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頻率域電磁感應儀的場地全覆蓋污染快速篩查方法

來源:北京中誠嘉儀科技有限公司   2020年04月30日 11:12  

 

【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(xiàn)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(zhì),、土壤質(zhì)地,、地下儲罐,、地下管線分布和地球物理條件,;此外,,通過現(xiàn)場踏勘初步了解場地內(nèi)生產(chǎn)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(zhì)以及污染類型,并根據(jù)探測目的調(diào)整頻率域電磁感應儀的天線頻率以及儀器參數(shù),;

(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?shù)木嚯x,,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(zhì)條件與目標場地盡量一致,;土層結(jié)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(jù)現(xiàn)場踏勘的結(jié)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(xiàn)場規(guī)劃網(wǎng)格,網(wǎng)格大小隨電磁感應儀的測桿長度而變化,測桿越短,則網(wǎng)格尺寸越小,網(wǎng)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(xiàn)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(shù)應大于30個,;

(4)現(xiàn)場探測實施

針對規(guī)劃布置的測點或移動路徑,根據(jù)實際需要,,現(xiàn)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(jù)場地的水文地質(zhì)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(xiàn)場探測:儀器在地表發(fā)射變頻交流電,,產(chǎn)生變動磁場,,實時采集兩類數(shù)據(jù),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(xiàn)場狀況,若為現(xiàn)場干擾所為,,應于資料分析階段剔除,;

(5)探測數(shù)據(jù)的處理

通過數(shù)據(jù)線或U盤將所有測定數(shù)據(jù),包括背景區(qū)和場地的測定數(shù)據(jù),,傳輸至電腦,;

將背景區(qū)即空白對照區(qū)的所有測定數(shù)據(jù)求平均值;背景區(qū)數(shù)據(jù)的離散度應低于一定水平,,電導率值的變異系數(shù)或標準差/平均值小于10%,,同相位數(shù)值的變異系數(shù)或標準差/平均值小于15%;

數(shù)據(jù)歸一化處理:將目標場地的所有測定數(shù)據(jù),,包括電導率值和同相位率,,除以背景區(qū)對應數(shù)據(jù)的平均值;

(6)圖形繪制

將經(jīng)過歸一化處理后的地層電導率數(shù)據(jù)與同相位數(shù)據(jù),,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(diào)整數(shù)據(jù)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(jù)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(jié)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(jié)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(xiàn)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(jié)果與電磁感應儀的探測結(jié)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(jié)果及鉆孔取樣的測試分析結(jié)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(diào),,以步行速度每天移動測量1020公里的距離,,每小時完成20003000平米場地或1天完成2030畝場地的快速篩查。

3.如權利要求12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12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(chǎn)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12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(zhì)非水相液體污染類型場地,選擇低頻模式,。

6.如權利要求12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12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(diào)查,,按以下步驟依次完成場地調(diào)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(shù)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(shù)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(wǎng)格大小在10m×10m以下,,基本全覆蓋,;根據(jù)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(shù)據(jù),將場地內(nèi)的所有數(shù)據(jù)進行歸一化,,數(shù)據(jù)導出,,使用Surfer成圖軟件對數(shù)據(jù)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(jù)電磁感應儀的電導率和同相位測定結(jié)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45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(shù)據(jù)分析

對土壤/地下水樣品的實驗室測試數(shù)據(jù)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(jié)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12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(diào)查,,按以下步驟依次完成場地調(diào)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(shù)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(wǎng)格大小在10m×10m以下,基本全覆蓋,;根據(jù)場地內(nèi)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(shù)據(jù),,將場地內(nèi)的所有數(shù)據(jù)進行歸一化,,數(shù)據(jù)導出,使用Surfer成圖軟件對數(shù)據(jù)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(jù)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45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(jù)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(shù)據(jù)分析

對土壤/地下水樣品的實驗室測試數(shù)據(jù)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(jié)果,,勾勒出場地的污染分區(qū)圖,并計算污染面積,。

 

 

 

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