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高密度电阻率法在昆山某场地土壤污染调查中的应用.pdf


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doi:-
高密度电阻率法在昆山某场地土壤污染调查中的应用
刘坤1,王恒2
((安徽省地质科学研究所),安徽合肥230000;,安徽合肥230000)
[摘要]为查明调查场地内地面下0~20m内填埋物的分布,同时根据物性参数,初步评价地块
土壤污染状况,在地块场地范围内开展高密度电阻率法扫面工作。通过勘探查证,结合
厂区历史资料及生产工艺,圈定并分析异常区,初步判断地下0~20m是否存在构筑物
以及综合评价场地污染情况。从物探的角度对厂区无机化合物的渗漏和扩散情况进行
分析,为后续钻探取样工作提供技术支撑。本次调查工作旨在应用物探方法完成部分
场地调查中的任务,探寻物探工作与场地调查更好融合的方法。
[关键词]高密度电法;场地调查;土壤污染;综合评价;无机化合物渗漏
[中图分羡号][文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2022)03-0177-04
通过对比历史影像图,2002年11月至2015年
1地块概况
4月该公司厂区布局及构筑物无明显变化。2015年
本次调查地块位于有“百戏之祖”之称的昆曲该公司开始拆除搬迁,2017年建筑构筑物基本拆除
发源地和首批“国家生态园林城市”江苏省昆山市完毕,此后地块闲置。厂区北侧地块主要为热电厂,
境内。地块受内河切割分为北侧地块和南侧地块,南侧地块为合成氨生产区和联碱生产区。地块内部
,地表被堆土覆盖,覆土厚
根据收集资料的分析情况,~5m不等°
开始建厂,作为工业用地使用。厂区平面布置如图
2工区工程地质及地球物理特征
1所示。


参考场区2021年5月的《地质勘察报告》,勘探
—IL^rt^oU|U.
热电厂区一卑猶圖所达深度范围内的地层分布情况如下(坐标均采用
ill5:■北侧地块
2000大地坐标系,高程为黄海高程):①层杂填土
II(QF):松散状态,稍湿〜湿,含有建筑垃圾及大量
碎石,下部主要成分为粘性土,回填年限5~8a,层
L审!:口
-。②层粉
西
质粘土(Q严9:-,层顶高程
侧Ooo
联碱区
-~,-
水I伺IIn*日■厂****br/>布普遍。③层淤泥质粉质粘土(Q4^):层顶埋深

-,层顶高程-—,-
。④层粉质粘土
(Q4的):-,层顶高程-~
1昨2]「.弘I-,~。该层在场地内局部分
□rn口
布。⑤层粉土(Q严):含云母碎片,夹粉砂(局部粉
南侧地块砂含量较大),~,层顶高程
办公区
-~-,-
分布普遍。⑥层淤泥质粉质粘土(Q严):层顶埋深
~,层顶高程-—,层厚
图1厂区平面布置
2022年6月
178刘坤,等高密度电阻率法在昆山某场地土壤污染调查中的应用Jun.,2022
~。该层在场地内局部揭露。⑦层粉土水煤气经化学转化合成氨和联碱,化学物质在其生
与粉质粘土互层(Q4昨):~,产、包装、搬运和储存等过程中可能存在泄漏,当泄
层顶高程-—,~。该漏一定浓度的化学物质时,可引起土壤电性特征
层在场地内局部揭露。(即电导率和介电常数)的改变,该电性特征是电法
。堪察区主要特征污染物可能涉及
根据区域水文地质资料及勘察资料,该场地地到重金属、挥发性有机物、半挥发性有机物、石油
下水类型主要为上层滞水、潜水和承压水。①上层疑、氨氮、纯碱、***化钱等。
滞水。主要赋存在填土中,水位受大气降水影响较
3工作方法技术
大,-,补给来
源主要为大气降水及垂直渗漏补给,
式主要为蒸发。地下水水位变化幅度受大气降水影本次项目测地工作为动态RTK测量,采用
响较大,-②潜2000国家大地坐标系,中央子午线120o[1-3]o
水。主要赋存于粉质粘土和淤泥质粉质粘土中,以使用GPS-RTK确定高密度剖面起点和剖面方
侧向径流补给为主。③承压水。主要赋存于粉土中,向,利用长度100m(毫米刻度)的皮尺量距布设高
具弱承压性,~,然后利用GPS-RTK对高密度

勘查区常见介质的电性参数如表1所示。

电阻率电导率相对介电电磁懑度
介质名称根据DZ/T0073-2016<电阻率剖面法技术规程》
/Q・m/(s/m)常数爲/(m/ns)
要求,设计物探测线应垂直于勘查对象走向^。因
粘性干土20-50lO^-lO-14~-
泥沙20-1021(F*~io-29~-(方位角90。),故南
干混凝土lOMO310-3~10-24--
侧地块设计测线为南北向(方位角0叽后期根据测
湿混凝土10-102lO^-lO-110--
干煤一10-3~10-23~-。

lO-^lO16~-
干性粘土10-50io-^io14~-
逅性粘土7~1510-1-!10--、温施装置和单边(或
勘查区热电厂区(场地北侧地块)主要是燃煤双边)三极装置有效性试验,因三极装置不适合场
发电,该部分区域除污水处理区外,其他主要是通地环境,故现场排除该装置方法。温纳和温施装置
过燃烧产生的废气、固废与地面直接接触对土壤产实验结果如图2所示。经过对比勘探深度及分辨
生污染,因此其污染深度相对较浅,主要特征污染率,全区高密度电法测量统一选择点距2m的温施
物是与燃煤相关,如重金属类和多环芳疑类;联碱装置2(最小间隔系数为1,最大间隔系数27,间隔
区和合成氨区(场地南侧地块)通过煤气化后产生层数3)为基本装置参数。
水円lS/m
100120140160180200220240260280300320
-5-
-10-
-15-
-20-
(a)温纳装置试验断面(最小间隔系数为1、最大间隔系数为20)
水平位置An
100120140160180200220240260280300320
日、=―・171-LIIIII1IIII1」丨11I一LI丄E1II1I11I|一丄一丄1II1」1I1L—1一|一
10
-15
(b)温施装置1试验断面(最小间隔系数为1、最大间隔系数为20、间隔层数为3)
2022年第47卷第3期能源技术与管理

水平位置/m
1111
L1化
00?°60「180200220240260280300320
-20
(c)温施装置2试验断面(最小间隔系数为1、最大间隔系数为27、间隔层数为3)
I丨I丨II厂1I视电阻率
136102045/Xl-m
图2温纳和温施装置试验结果
低阻异常主要分布在原煤棚附近以及东部的
4物探资料成果解释
工业***化鞍车间和仓库、水处理工段,***化鞍渗透
根据厂区的生产历史分析,厂区在产时期主要至土壤和地下水中会增加其导电性,呈现低阻异
进行氨合成以及纯碱和***化鞍的生产,该类化学品常。
若泄漏扩散至土壤和地下水中,通常在高密度电法北区北侧围墙内有一条东西向传输管道,且围
测量中呈相对低阻异常。因此相对明显的低阻异常墙外为一高压变电站,对数据采集会造成一定程度
解释为土壤及地下水受到上述无机物污染泄漏或的干扰。排除北区北侧边缘的干扰异常,其余高阻
扩散。如果测区地下存在空洞或混凝土等填埋物,异常均存在于浅部表层。
其电性异常呈相对高阻。
时期的厂区分布进行综合分析。地块南区不同埋深取切片进行分析如图4所
'»o
经数据汇总和综合处理,分别对地块北区不同
埋深取切片进行分析,如图3所示。由图3分析可
知,北侧地块共圈定10个异常带,其中低阻反应异
常5个、高阻反应异常5个。
J
图4南侧地块高密度电阻率三维切片
由图4分析可知,南侧地块共圈定8个异常
图3北侧地块高密度电阻率三维切片带,其中低阻反应异常4个、高阻反应异常4个。经
能源技术与管理2022年第47卷第3期

对数据分析,。生产工艺,综合判断地块部分地段存在无机化合物
随着视电阻率的提高,低阻异常主要呈水平方向扩渗漏现象,可能会对土壤和地下水造成污染,主要
散,并逐渐使南侧地块的北部和东部呈连片的低阻分布于北区东部的工业***化钱车间和仓库、水处理
异常。工段,南区北部的水处理工段、盐库、***化钱仓库、
南侧地块共圈定有高阻反应的异常4个。除圈碱库以及南侧地块东部的重碱厂房、澄清桶、渣场
定的异常外,南侧地块北部靠近水域已知为厂区水堆场、包机房以及碱包装厂房等区域。
泥地基确定为高阻,未圈为异常。
近苏州陆航临时项目部,堆土较为松散,为已知异(1)建议调查单位在后期进行钻孔调查时针对
常,未进行圈定。异常圈定的情况,对钻孔位置进行适当调整。
(2)建议调查单位加大对北区复合肥车间和仓
⑴北侧地块的西北部原运煤通道北侧,东北库、南区水处理站、盐库、***化镀仓库、碱包装碱库、
部复合肥车间和东南部***化钱仓库南侧位置;南侧重碱厂房、澄清桶、渣场堆场、包机房以及碱包装厂
地块的北部原联碱区盐库、东部渣场和东南部包机房区域调查力度。
房南侧位置。在高密度反演图中均显示低电阻率。(3)高密度电法成果建立在介质电性差异的基
认为以上区域存在无机化合物泄漏渗漏现象,并在础上,根据地块生产历史测得的低阻异常可能为无
土壤和地下水中主要呈为水平方向扩散,垂向也存机盐类引起,其浓度在环保调查中并不能达到污染
在一定程度的扩散。标准,在成果应用上存在一定的偏差。如有条件,建
(2)结合高密度电法视电阻率成像异常图,认议在当地已知条件下提前进行模拟实验,以便更好
定高阻异常主要存在于浅部表层。经数据统计,北地在地块内圈定调查靶区。
,地[参考文献]
,
[1]董浩斌,[J].地学前缘,
电阻率变化范围主要集中在南侧地
50-2800-mo2003,10(1):171-176.
,地表平均高程为[2]李富,刘树才,曹军,
,。视电阻率变化范的应用[J].工程地球物理学报,2006,3(2):119-124.
围主要集中在50-280O-mo考虑多为后期杂填以[3][J].
及早期厂区地基引起。南区视电阻率大于300O-m水利科技与经济,2016,22(5):70-72.
的区域主要集中在南侧地块北部靠近水域的地基[4]徐子东,师学明,傅庆凯,
和堤坝处。电法污染调查研究[J].工程地球物理学报,2011,8(5):
542-546.
(3)南侧地块中部及东部分布原厂在生产时期
[5]袁东,雷玉山,张涛,
的一些罐区,在高密度点法中均呈现低阻反应,结
三维可视化的实现[J].企业技术开发,2015,34(7)=73-
合厂区钻探情况,推测为罐体在长期使用过程中存
75.
在跑冒滴漏以及残留罐体底部钢筋混凝土基座综[6]汤浩,(调)水工程
合反应。隐伏断层探测的应用[J].人民珠江,2012(5):88-90.
[7]周冬冬,刘建刚,
5
结论与建议用[J].长江科学院院报,2015(2):68-71.
[8]宋志伟,董晓强,高宜涛,
阻率特性试验[].土木建筑与环境工程,2015(5):60-
(1)经物探资料分析,部分地段表层0~2m存J
65.
在高阻异常,主要集中在北侧地块的东部以及南侧
地块零星地段,经场调钻孔验证,基本为杂填土及[作者简介]
原厂区残留构筑物引起,未见其他明显地下填埋刘坤(1988-),男,工程师,毕业于中国地质大学(武汉)
物。地球物理学专业,长期从事地球物理、地球化学勘探以及场
地污染调查工作。[收稿0期:2022-02-24]
(2)结合物探成果异常特征、厂区历史资料及

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