[发明专利]地下轻非水相液态污染物扩散的实时自动监测方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，特别涉及一种地下轻非水相液态污染物（LNAPLs）扩散的实时自动监测方法及系统。

背景技术

地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定、水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一，然而随着工业的持续蓬勃发展，地下水正遭遇着严重的污染危机。目前在世界范围内，有机污染物的地下污染越来越受到重视。绝大部分有机污染物在水中的溶解度很小，在地下与水和空气互不相融并以液相的形式存在，在研究中通称这类污染物为非水相液体，即NAPLs(non-aqueous phase liquids)；其中密度比水大的称为重非水相液体，即DNAPLs(dense non-aqueous phase liquids)；密度比水小的称为轻非水相液体，即LNAPLs（light non-aqueous phase liquids）。重非水相液体常见的有高毒有机氯溶剂(如三氯乙烯TCE、四氯乙烯PCE、三氯甲烷TCA)、煤焦油、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷等；轻非水相液体如燃料油类，常见的有汽油、柴油、煤油，苯类如二甲苯、甲苯、苯等。

我国正处在经济快速发展的时期，各种石化类产品应用广泛，在生产、贮存、使用及运输过程中难免会造成跑冒滴漏，从而污染地下环境。轻非水相污染物由于和水不混溶，毒性大，不易降解，对地下多孔介质造成的污染存在滞后效应，成为地下水的长期污染源，对人类的生存和生活存在难以估计的危害，因此对其扩散进行监测，及时采取措施防止其进一步污染很有必要。目前国际上利用示踪剂法、非入侵影像法以及TDR等方法来动态监测污染物的空间变化过程，已经取得了一定的成效。国内有学者分别采用生物量指标监测，紫外光电法和电阻率影像法实现轻非水相液体的动态监测。总结以上方法，均为通过测定地下轻非水相污染引起的介质物理化学性质变化，进而通过第三方物体（仪器、生物、化学物质）不同参数的变化来间接描述污染物的动态污染过程。示踪剂法和生物量指标监测法需要定时取样进行室内试验分析，试验操作复杂，周期长，对于重要污染过程容易遗漏，不能及时准确的反应污染物的迁移位置；TDR法和紫外光电法成本高，操作复杂。电阻率影像法为非入侵影像法的一种，应用较为广泛，且成本低，但是现有电阻率监测技术具有无法实现长期实时自动监测的不足。

针对以上问题，发明人曾做过室内模拟试验，并发表相关论文，但是论文只研究了电阻率法监测均质砂土中LNAPLs垂向迁移的可行性，且为单点测试，没有涉及到监测系统污染自动识别及运移三维空间范围确定的功能及步骤。

发明内容

为解决现有监测方法成本高，操作复杂，不能实时监测等问题，本发明提供了一种地下轻非水相液态污染物扩散的实时自动监测方法及系统，可实时动态监测LNAPLs泄漏后的扩散过程以及降雨或地下水抽取时LNAPLs重新分布过程。

地下轻非水相液体污染物扩散的实时自动监测方法，包括：

1）根据模拟预测或常规地下水水样监测以确定监测地区的可疑污染源区域以及可疑污染源的监测点位；并获取监测地区的特征LNAPLs污染物；

其特征在于包括以下步骤：

2）选取各个监测点位的现场地下水和土壤样品，进行电阻率探测污染运移模拟监测，验证对该监测点位的适用性，若该监测点位的土壤含水率大于5%则具有适应性，并获得特征LNAPLs污染在各个具有适应性的监测点位发生后的电阻率变化范围E_i，i∈M，M为具有适应性的监测点位的数量；

3）根据监测点位的地下水的深度变化范围，选取电阻率监测装置的探杆长度；根据所需的探测精度选取电阻率探杆上电极环的间距；例如地下水位变化在-10m～-11m范围内，则电阻率探杆的长度应>11m。

4）根据地下水流方向，在可疑污染源区内存在待监测地下水的监测点位贯入一套电阻率监测装置，作为第一监测点位，在距离该套监测装置400～600m范围内的位于地下水上游和下游的监测点位分别至少贯入一套电阻率监测装置；并使电阻率监测装置的GPRS天线伸出地面。

在地下水流方向两侧且距第一监测点位200～300m的位置分别至少贯入一套电阻率监测装置；对于LNAPLs污染较严重区，可加密探杆布设，但不得少于5个呈“十字”分布的探杆，否则不足以绘制污染空间的三维数据。