地下水污染調查

　　地下水污染調查是地下水污染研究的基礎和出發(fā)點(diǎn)。其主要目的是：①探測與識別地下污染物；②測定污染物的濃度；③查明污染物在地下水系統中的運移特性；④確定地下水的流向和速度，查明主徑流向及控制污染物運移的因素，定量描述控制地下水流動(dòng)和污染物運移的水文地質(zhì)參數。場(chǎng)地調查獲得的水文地質(zhì)信息對水文地球化學(xué)調查、數值模擬和治理技術(shù)至關(guān)重要。

　�。�1）初步場(chǎng)地勘察及初始評估。

　　這一階段包括已有資料的搜集整理和現場(chǎng)踏勘。該階段的目的是：

　　描述場(chǎng)地的基本地質(zhì)特征及對已搜集整理資料信息進(jìn)行驗證；

　　搜集當地的水文資料，包括降雨和地表排水；

　　搜集有關(guān)污染源和污染特性的資料；

　　初步確定地下水系統概念模型；

　　搜集前人資料。

　　a）污染現場(chǎng)歷史資料。

　　有關(guān)過(guò)去及現在土地使用情況的資料可以指示在污染現場(chǎng)的地下水環(huán)境中可能存在哪些污染物。

　　在第一階段調查中最關(guān)鍵的資料涉及以下幾個(gè)方面。

　　a1.已知污染物或可能存在的污染物的性質(zhì)。

　　對可能存在的污染物的物理化學(xué)性質(zhì)及其賦存與接觸特性進(jìn)行鑒定非常重要。另外，有關(guān)土壤、空氣、水等污染遷移介質(zhì)的環(huán)境管理標準也是必需的資料。

　　a2.污染物的來(lái)源或可能來(lái)源。

　　廢物處置活動(dòng)是污染物的來(lái)源之一。此外，用火車(chē)或卡車(chē)運輸大批化學(xué)物質(zhì)或石油產(chǎn)品時(shí)常常發(fā)生不可控制的溢出問(wèn)題（如石化煉油廠(chǎng)的油品裝卸區），這會(huì )對地表環(huán)境造成嚴重的積累性污染。雖然某些由廢物處置活動(dòng)及處置設備造成的污染可被很容易地發(fā)現，但其他的可能的污染來(lái)源就只可能從報告中尋找證據了，如對污染物或污泥的不正確處置，對廢舊化學(xué)用品的不適當處置等。

　　a3.污染程度。

　　已知或不明污染物的污染程度由下列因素決定：地下水環(huán)境中污染物的含量、物理化學(xué)性質(zhì)、賦存狀態(tài)及地下水系統的特征。

　　b）地質(zhì)與水文地質(zhì)資料。

　　前人的現場(chǎng)調查報告可以提供有關(guān)地形、巖土體和填埋材料的厚度及分布、含水層的分布、基巖高程、巖性、厚度、區域地質(zhì)條件、構造特征（例如基巖中的斷層）等方面的資料。土壤類(lèi)型對于推測地層的水文地質(zhì)性質(zhì)，如水力傳導系數等也是很有用的。航空圖片可以為評價(jià)地質(zhì)條件及地表排水特征提供重要信息，取水井的地質(zhì)柱狀圖則有助于對水井附近的地質(zhì)情況進(jìn)行解釋。

　　任何污染現場(chǎng)的水文地質(zhì)條件都對地下水和污染物在地下的運移起著(zhù)極其重要的作用。在第一階段調查中，應以搜集與總結有關(guān)地質(zhì)情況的資料為出發(fā)點(diǎn)。污染物的排泄區、地下水位、地下水大致流向及地表排水方式均為這一階段應了解的。

　　c）水文資料。

　　調查內容包括地表水的位置、流動(dòng)情況、水質(zhì)以及與地下水的水力聯(lián)系方式等。有關(guān)地表水來(lái)源及流向的資料大多可由地形圖中獲得，更詳細的情況則可在專(zhuān)門(mén)的水資源報告中找到。

　　如果可能的話(huà)，已有資料還應包括場(chǎng)地水文地質(zhì)平面圖、剖面圖及初步的概念模型。

　　初步現場(chǎng)踏勘。在資料搜集完成以后，必須進(jìn)行初步現場(chǎng)踏勘，以證實(shí)從資料分析中得出的結論。需攜帶以下物件：所有相關(guān)的平面圖、剖面圖及航空圖件；用于近地表勘察的鐵鏟及手工鉆；用于釆集地表水或泉水的釆樣瓶。在這一階段，應完成以下重要的踏勘任務(wù)：

　　a）檢查欲用鉆探設備的場(chǎng)地可進(jìn)入性。觀(guān)察現場(chǎng)地形及周邊環(huán)境，以確定是否可進(jìn)行地質(zhì)測量以及現場(chǎng)是否可容納鉆孔設備；

　　b）對現場(chǎng)的后勤工作進(jìn)行考察，以確定是否方便清洗鉆孔及獲得可供鉆探使用的清潔水；

　　C）對現場(chǎng)的地質(zhì)條件進(jìn)行考察，以確定區域地質(zhì)條件與基巖位置同背景資料是否一致；

　　d）觀(guān)察現場(chǎng)地形、排水情況及植被分布，確定鉆井液排放位置；

　　e）查明導致污染的化學(xué)廢物的性質(zhì)，特別是其活動(dòng)性及暴露程度；

　　f）確定研究區域內監測設備的狀況，特別是它們的置放條件、深度及地下水水位；

　　g）對現場(chǎng)氣候進(jìn)行研究，以獲得降雨量及氣溫方面的資料。

　　調查已有資料沒(méi)有記錄的場(chǎng)地周?chē)�近期變化情況（如新建筑）�？梢酝ㄟ^(guò)分析不同時(shí)期的不同航空圖片，來(lái)了解土地利用的歷史變化情況。

　　根據場(chǎng)地的復雜程度和已有資料的情況，初步建立起一個(gè)場(chǎng)地水文地質(zhì)概念模型。該模型應包括以下要素：

　　a）現場(chǎng)鄰近地區的地質(zhì)條件概念模型。應根據水力學(xué)性質(zhì)來(lái)劃分不同的地層，并指出不同地層對地下水流動(dòng)系統的重要性及它們對地下水環(huán)境中污染物運移的潛在控制能力。

　　b）區域及局部的地下水流動(dòng)系統與地表水之間的水力聯(lián)系。概念模型將確定現場(chǎng)周邊地區的地下水系統與地表水系統的相互補給、排泄關(guān)系及區域地下水流動(dòng)系統與局部地下水流動(dòng)系統之間的相互關(guān)系。畫(huà)出地下水流動(dòng)系統示意圖，即使這樣一個(gè)初步的模型可能隨著(zhù)調查工作的深入，會(huì )有很大的修改，在踏勘后建立這樣的概念模型有助于從一開(kāi)始就帶著(zhù)系統的觀(guān)點(diǎn)整體把握場(chǎng)地的水文地質(zhì)特征。

　　c）確定人類(lèi)活動(dòng)對地下水流動(dòng)及污染物運移的影響。例如，埋藏管道、地下設施、下水道及與它們相關(guān)的粗�；靥钔炼紩�(huì )為非水相液體及地下水的流動(dòng)創(chuàng )造條件�，F場(chǎng)周?chē)�的抽水井也�?huì )改變水力梯度及地下水流場(chǎng)。

　　d）確定污染物運移途徑及優(yōu)勢流的通道。這些通道包括水力梯度很高的地層及巖石與土壤中的裂隙。

　　e）確定污染物的性質(zhì)。在概念模型中加入污染物的性質(zhì)是非常重要的，這樣可以確保污染物的產(chǎn)生與遷移成為現場(chǎng)監測與調查過(guò)程的中心。

　　f）確定污染物的可能受體，以評價(jià)環(huán)境影響程度受體可能包括人、植物、動(dòng)物及水生生物。

　　在第一階段調查中，整理和評價(jià)己有的背景資料并進(jìn)行野外考察是非常必要的。工作計劃應考慮現場(chǎng)的特殊物理特征。例如，低滲透性巖層將使較深處的含水層免受附近地表污染物的影響，但鉆探技術(shù)使用不當可能會(huì )破壞這些條件，使污染進(jìn)一步擴大至深部。在一定的地質(zhì)環(huán)境中，某些勘察技術(shù)將會(huì )比另外一些更為適用，地質(zhì)條件對勘察方法的選擇起著(zhù)極其重要的作用。

　　在確定工作計劃時(shí)，現場(chǎng)污染物的特殊性質(zhì)也應被考慮進(jìn)去。這些需考慮的因素包括：

　　a）現場(chǎng)勘察方法的適宜性，即應避免使污染進(jìn)一步惡化；

　　b）在進(jìn)行現場(chǎng)調查時(shí)所使用的地球物理技術(shù)的適宜性；

　　c）污染物與監測孔材料的相容性；

　　d）安置鉆孔、監測孔與取樣技術(shù)的適宜性。

　�。�2）野外調查與監測。

　　第二階段調查的主要目的是：劃分并刻畫(huà)主要的含水層，確定地下水流向，形成一個(gè)仿真度較高的地下水系統概念模型，能夠刻畫(huà)主要含水層并繪制出場(chǎng)地附近地下水流場(chǎng)圖，定性評價(jià)地下水脆弱性，并識別污染物可能的運移途徑。

　　第二階段調查包括對現場(chǎng)特征的勘察及地下水監測孔的安裝。在搜集有關(guān)現場(chǎng)特征的資料時(shí)可釆用許多不同的勘察技術(shù)。實(shí)際的現場(chǎng)調查包括直接方法和間接方法。直接方法包括鉆探、土壤釆樣、土工試驗等，間接方法則包括航片、衛片、探地雷達、電法等。調查者應該有機地結合直接方法與間接方法，以有效地獲得全面的現場(chǎng)特征方面的資料。

　　野外調查。

　　在污染現場(chǎng)進(jìn)行土壤釆樣的目的是為了確定有害物質(zhì)的濃度是否達到了足以影響環(huán)境和人類(lèi)健康的水平。具體來(lái)說(shuō)，土壤釆樣可用于以下目的：確定土壤是否受到污染；與背景水平相對照，確定污染物是否存在及其濃度大��；確定污染物的濃度及其空間分布特征。

　　土壤大多復雜、易變，這就需要在調查時(shí)綜合釆用多種釆樣方法和監測手段。在研究污染土壤的性質(zhì)時(shí)，野外與室內實(shí)驗都是必要的。野外實(shí)驗可提供有關(guān)土壤性質(zhì)、地下水流動(dòng)條件、污染物遷移等方面的資料。對于那些較缺乏有關(guān)地下詳細信息的研究場(chǎng)地，可考慮使用地表物探技術(shù)來(lái)獲取場(chǎng)地的一些地層信息。這些調查結果和已有的地質(zhì)資料一起使用，有助于確定地層巖性。這些巖性特征在鉆井過(guò)程中可進(jìn)一步被檢驗，也有助于確定鉆井測試深度。通過(guò)這些鉆井測試可確定基巖或低滲透性沉積物這類(lèi)含水層邊界的位置。同樣，使用地表物探可探測被掩埋的廢棄容器（如金屬罐和桶）。這些調查對于確定潛在污染源的位置及指導監測孔的定位，以避免在鉆井過(guò)程中穿破被掩埋的廢棄容器，是十分重要的。

　　地球物理技術(shù)可用來(lái)較好地了解地下條件及描述污染的程度。地球物理技術(shù)包括探地雷達（GPR）、電磁法（EM）、電法與地震法等。