地球物理方法在环境监测中的应用现状

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1、地球物理方法在环境监测中的应用现状地球物理方法在环境监测中的应用现状　引言　　.L.　　随着人类的经济发展，人们向环境中排放和泄漏的有害物质超过了自然界的降解能力，这些污染物留存在自然界中，严重威胁着人类的生存与发展。为解决环境污染问题，许多学科介入了对环境污染治理的探究，环境地球物理[1]是在这样大背景下产生的。　　最早的研究是始于美国，1985年，美国勘探地球物理学家协会(SEG)首次将环境地球物理作为一个单独科目统计年度工作量，是环境地球物理的奠基年。1988年，美国犹他大学S.H.3

2、，是世界平均水平的25%，而且我国是发展中国家，经济的增长必然会造成环境的破坏，水环境污染不但减少了人们可饮用的淡水资源，而且其有害污染物对人体健康造成了极大的损害，因此，防治水体污染已成为一项十分重要的工作，目前已列为环境地球物理学科的优先发展的领域。　　水环境地球物理常用的方法有电阻率法、激发极化法、探地雷达、电磁法、浅层地震法、放射性法。实际工作中，要针对不同的污染调查目标，根据其物理、化学性质的变化特征，选用不同的地球物理方法。　　3.2.1地下水污染监测　　　　地下水的污染物来源于各

3、个行业的废水和废弃物的无处理排放，农药、化肥等有机污染物的渗入，生活垃圾腐烂变质产生的有害有毒液体的渗入，生活污水的排放，石油管道的泄露等；由于地下矿物资源的乱开采，使得地下水位下降、海水入侵，地下裂缝、溶洞等的出现也是造成地下水污染的原因。探究地下水的污染范围，深度，受污染水的流向等问题是解决和治理水污染的前提条件。　　3.2.1.1地下水有机污染物　　　　大多有机污染物具有不导电、难溶于水、难降解、化学需氧量和总有机碳量指标高的特点。国外将地下水中有机污染物称为非水相流体(Non-Aqueo

4、usPhaseLiquid，简称NAPL)，并进一步细分为低密度非水相流体(LNAPL)和高密度非水相流体(DNAPL)。当地下水有机污染物浓度较低时，物性变化小，探测难度会很大，所以当前研究较多的是DNAPL。在有机污染调查上，目前使用过的探测方法包括探地雷达、常规的直流电法（激发极化法）和电磁法等。　在加拿大安大略省的Borden基地开始了一项关于研究乙烯（C2Cl4）的实验[2]。实验中用到了中子、密度、感应测井、电阻率法和地面雷达，实验的雷达测量结果表明，注入的乙烯先在界面上汇聚，形

5、成随时间愈益明显的反射，然后沿该界面向单侧扩散，能看出乙烯随时间的运移情况，达到跟踪监测受污染水迁移变化的目的，从而有效治理和阻断污染。　　3.2.1.2地下水无机污染物.LAP，可高分辨探测地表土的视电阻率。　　3.4固体废物污染监测　　　　固体废物主要来源于工业固体废物、危险废物和城市生活垃圾等。我国城市垃圾主要被收集送往处理厂进行焚烧、堆肥和卫生填埋，截止到2009年，我国垃圾处理厂仅567座，远不能处理日剧增长的垃圾，大多数垃圾都被选择简单的填埋。而这些城市废弃物存放场选址和监测也成

6、为环境地球物理近期优先工作领域。　　3.4.1垃圾填埋选址　　　　在选定垃圾埋藏的场地时，需对所选场地的地下介质物性进行探究。目前利用浅层地震法，面波法，电剖面，电测深法探究地下的裂缝，断层，含水层等这些不适于填埋垃圾的地质问题。　　在实际应用中，物探方法较广泛的应用到核废料的选址。目前国外研究比较适合填埋核废料的地质体是盐丘和结晶岩体[9]，因为利用盐穴进行核废料的埋藏具有费用低、容量大、占地少、致密性和抗泄露性高等优点，是一种可以推广应用的核废料处理新方法。在选址过程中，第一步，是用地震反

7、射或者折射法、电阻率测深法或者剖面法来探测盐层的深度、厚度、划定盐层位置；第二步，在地质选区方面，需要进行盐岩地质和选区评价，优选盐层埋深大、盐层厚、远离人口密集区地下盐体。第三步，研究盐体的内部构造，包括盐体的含杂质质量、孔隙度、含水性及裂隙的发育程度。没有裂隙的盐体不会产生明显的反射，电阻率高而衰减小，因此，衰减小、反射少的盐体更始于储存核废料。　　3.4.2垃圾填埋场的监测　　　　垃圾被简单就地掩埋后，场地便停止使用。当要重新利用该场地时，则需要圈定出垃圾的分布范围和顶部、底部的深度以及转

8、化物的动态变化规律，以便加以清理地下污染物。使用的地球物理方法有：电法、电磁法、磁法、地质雷达、测温以及浅层地震法等多种方法。这些方法主要应用在：①地震折射法查明垃圾填埋的深度、厚度和横向范围；②电测法查明垃圾腐烂产生的有机液体的运移及其污染范围；③磁法查明固体废物和工业肥料中的含铁磁性物质，利用磁异常监测污染物的埋藏位置；④当生活垃圾、工业废料与周围的地层介质的密度存在很大差异时，利用重力异常可圈定垃圾填埋的场地。　　3.4.3地下遗弃物污染　　　　在我国抗战时期及随后的军事活