污染调查中的水、土样品采集技术

地下水污染日益严重。钻探是地下水污染勘察方法中最直接、最准确的技术方法,是地下水污染调查的重要手段之一。通过取心、取样,可以获得地下污染信息。取心、取样质量的好坏对取得的地下水污染调查资料真实性至关重要。在地下水污染调查中,要根据调查场地的条件和调查目的选择合适的采样方法,并严格按照操作规程进行采样,以取得真实、有代表性的样品。     

地方病区地下水监测井建造及取样技术

为了查明地方病区地下水的形成条件、赋存规律、补径排特征和地下水化学特征需要建造监测井,采取地下水样品。本文就监测井的建造材料和成井工艺及取样技术做出论述,提出在地方病区最好选用PVC-U井管、携砾滤水管,建造分层止水、分层取样的监测井,辅以地下水定深取样和双帕克分层采样系统,采集有代表性的地下水样品。     

直接推进技术在有机污染场地调查中的应用研究

近年来,直接推进技术以其快速精确、经济高效、可装备先进探测器等优点,在国外污染场地调查中得到广泛推广与应用。文章在总结国内外相关研究成果基础上,对直接推进技术中的膜界面探测和连续钻进取样技术在污染场地调查中的功能和应用进行了论述,并在某有机污染场地调查中进行了试验研究。结果表明,利用膜界面探测技术首先半定量获取场地污染物的分布特征及范围,然后以此为指导采用直推式钻机钻进获取代表性样品,并进行实验室测试分析,可以快速、精确地刻画有机污染场地的污染物种类、浓度与分布范围,为后期采样计划和调查提供重要依据。     

金属矿山土壤样品采样点布置应注意的问题

《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166-2004)已给出大气污染型、灌溉水污染和农用固体废物污染型等土壤样品采样布点原则,但没有规定金属矿山土壤样品布置原则。由于金属矿山成矿作用复杂性,样品布点设置不清,可能不易分清是自然污染还是人为污染。对广西象州和大新两个铅锌矿区土壤进行调查,获得金属矿体上、下盘岩石风化土壤取样、纳污水体矿坑涌水排污口上、下游取样,地下水排泄口取样,矿体采矿通风口下方、选矿厂破碎系统下方取样分析,可以判定土壤是来自自然污染还是人为污染。     

某固体废弃物场地环境因子监测与分析

本次对某固体废弃物场地环境调查,采用钻孔取样方式,采集了土壤和地下水样品,土壤样品和地下水样品分别选取了45项监测因子和35项监测因子进行测试.通过分析测试结果表明,场地中土壤样品重金属监测因子大多超标,地下水水质划归Ⅴ类.本研究为同类环境调查监测因子的选取及分析评价提供了依据与借鉴.     

直接推进钻进

“直接推进钻进”是一种把钻具推人或压人地面的钻进和取样方法。无需回转，所以样品不会受到污染，地表没有岩屑。这种钻进方法主要应用于土层、粘土层、胶结和非胶结砂层。钻并者通过使用这种方法用密封的塑料管采取岩芯，所以样品没有受到污染。     

集束式监测井成井工艺研究

随着人类经济社会活动的加剧,地下水遭受污染的范围和强度不断加大,尤其是浅层地下水面临污染的风险更大。如何及时发现并科学评价浅层地下水污染程度和治理的效果,迫切需要简单易行、有效可靠的浅层地下水分层监测井。传统的浅层地下水分层监测井存在占地多,监测层位少等问题,巢式监测井监测5层,连续多通道监测井口径小,因此有必要研究即占地少,又能监测多层,而且监测井井管口径能满足不同种类监测仪器的安装要求。通过室内和野外试验,研究了集束式浅层地下水分层监测井建设过程中止水方法、止水材料、粒径、止水层厚度及止水效果检验、下管方式等关键技术,实现同一孔内监测100 m以内的多层含水层或多个含水段的分层监测,施工口径小,占用土地少,建设成本经济。集束式监测井可以应用到地下水监测、环境污染调查研究等多个领域,该研究将为集束式浅层地下水分层监测井建设施工提供理论依据和技术支撑,使未来的监测更加精细化、准确化,为今后监测井的发展提供新的思路和研究方向。     

石油污染地下水取样方式对比试验研究

为了获取取样方式对石油类污染物浓度影响的实证数据,笔者在华北平原一口石油污染的监测井内,开展了不洗井与洗井、不同取样器具采集地下水样品的对比试验研究。试验结果表明：洗井会减小不同取样器具造成的污染物浓度差异程度;采用手动惯性泵和小提桶采集的水样浓度普遍较高,而用低流速气囊泵采集的水样浓度普遍较低,浓度最大可相差40倍,平均为5倍。采用不同取样方式造成污染物浓度差异的主要原因可能是轻质石油物在水中的比重分异,以及取水影响范围内污染物在井管内、砾料层内和含水层内分布不均造成。试验结果提醒我们,在采集石油类污染地下水样品时,洗井是一道必不可少的野外工作程序,采用不同取样器具会对污染物浓度产生较大影响。因此,在进行地下水质量评价、污染风险评价以及地下水污染修复效果评估时,应考虑这种不确定性。     

地下水污染调查多级监测井建造及取样技术

多级地下水监测井能够在一个井内监测多个深度段水质和污染状况,在场地污染调查污染羽三维描述中起着不可替代的作用。一口多级地下水监测井可等同多口单管监测井,节约施工成本和维护费用。本文在实地典型污染场地调查的基础上,对多级监测井建造及其取样技术进行了研究,为以后的工作奠定了基础。     

区域地下水污染调查取样点布设量化分配方法

在区域尺度、有限样品的地下水污染调查中,密度控制可以计算区域总样品数量,但取样点布设应综合考虑地质环境、人类活动等方面的差异性。目前,样点布设主要依赖技术人员经验,存在较强的不确定性,如何科学布设取样点是需要解决的一个科学问题。针对这个问题,文章基于实际工作创建了“区域预分配、单元再优选”的解决方法。在区域上,基于层次分析法构建量化分配模型,以背景控制因素和潜在污染因素建立分配因子组合,运用指数标度量化定性因子、标度函数计算定量因子,通过矩阵运算获取每个分配单元的样品预分配数量;在单元内,按照分段控制、条件优选的方法提高取样点针对性和代表性。利用构建的分配方法,以拉萨河流域地下水水质调查为案例进行了取样点布设分配应用,确定了各单元样品分配数量。结果表明:考虑背景控制和潜在污染的层次分析模型及量化计算平衡了拉萨河流域不同分配单元对样品的实际需求,解决了城关区面积小样品需求多、当雄县面积大样品需求少等问题;分段控制、条件优选的方法明确了分配单元内取样点选择依据。本方法的构建为地下水污染调查取样点布设提供了必要的方法支撑。     

CMT技术在地下水多层监测中的应用研究

随着地下水监测技术的不断完善和发展,单孔多层监测井技术广泛应用于地下水监测工作。CMT监测井就是其中的一种,该技术采用了新型成井结构方式,能够实现单井监测多层地下水,分层采集水样进行水质分析,有一井替代多井监测的特点,能够降低建井及监测成本,提高监测效率。利用CMT多层监测技术,在黑河中游进行地下水多层监测,根据实际监测数据进行水文地质分析,验证了CMT技术在地下水多层监测中的实用性和有效性。     

The Third James K. Mitchell Lecture: Geo-environmental site characterization 1

The use of the piezocone to provide detailed stratigraphic information as well as the piezometric and hydraulic characteristics of the soil is discussed. A resistivity module of external electrode rings attached to the piezocone developed at UBC to log and assess groundwater quality, soil porosity and saturation is also discussed together with basic theory and factors that affect in-situ electrical resistivity. Finally, the combination of the economical and rapid UBC-modified BAT groundwater penetration tool to provide ‘specific-depth’ groundwater samples for chemical and biological analysis and correlation with resistivity will also be explained. Field data from several case histories are presented to demonstrate the use of the resistivity piezocone in combination with groundwater sampling to provide screening data to locate permanent monitoring well systems or to develop remediation scenarios. The examples deal with acid mine drainage at a mine site, creosote contamination at a pressure treatment plant, seawater intrusion alongside a river outlet and seepage through a tailings dam.     

降水及回灌过程中土体变形响应室内模型试验研究

过度抽取地下水是引起地面沉降的主要原因,而人工回灌地下水能在一定程度上延缓地面沉降的速率并能使地面发生部分回弹。为研究降水及回灌过程中土体变形规律,本文设计了砂土-黏土-砂土互层的室内模型试验。针对室内模型试验,选取特种感测光纤,研究了光纤的埋设工艺,运用分布式光纤感测技术捕捉土体在水位变化过程中各土层的应变数据;采用传统的分层沉降标和测水头管,观测了试验过程中土体沉降变形和自由水位面变化;对比分析了分布式光纤感测技术在降水及回灌过程中对于土体内部变形监测的准确性与可靠性,研究了该过程中土体变形对水位变化的响应规律。研究成果为地下水位和土体变形长期观测资料的合理分析提供了试验依据,并有助于推动分布式光纤感测技术在地面沉降现场监测中的应用。     

多通道地下水监测技术应用示范

多通道地下水监测技术能够大幅度降低地下水监测成本。多通道监测井成井井管是采用HDPE材质挤出若干通道的连续管材,在每个通道指定位置加工窗口,对应相应的地下水监测层位,并设计合理的填砾止水厚度。根据多通道地下水监测井特点,研制新型的止水材料。采用该种地下水监测技术,先后在北京、天津、甘肃等地建立了地下水监测示范工程。与传统地下水监测技术相比,节约了占地面积、减少了钻探进尺,与国外CMT地下水监测技术对比,适用范围更广,建井成本更低。     

岩溶地下水环境微生物信息技术应用研究进展

岩溶含水层特有的非均质性使其微生物群落具有多样性,微生物信息技术研究对岩溶地下水资源开发利用和保护具有重要意义。在总结国内外微生物信息技术应用研究现状基础上,分析岩溶地下水环境中微生物来源,重点讨论微生物示踪技术、微生物监测技术在岩溶地下水环境中的应用。认为,由于岩溶含水层的复杂性和微生物的易变异性,微生物信息技术应用过程中对岩溶地下水环境造成的污染风险还需进一步探讨,提出推进微生物信息技术在岩溶地下水资源合理开发利用中的研究展望。     

Geoenvironmental site investigation using different techniques in a municipal solid waste disposal site in Brazil

Different geoenvironmental site investigation techniques to assess contamination from a municipal solid waste disposal site in Brazil are presented here. Superficial geophysical investigation (geoelectrical survey), resistivity piezocone penetration tests (RCPTU), soil samples collected with direct-push samplers and water samples collected from monitoring wells were applied in this study. The application of the geoelectrical method was indispensable to identify the presence and flow direction of contamination plumes (leachate) as well as to indicate the most suitable locations for RCPTU tests and soil and water sampling. Chemical analyses of groundwater samples contributed to a better understanding of the flow of the contaminated plume. The piezocone presented some limitations for tropical soils, since the groundwater level is sometimes deeper than the layer which is impenetrable to the cone, and the soil genesis and unsaturated conditions affect soil behavior. The combined interpretation of geoelectrical measurements and soil and water samplings underpinned the interpretation of RCPTU tests. The interpretation of all the test results indicates that the contamination plume has already overreached the landfill’s west-northwest borders. Geoenvironmental laboratory test results suggest that contamination from the solid waste disposal site has been developing gradually, indicating the need for continuous monitoring of the groundwater.     

基于光纤传感的石膏矿地面塌陷监测预警系统

近年来,江苏省邳州市北部石膏矿区发生了20多起采空塌陷灾害。由于传统的采空区地表土体变形监测方法均难以满足采空区地面塌陷监测超前预报的要求,为解决石膏矿区采空塌陷监测预警机制缺乏的问题,邳北石膏矿区开展了基于光纤传感技术的监测预警工作。根据前期调查分析和数值模拟等成果推导石膏矿地面塌陷机理,并采用光纤传感器对采空区上覆松散层底部含水层地下水位动态监测、深部岩土体位移监测及微震监测。在监测过程中,当水位变动幅度、岩土体位移突然超出正常波动值时或接收到较强震动信号时触发报警,在地面塌陷发生前期进行有效的预警,为防灾减灾工作提供充足的准备时间。通过监测预警工作的实施,验证了这些监测预警手段的有效性,可以为矿区地面塌陷地质灾害的监测、预报以及防治提供数据基础与科学依据,也可为石膏矿和其它类似条件的地面塌陷地质灾害防治和监测预警工作提供参考。     

地理信息技术在地下水监测中的应用初探

地下水监测网络是地下水信息化管理的重要组成部分,监测网的智能化对于地下水资源的管理与研究十分重要,将遥感、全球定位系统、地理信息系统及三者的集成技术即地理信息技术,融于在地下水监测应用中,同时结合传统的地下水监测方法进行运用,可提供地下水动态数据管理、数据及时更新、地下水三维数据的获取以及空间分析功能,使地下水监测工作走向智能化、实时化和科学化。     

基于自组织神经网络的污染场地多监测指标相关性分析

为查明场地污染分布特征,需对场地土壤和地下水进行钻探取样,按规范的检测指标进行逐一测试。在初查和详查阶段将获得大量的土壤和地下水污染数据,数据样本数量大、监测指标多,数据结构复杂,如何从场地大数据中提取价值信息已成为研究热点。以某有机污染场地为例,基于自组织映射神经网络（SOM）和K均值算法开展大数据分析,深入探讨地下水和土壤中各污染指标间的相关性。结果表明:（1）基于自组织映射神经网络的大数据分析可快速挖掘复杂多维的污染场地监测数据,有效完成关键信息的提取;（2）地下水中污染检出指标存在显著的聚类特征,同一聚类中的污染指标具备相似的空间分布特征。对场地污染物检测采取先分类后分级的优化筛选策略,减少污染物检测指标数目,从而有效降低场地检测费用;（3）土壤和地下水中污染检出指标存在良好的空间相关性,这与该污染场地地下水渗流速度缓慢有关。土壤和地下水污染检出指标空间分布的相关性,有助于场地污染源的追溯。     

Analysis of the effect of geology, soil properties, and land use on groundwater quality using multivariate statistical and GIS methods

The regional survey of groundwater used as a small water supply system was performed to know the effect of geology, soil properties and land use on groundwater quality at Nonsan City, Korea. A total of 126 groundwater samples were collected and analyzed at the study area. The multivariate statistical methods, principal components analysis and discriminant analysis, and GIS technique were used for the quantitative interpretation of groundwater quality. The study area is mainly composed of Precambrian gneiss, Jurassic granite, and Cretaceous volcanics, and metasedimentary rocks of the Ogcheon zone. The land use was grouped as paddy, upland, grassland, resident, point source, industrial area, and water system. The soil properties were classified as 4 major groups, Entisols, Alfisols, Inceptisols, and Ultisols, by the degree of development, and reclassified as 11 subgroups. The modified and simplified geologic map, soil map, and land use map were made by using ARCGIS soft-ware. The area of geology, soil property, and land use affecting the groundwater quality for each well were also calculated by ARCGIS soft-ware to acquire the quantitative parameters for multivariate statistical analysis. The monitoring results of groundwater in the study area showed that 13%-21% of the groundwater samples exceeded the portable water guideline and the main causes were turbidity, bacteria, arsenic and nitrate-N. The spatial distribution of each component showed the close relationship between groundwater quality and geology reflecting the topography, land use.