導特性,總共測定的點位數大于30個; 針對污染場地,使用CMD-4頻率域電磁感應儀實施場地全覆蓋的土壤電導特性探測,使用單點測定方法,網格大小在10m×10m以下,基本全覆蓋;根據重金屬污染深度較淺,向深層土壤擴散難度大的特點,選擇low模式即高頻淺層模式,測定若干個點陣數據,將場地內的所有數據進行歸一化,數據導出,使用Surfer成圖軟件對數據進行克里格插值,形成電導率和同相位的平面布置圖; (2)鉆孔取樣點位布置 根據電磁感應儀的電導率和同相位測定結果及平面布置圖,精確推薦鉆孔取樣點位; (3)鉆孔取樣及測試分析 在所有的點位上進行鉆孔取樣,平均深度4~5米,按表層、非飽和帶、飽和帶三層各取一個土樣,并建地下水臨時井,采集地下水樣;采用手持式X射線熒光光譜分析儀對樣品進行快速篩查,將污染樣品送第三方檢測機構測試分析; (4)測試數據分析 對土壤/地下水樣品的實驗室測試數據進行科學分析,判別污染程度; (5)勾勒污染分區(qū)圖 綜合電磁感應儀的電導率平面分布圖和取樣測試分析結果,勾勒出場地的污染分區(qū)圖,并計算污染面積。 8.如權利要求1或2所述的基于頻率域電磁感應儀的場地全覆蓋污染快速篩查方法,其特征在于, 有機污染場地的土壤環(huán)境污染調查,按以下步驟依次完成場地調查工作: (1)場地全覆蓋快速篩查 使用CMD-4電磁感應儀,在場地以北2公里以外選取兩塊旱地作為區(qū)域背景區(qū),測定背景區(qū)的土壤電導特性,總共測定的點位數大于30個; 針對污染場地,使用CMD-4電磁感應儀實施場地全覆蓋的土壤電導特性探測,使用單點測定方法,網格大小在10m×10m以下,基本全覆蓋;根據場地內有機污染泄露容易向深層擴散的特點,選擇High模式即低頻深層模式,測定若干個點陣數據,將場地內的所有數據進行歸一化,數據導出,使用Surfer成圖軟件對數據進行克里格插值,形成電導率和同相位的平面布置圖; (2)鉆孔取樣點位布置 根據電磁感應儀測定的土壤電導率和同相位的平面分布情況,精確推薦場地的鉆孔取樣點位; (3)鉆孔取樣及測試分析 在所有的點位上進行鉆孔取樣,平均深度4~5米,按表層、非飽和帶、飽和帶三層各取一個土樣,并建地下水臨時井,采集地下水樣;根據便攜式光離子化檢測器的快速篩查情況,將污染樣品送第三方檢測機構測試分析; (4)測試數據分析 對土壤/地下水樣品的實驗室測試數據進行科學分析,判別污染程度; (5)勾勒全場地污染分區(qū) 綜合電磁感應儀的電導率平面分布圖和取樣測試分析結果,勾勒出場地的污染分區(qū)圖,并計算污染面積。
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