應用電阻率變化率判斷重金屬污染場地污染程度的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境巖土工程技術領域，具體涉及一種應用電阻率變化率判斷重金屬 污染場地污染程度的方法。
【背景技術】
[0002] 我國土地污染問題日益嚴重，特別是隨著近年來產業(yè)結構的調整和城市化進程的 加快，大量工業(yè)企業(yè)搬迀后遺留了許多可能對人身健康造成危害的污染場地，若再次開發(fā) 利用，就需要對這些場地進行必要的調查或修復。了解污染物的空間分布和濃度是進行污 染場地治理與修復的前提。傳統的現場布點鉆孔采樣、實驗室化學分析可進行污染場地的 監(jiān)測，而與之相比，電阻率法具有快速、原位、經濟、測試范圍廣等優(yōu)點，電阻率法將有可能 成為對污染場地進行快速診斷的有效途徑。
[0003] 國內外很多學者對電阻率法在污染場地調查的應用做了很多的基礎性工作，通過 室內模擬試驗、土電阻率模型研究和相關化學分析，積累了寶貴的理論成果，為電阻率法探 測提供了技術保障。但現有的一些電阻率法對于判斷土中污染范圍有一定研究，但是電阻 率與污染物濃度之間相關關系的研究還較少，實現電阻率法定量化判別污染程度的研究還 有待于進一步深化。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種應用電阻率變化率判斷 重金屬污染場地污染程度的方法，該方法通過利用污染區(qū)域土體相對于未污染區(qū)域土體的 電阻率變化率以實現對場地受重金屬污染程度的判斷。
[0005] 本發(fā)明目的實現由以下技術方案完成： 一種應用電阻率變化率判斷重金屬污染場地污染程度的方法，其特征在于，所述方法 包含下列步驟：（1)測定場地未污染區(qū)域土體的電阻率；（2)測定場地潛在重金屬污染區(qū)域 土體的電阻率；（3)計算污染區(qū)域土體相對于未污染土體的電阻率變化率；（4)根據電阻率 變化率判斷場地受重金屬污染的程度。
[0006] 步驟（1)和步驟（2)中所使用的電阻率的測定方法為電阻率靜力觸探法、電阻率 測井法、高密度電法、電阻率CT法、室內試驗測定法中的一種或多種。
[0007] 所述步驟（3)的計算方法為：使用下列公式計算污染區(qū)域土體相對于非污染區(qū)域 土體的電阻率變化率：
其中，_為污染區(qū)域相對于未污染區(qū)域土體電阻率變化率；編為污染區(qū)域土體電阻率， 單位為Ω m 為未污染區(qū)域土體電阻率，單位為Ω m。
[0008] 當所述電阻率變化率為大于或等于0. 3且小于0. 5時，可判斷土體受污染的等級 為輕度污染；當所述電阻率變化率為大于或等于〇. 5且小于0. 8時，可判斷土體受污染的等 級為中度污染；當所述電阻率變化率為大于或等于〇. 8時，可判斷土體受污染的等級為重 污染。
[0009] 本發(fā)明的優(yōu)點是，實現同種條件下，重金屬濃度與電阻率數值的定量化，可選用電 阻率變化率判斷土體受重金屬污染的污染程度，有利于重金屬污染場地的快速診斷，為后 續(xù)調查、治理提供依據，大大節(jié)省了時間和成本。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明中判斷重金屬污染場地污染程度的方法流程示意圖； 圖2為本發(fā)明中污染區(qū)域土體和未污染區(qū)域土體靜力觸探電阻率曲線圖； 圖3為本發(fā)明實施例1中場地內測試點位的電阻率測試結果圖表； 圖4為本發(fā)明實施例1中常規(guī)鉆探取樣結合實驗室分析所得出的測試點位檢測結果圖 表； 圖5為本發(fā)明實施例2中配制不同重金屬濃度梯度土樣的圖表； 圖6為本發(fā)明實施例2中不同重金屬濃度土樣的電阻率測試結果及其電阻率變化率的 圖表。
【具體實施方式】
[0011] 以下結合附圖通過實施例對本發(fā)明的特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以 便于同行業(yè)技術人員的理解： 實施例1 :如圖1所示，本實施例具體涉及一種應用電阻率變化率判斷重金屬污染場地 污染程度的方法，由于電阻率法對重金屬污染土的測定響應明顯，可實現同種條件下重金 屬濃度與電阻率數值的定量化，因此可實現通過電阻率的變化率來判斷土體受重金屬污染 的程度，具體包括如下步驟： (1) 對重金屬污染場地的資料及現場勘探情況進行匯總，初步判定場地內的潛在污染 區(qū)域，在距離重金屬污染場地較近的區(qū)域選擇一塊未污染區(qū)域； (2) 測定未污染區(qū)域內不同深度土體的電阻率，電阻率測試結果如圖3所示，之后取各 不同深度土體的電阻率平均值羅^作為數據分析依據，測定電阻率的方法可以是電阻率靜力 觸探法、電阻率測井法、高密度電法、電阻率CT法、室內試驗測定法中的一種或多種，本實 施例中具體采用電阻率靜力觸探進行電阻率測定； (3) 采用電阻率靜力觸探方法測定污染區(qū)域內不同深度土體的電阻率，電阻率測試結 果如圖3所示，之后取各不同深度土體的電阻率平均值.?作為數據分析依據； (4) 如圖2所示，繪制場地中污染區(qū)域和非污染區(qū)域內的靜力觸探電阻率曲線圖；如圖 3所示，之后根據下式計算污染區(qū)域土體相較于未污染區(qū)域土體的電阻率變化率： 其中：
^為污染區(qū)域土體相對于未污染區(qū)域土體的電阻率變化率（%);編為污染區(qū)域土體 電阻率，單位為Ω m ;編為未污染區(qū)域土體電阻率，單位為Ω m ; (5) 如圖3所示，根據土體電阻率變化率判斷污染區(qū)域的重金屬污染程度，判定準則 為： a.當電阻率變化率小于0. 3時，可判斷土體未受污染； b. 當電阻率變化率為大于或等于0. 3且小于0. 5時，可初步判斷土體受污染的等級為 輕度污染； c. 當電阻率變化率為大于或等于0. 5且小于0. 8時，可初步判斷土體受污染的等級為 中度污染； d. 當電阻率變化率為大于或等于0. 8時，可初步判斷土體受污染的等級為重度污染； 按照上述判定準則，污染區(qū)域測試點位Im處的電阻率相對于未污染區(qū)域的電阻率變 化率為〇. 11，故該深度土體未受污染；3m處的電阻率變化率為0. 09,故該深度土體未受污 染；5m處的電阻率變化率為0. 28,故該深度土體未受污染；綜上所述，故該污染區(qū)域測試點 位處未受污染。
[0012] 如圖3、4所示，將采用本實施例中的方法所得出的結論同常規(guī)的結合鉆探取樣和 實驗室分析綜合判斷結果相比較，基本一致。
[0013] 實施例2 :如圖1所示，本實施例具體涉及一種應用電阻率變化率判斷重金屬污染場地 污染程度的方法，具體包括如下步驟： (1) 采用室內試驗測定法，選取代表性土樣，測定其天然狀態(tài)電阻率； (2) 選取Cu2+代表性重金屬污染物，采用氯化銅溶液，按照《土壤環(huán)境質量標準》三級 標準的超標倍數分別制備未污染土樣、標準值土樣以及超標1倍、超標2倍、超標6倍、超標 10倍、超標50倍的污染土樣，如圖5所示； 配制方法為：每次取過篩的未污染土 500g，按照30±2%的含水率及設定的濃度梯度配 制含重金屬離子溶液倒入土樣中，攪拌均勻，放入塑料袋中密封放置24小時； (3) 測定未污染土樣電阻率、標準值土樣電阻率以及超標1倍、超標2倍、超標6倍、超 標10倍、超標50倍的污染土樣的電阻率，測試結果參見如圖6所示： 標準值污染土樣電阻率變化率小于〇. 3屬于非污染； 超標1倍土樣電阻率變化率介于0. 3 (包含）~0. 5之間屬于輕度污染； 超標2倍土樣電阻率變化率介于0. 5 (包含）~0. 8之間屬于中度污染； 超標6倍、超標10倍、超標50倍土樣的電阻率變化率大于等于0. 8屬于重度污染； 由此可見，上述測試判斷結果與土樣的實際污染程度相符，故利用電阻率的變化率判 斷重金屬污染場地的污染程度是可行合理的。
【主權項】
1. 一種應用電阻率變化率判斷重金屬污染場地污染程度的方法，其特征在于，所述方 法包含下列步驟：（1)測定場地未污染區(qū)域土體的電阻率；（2)測定場地潛在重金屬污染區(qū) 域土體的電阻率；（3)計算污染區(qū)域土體相對于未污染土體的電阻率變化率；（4)根據電阻 率變化率判斷場地受重金屬污染的程度。2. 根據權利要求1所述的一種應用電阻率變化率判斷重金屬污染場地污染程度的方 法，其特征在于，步驟（1)和步驟（2)中所使用的電阻率的測定方法為電阻率靜力觸探法、 電阻率測井法、高密度電法、電阻率CT法、室內試驗測定法中的一種或多種。3. 根據權利要求1所述的一種應用電阻率變化率判斷重金屬污染場地污染程度的方 法，其特征在于，所述步驟（3)的計算方法為：使用下列公式計算污染區(qū)域土體相對于非污 染區(qū)域土體的電阻率變化率：其中，1?為污染區(qū)域相對于未污染區(qū)域土體電阻率變化率；編為污染區(qū)域土體電阻率， 單位為Ω m 為未污染區(qū)域土體電阻率，單位為Ω m。4. 根據權利要求1或3所述的一種應用電阻率變化率判斷重金屬污染場地污染程度的 方法，其特征在于，當所述電阻率變化率為大于或等于0. 3且小于0. 5時，可判斷土體受污 染的等級為輕度污染；當所述電阻率變化率為大于或等于〇. 5且小于0. 8時，可判斷土體受 污染的等級為中度污染；當所述電阻率變化率為大于或等于〇. 8時，可判斷土體受污染的 等級為重污染。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應用電阻率變化率判斷重金屬污染場地污染程度的方法，該方法包含下列步驟：（1）測定場地未污染區(qū)域土體的電阻率；（2）測定場地潛在重金屬污染區(qū)域土體的電阻率；（3）計算污染區(qū)域土體相對于未污染土體的電阻率變化率；（4）根據電阻率變化率判斷場地受重金屬污染的程度。本發(fā)明的優(yōu)點是，實現同種條件下，重金屬濃度與電阻率數值的定量化，可選用電阻率變化率判斷土體受重金屬污染的污染程度，有利于重金屬污染場地的快速診斷，為后續(xù)調查、治理提供依據，大大節(jié)省了時間和成本。
【IPC分類】G01N27/04
【公開號】CN105181760
【申請?zhí)枴緾N201510665953
【發(fā)明人】許麗萍, 辛偉, 李韜, 王蓉, 葉萌, 沈婷婷
【申請人】上海巖土工程勘察設計研究院有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月16日