地下水环评污染调查与评价方法

地下水环评污染调查与评价方法第1页，课件共70页，创作于2023年2月2

2地下水污染调查

GroundwaterContaminationSurvey目录1……地下水污染调查的目的2……地下水污染调查方法3……地下水污染调查内容（1）……地下水系统（2）……污染源、物、途径调查第2页，课件共70页，创作于2023年2月3

2-1地下水调查的目的以地下水系统理论为指导，通过钻探、物探、试验等手段深入调查研究区水文地质条件，重点揭示介质空间、水动力场和水化学场的特征，提供污染调查背景通过监测、示踪、模拟等方法，识别污染，查明污染源、污染物、污染途径，为地下水污染评价、污染防治提供基础参数和数据第3页，课件共70页，创作于2023年2月介质空间污染物种类浓度迁移性水动力场污染源分布岩性（矿物组成）空隙（含水、隔水）水位流向流速资料收集地球物理钻探监测、试验地下水污染调查地下水系统特征水化学场pH\Eh\TDS\T水化学类型及分带性特征组分空间分布地下水污染特征污染途径第4页，课件共70页，创作于2023年2月5

2-2地下水污染调查的方法资料收集现场踏勘遥感方法地球物理方法钻探方法监测方法实验或试验2-2-1资料收集类型：数据、图件、研究报告、论文等（1）数据：地形、水文、参数、水位、水质、开采量、实验数据……

（2）图件：地形图、地质图、水文地质图、钻孔分布图、钻孔柱状图、监测孔分布图、等水位线图、水位动态曲线、水化学图、水质动态曲线、水质监测点分布、排污口与取水口分布图……

（3）研究报告：调查报告、专题报告等（4）论文：学术论文、学位论文等第5页，课件共70页，创作于2023年2月6

2-2-2现场踏勘了解工作区基本情况，增加感性认识踏勘前，尽可能多地收集研究区信息探勘时，备野外用车、向导、记录本、照相机、地形图、地质图、地质锤、GPS、放大镜、望远镜、岩土样以及水样采集器具、便携式仪器……

制高点，观望研究区地形、地貌，核对图中的关键点核实监测井、采水井、排污口、水质监测点和剖面等具体情况确定交通路线、遴选实验场、采样点了解研究区工农业生产活动情况，地下水开发利用情况对重要的工农业生产活动场所进行实地走放，了解用水、原料、工艺、产品、废水、废渣、废气情况……

第6页，课件共70页，创作于2023年2月7

2-2-3地球物理探测（Geophysic）特点无破坏性，可遥测地下介质多种特性的三维变化，效率高、成本低

种类重力法、探地雷达、磁法、电法和电磁法、地震法、放射性方法及测井等第7页，课件共70页，创作于2023年2月8

探地雷达（GroundPenetratingRadar）

估算导水系数试验结果第8页，课件共70页，创作于2023年2月9

电法、电磁法

确定水质类型、盐度、腐蚀性水质类型

电导率（mmho/cm）

正常地下水

0.14污染的地下水

市政填埋滤液5.99粉煤灰沉淀物4.61海水

36.30分类电导率（mmho/cm）无盐度0-2轻微盐度2-4中等盐度4-8重盐度8-16极端盐度>16腐蚀性电导率（mmho/cm）严重<10中等10-100轻微>100第9页，课件共70页，创作于2023年2月10

电法、电磁法

监测污染物迁移扩散过程第10页，课件共70页，创作于2023年2月11

控源音频大地电磁法（CSAMT）

SanManuel斑岩铜矿铜提取液监测

SanManuel斑岩铜矿CSAMT法反演电阻率南北向某剖面小于20Ωm的区域推测为提取液扩散范围SanManuel斑岩铜矿根据CSAMT法探测结果绘制的铜提取液三维分布图中圆点表示CSAMT测量点位，纵向实线表示解释深度第11页，课件共70页，创作于2023年2月12

2-2-4钻探（boring,drilling）特点费用高、可以获取某个点上高精度信息

作用精确揭示地下岩层层位、岩性成井供水采集岩样、水样现场试验用作监测孔方法中空螺旋钻进实心钻杆螺旋钻进绳索冲击钻进空气回转钻进夯击中空螺旋钻进反循环钻进泥浆钻进

第12页，课件共70页，创作于2023年2月3、附属工具提引类滑车、提引器、提引钩夹持类垫叉、钻杆夹持器、套管夹板拧卸类管钳、自由钳、链钳、扳手

打捞工具类处理孔内事故专用工具，矢锥、割管器等1、钻塔按材质分金属、木质

按构造分两脚、三角、四角、桅杆式

按角度分直塔、斜塔2、钻具钻头——破碎孔底岩石岩心管——钻进时收容岩心、导向作用

套管——保护孔壁取粉管——收集较大颗粒的岩屑异径接头——连接钻杆柱与岩心管钻铤——孔底加压、导向防斜作用钻杆——传递动力、输送冲洗液水接头——连接回转钻具和高压水管第13页，课件共70页，创作于2023年2月14

2-2-5监测（Monitor）

2-2-5-1监测孔（MontorHole）井径：标准通常为50mm套管与过滤器材料：聚氯乙烯、聚四氟乙烯、电镀钢管、不锈钢管密封材料：彭润土、水泥、及其混合物过滤器长度：10-50cm或<5m短滤管可测定特定深度水头及水化学特性，仅反映污染局部的情况

长滤管，稀释效应很大，污染物提供通道，混合水位，可反映总体污染情况第14页，课件共70页，创作于2023年2月15

以浅层地下水和有开发利用价值的含水层为主适当兼顾与目标含水层有水力联系的其它含水层或地表水体按控制性布点与功能性布点相结合控制不同的水文地质单元、主要含水层、易污染含水层和己污染的含水层以及主要环境水文地质问题的易发区或已发区等监测时间当地地下水枯、平、丰水期的月份各1次总数上游及两侧场地及下游一级≧7≧3≧3二级≧5≧3≧2三级≧3≧1≧22-2-5-2监测孔数目与监测时间第15页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2916

监测孔的三角形布设

h=8m

1

2

3

h=9m

h=10m

9.5m

9.0m

8.5m

第16页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2917

监测孔的功能“A”井为背景监测孔“B”井用来验证处理措施的有效性“C”井及时探测地下水水质的变化情况废

物

B

地下水流向

A

C

C

C

B

第17页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2918

测压水头垂向分布

(m)

0

2

4

6

8

10

0

1

1

0

地下水位（埋深，m）

监测井

第18页，课件共70页，创作于2023年2月C（mg/L）t（day）监测频率越大越能反映真实情况监测时间对监测结果的影响第19页，课件共70页，创作于2023年2月监测孔的安装2-2-5-3第20页，课件共70页，创作于2023年2月21

2-2-6试验

2-2-6-1现场试验（Testinsitu）现场试验抽水试验注水试验渗水试验弥散试验潜水水量垂直均衡试验流速试验(连通试验)地下水含水层储能试验弥散试验目的：研究污染物在地下水中运移时其浓度的时空变化规律，并通过试验获得进行地下水环境质量定量评价的弥散参数

示踪剂：如食盐、氯化铵、电解液、萤光染料、放射性同位素131I等方法：天然状态法、附加水头法、连续注水法、脉冲注入法第21页，课件共70页，创作于2023年2月22

潜水水量垂直均衡试验目的：获得评价区潜水水均衡计算中有关均衡要素，以便配合其它水文地质资料，进行地下水均衡计算参数：降水垂直入渗补给系数，潜水蒸发系数，灌溉水回渗补给系数以及不同岩层的给水度

地中渗透仪：补偿式地中渗透仪零通量面法：负压计和中子水分仪地下水含水层储能试验地下含水层储能可以调节地下水流量，储存地表水，恢复超采含水层的能力，扩大地下水水源，抬高地下水位；借回灌水建立地下水幕，拦阻污水，防止海水入侵或阻拦地下水水源外流，调节地下水温、储藏冷、热源。借助人工回灌淡水，改善水质等，获得地下水动力场、温度场、化学场等有关参数试验场的观测设施和采灌工程，一般包括储能井、观测井、专门测温井、土层分层观测标和孔隙水压力观测井、地表水准点等组成流速试验(连通试验)一般是在地下水的水平运动为主的裂隙、岩溶含水层中进行。第22页，课件共70页，创作于2023年2月23

2-2-6-2室内实验（Experiment）溶浸实验（Leaching）固体废弃物中的污染物的浸出规律

土柱实验（Column）模拟降雨淋滤下，污染物浸出规律模拟污染物在地下水中一维流条件下的迁移、转化、富集规律

模拟槽实验第23页，课件共70页，创作于2023年2月地下水污染、监测与修复模拟槽要点介绍1……模拟槽在实验教学中的必要性2……模拟槽的设计与组成3……模拟槽的功能与实验地下水污染与修复教学实验室

Laboratoryofgroundwaterpollution&remediation第24页，课件共70页，创作于2023年2月1、模拟槽在实验教学中的必要性从现象再现上讲发生于地下，一般难以被发现——可视，增加感性认识三维流动——土柱只能再现一维流动的特殊情况受地下介质的各项异性、不均匀性影响显著——大尺度从研究需要上监测（空间分布、时间动态等）——可控性机理（相互作用类型、媒介、参数等）——已知性防治（定量预测、技术等）——可控+已知如何将野外、室内、计算机模拟有机结合同时较全面再现污染现象，满足教学与研究需要第25页，课件共70页，创作于2023年2月2、模拟槽的设计与组成框架：100mm×100mm×25mmT型钢板槽体：4000mm×1000mm×1000mm，保证三维流动侧板：5mm有机玻璃板；可视槽头、槽尾与槽身间隔：5mm有机玻璃板（ø5mm，1个/cm2）填充介质（数字化）：河砂（含水层），粘土（隔水层）、砾石（透镜体）地下水（数字化）：天然地下水模拟液或自来水流动系统：进水箱、出水箱垂直升降，控制流速，形成潜水区、承压水区和透镜体在线监测系统模拟系统污染修复系统第26页，课件共70页，创作于2023年2月1、在线监测系统8个不同监测深度的监测孔：ø25×2.5mmPVC管；60目的尼龙纱网地下水水位、水质探头信号转接卡+数据采集与处理系统2、模拟系统

专业软件：TOUGHTv2&TOUGHREACT；PHREEQC；VISUALMODFLOW-参数及监测数据3、污染修复系统渗透性反应墙（PRB）：铁粉、活性炭等为填料抽出-处理（PAT）：监测孔、蠕动泵监控条件下的自然衰减法（MNA）：在线监测系统4、污染源发生系统监测孔投放面状入渗四大系统第27页，课件共70页，创作于2023年2月4000mm×1000mm×1000mm粘土·河沙和砾石透镜体监测孔8个可调节槽体两端水位差，模拟地下水流速0-387m/d区间的污染物迁移情况可调节槽体两端水位差，模拟地下水流速0-387m/d区间的污染物迁移情况污染物：染色剂·惰性示踪剂和特征污染物污染途径：间歇入渗·连续入渗·径流型修复方法：MNA,PAT，PRB大型在线模拟槽渗透性反应墙监测孔第28页，课件共70页，创作于2023年2月国际最新版本的专业模拟软件Tough2DOS下运行界面输出文件界面以文件方式输入模拟参数第29页，课件共70页，创作于2023年2月3、模拟槽的功能与实验运行步骤步骤一：槽体饱水，调节进水与处水箱相对位置，形成稳定流场步骤二：监测槽体中地下水水位，绘制地下水流网，建立地下水流场步骤三：监测槽体中地下水水质，分析水化学特征，建立地下水水化学场步骤四：利用专业软件，建立模拟槽地下水流数值模型步骤五：1#监测孔中连续投入惰性示踪剂（染色剂或NaCl溶液），观测（染色剂）或在线监测地下水中示踪剂浓度，认识污染物在地下水中的对流弥散过程，利用数值模型，结合监测数据，获取水动力弥散系数步骤六：终止示踪剂投放，利用对流弥散过程清除槽体中示踪剂，直至地下水中示踪剂浓度恢复背景浓度，定量评价地下水系统对示踪剂的自净化能力步骤七：选择目标污染物及特定投放方式，重复上述实验过程，启动在线监测系统，依据水、土相关参数，模拟污染物迁移过程，建立预测模型步骤八：选择特定的地下水污染修复方法，启动监测系统，获取修复技术参数，评价修复效果第30页，课件共70页，创作于2023年2月本实验教学目标-掌握地下水污染调查方法，重点是地下水水样的采集、保存及现场指标的测试；-利用常规水化学方法及仪器分析法分析常规宏量组分，对水化学资料可进行专门处理，特别是水化学类型分类及Piper三线图绘制；-了解地下水污染监测与修复模拟槽的结构与功能，掌握污染物在二维水动力条件下的迁移规律、监测孔的布置原则以及3种原位修复技术的基本原理和实施的关键步骤；-利用专业软件，能够对获取的土柱、模拟槽实验数据进行模拟处理。三阶段教学法预备阶段：主要熟悉野外采样及现场分析步骤、大型仪器操作方法、土柱装填技术、模拟槽工作原理、模拟软件基本操作步骤等；验证阶段：结合实习指导书中的具体实例，进行验证性实验，以巩固课程学习内容，提高实验动手能力；创新阶段：学生依据自身的专业兴趣，自行组织实验课题小组，在教师指导性进行利用实验平台完成设计性实验，撰写实验研究报告。第31页，课件共70页，创作于2023年2月32

2-3地下水污染调查的内容

2-3-1地下水系统特征调查地下水系统介质空间、水动力场、水化学场、热场、应力场等介质空间岩土体的年代、岩性、厚度、分布、空隙、渗透性等水动力场水位的时空变化（补径排、流速、流向）水化学场水质以及特征组分的时空变化及其水岩相互作用第32页，课件共70页，创作于2023年2月第33页，课件共70页，创作于2023年2月第34页，课件共70页，创作于2023年2月TrilinearDiagramofhigharsenic/fluoridegroundwatersatDatong.(a)2004samples;(b)2005samples;△:TDSlessthan1.0g/L;○:TDSgreaterthan1.0g/L.MostofhighAs/Fgroundwatersaresodawaters第35页，课件共70页，创作于2023年2月Undertheaerobicandacidictonear-neutralconditions,arsenicisusuallystronglyadsorbedbyoxidemineralsasthearsenateion.AspHincreases,arsenicdesorbsfromtheoxidesurfaces,therebyincreasingitsconcentrationinwater.Importanceofsodawater

forarsenicenrichmentThearsenicconcentrationishighatpHabovepH8.0.第36页，课件共70页，创作于2023年2月37

2-3-2地下水污染源、物、途径调查工作思路工作区地下水水质异常识别对水质异常点（区、带）进一步识别污染物及其时空变化特征研究区内工业、农业、生活等废弃物的产生、排放、组成、运行历史等调查结合研究区水文地质特征，筛选可疑污染源进一步开展监测、样品采集、示踪、实验模拟等，确定污染源、污染物、污染途径，获取相关参数和数据第37页，课件共70页，创作于2023年2月污染物种类、浓度、动态变化第38页，课件共70页，创作于2023年2月农业区——农业活动有无灌溉，水源来自？次数、时间有无施用农药，何种农药，组成？有无施用化肥，何种化肥，组成？农民的生活废弃物排放情况？居民饮用水源情况河、塘、湖、库等大气降雨补給灌溉入渗补給样品采集水样：地表水、雨水、灌溉水、地表水、地下水土样：土壤、包气带、包水带HCO3-Ca1050100试验入渗试验抽水试验示踪试验弥散试验第39页，课件共70页，创作于2023年2月4、地下水污染源、物、途径调查第40页，课件共70页，创作于2023年2月41

污染源与污染途径调查

工业污染源

主要产品、副产品生产工艺中使用的化学药品及使用量“三废”中有害物质的排放量、排放浓度和排放途径农业污染源污水灌区的污水成分、污灌范围、污灌次数和污灌量、多余污水入渗情况使用农药、化肥的种类及施放情况生活污染源有害物的种类、浓度、排放方式、排放量第41页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2942

污染源与污染途径调查

地表固体废弃物

堆放地、地表填坑、尾矿库的面积、体积，填坑底有否衬砌，埋藏封闭的程度，堆放填埋的时间，有无淋滤污染地下水的迹象，表层土的岩性种类、成分、可溶性地表水体

河、湖、海、池、塘、库的面积、容量、结构、衬砌情况，投入使用的时间，周边植被，包气带厚度和岩性，水位污染情况及其与地下水的联系第42页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2943

污染源与污染途径调查

其他污染源城区地下污水管道、储油库的分布与渗漏情况，地下建筑物年代、维修情况、腐蚀侵蚀等损坏的情况矿区旧坑道、老窑，废弃钻孔封填情况

山区的溶洞、落水洞、大裂隙

第43页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2944

调查范围

区域上通过对区域水文地质单元水化学普查，确定地下水中各种污染组分的背景值和异常值。局部上对重点污染区进行大比例尺水化学调查，查明污染程度，污染物来源及污染途径，分析水化学变化趋势。第44页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2945

水化学监测网设计

原则点面结合，抓住重点污染地段，并对整个研究区作适当控制对象污染物危害性大、排放量大的污染源，重点污染区和重要的供水水源地

布设方法根据污染物在地下水中扩散形式来确定

第45页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2946

点状污染源监测

沿地下水流向，自排污点由密而疏布点，以控制污染带长度和观测污染物弥散速度透水性好的含水层，监测点距离可稀疏些，观测线长度可大些垂直流向适当布点，控制污染带宽度第46页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2947

线状污染源监测

垂直线状污染体布置监测断面，监测点自排污体向外由密而疏污染严重地段，设置2-3个断面污染较弱地区，设置1-2个断面未污染地段可设1个断面或1个监测点第47页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2948

面状污染源监测

用网格法均匀布置监测点线污染严重的地区多布，污染较轻的地区则少布对不同类型的地下水或不同含水层组，应分别设置监测点第48页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2949

监测项目

地下水常规组分的监测钾、钠、钙、镁、硫酸根、氯根、重碳酸根、pH、TDS、总硬度、耗氧量、铵、硝酸根、亚硝酸根等有害物质监测

汞、铬、镉、铜、铅、锌、砷、等重金属；酚、氰等有机物细菌监测

第49页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2950

地下水样采集与保存

容器选择高密度聚乙烯：硅、钠、总钾、氯化物、电导率、pH和硬度玻璃容器：有机化合物和微生物塑料容器：放射性核素和大部分无机物琥珀色玻璃瓶：对光敏性物质塑料瓶：冷冻保存的样品不锈钢容器：高温或高压样品或痕量浓度的有机物样品第50页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2951

采样瓶清洗程序以清洁剂清洗的塑料瓶或玻璃瓶⑴

清洁剂稀水溶液和自来水清洗样品瓶和瓶盖⑵

用自来水彻底冲洗⑶

用适当质量的纯水连续冲洗三次⑷

彻底排干并盖上盖子注：自动洗碟机可用于此清洗程序第51页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2952

采样瓶清洗程序以酸清洗的塑料或玻璃瓶⑴

用清洁剂稀水溶液和自来水清洗样品瓶和瓶盖⑵

用自来水彻底冲洗⑶

用10%硝酸溶液冲洗⑷

排除残液后用10%硝酸溶液完全充满⑸

加盖并存放至少24小时⑹

倒出样品瓶中的硝酸，用适当质量的水冲洗后立即旋紧瓶盖注：全自动强酸洗涤器可用于此清洗程序

第52页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2953

采样瓶清洗程序以溶剂清洗的玻璃瓶⑴

用清洁剂稀水溶液和自来水清洗样品瓶和瓶盖⑵

用自来水彻底冲洗⑶

用适当质量的纯水连续冲洗三次并干燥⑷

用适当质量的丙酮冲洗并排空⑸

用适当质量的适合于特定检测组分的溶剂冲洗、干燥后立即旋紧瓶盖注：所用清洗溶剂应与被测组分所用检测方法中使用的溶剂一致，例如萃取溶剂第53页，课件共70页，创作于2023年2月2004-10-2954

醋酸锌溶液(ρ

=0.10g/l),C4H6O4Zn磷酸(ρ

=1.7g/ml),H3PO4盐酸(ρ

=1.16g/ml),HCl硝酸(ρ

=1.42g/ml),HNO3硫酸(8mol/l),H2SO4氢氧化钠(ρ

=0.40g/ml),NaOH甲醛溶液（φ＝37%）（福尔马林），CH2O乙二胺四乙酸二钠(EDTA)水溶液(ρ

=0.025g/ml),C10H14N2Na2O8•2H2O乙醇（φ＝96%），CH3CH2OH碱性罗戈氏溶液（含乙酸钠）酸性罗戈氏溶液（含乙酸）

试剂五水硫代硫酸钠，Na2S2O3•5H2O抗坏血酸，C6H8O6氢氧化钠，NaOH重铬酸钾，K2Cr2O