污染物探测

㈠ 水中一些污染物的检测方法

呵呵，不知道你们老师要求测几样。最简单的就是PH，直接用仪器测定。像一些COD，BOD，氨氮，回硝酸氮和亚硝答酸氮都是需要用到分光光度仪，而且要绘制标准曲线。你可以到化学试剂店买一些PH试纸检测一下水体的PH值，不是很精确但是简单省事。

㈡ 我打算做一个能够探测大气主要污染物的光电探测器，要求能探测到种类和浓度。求指点，求建议

这个应该对探测器的灵敏度要求很高。
然后对探测的结果分析，总结结果曲线与种类和浓度之间的关系。

㈢ 地下水污染的探测方法

地下水的污染检测要比地表水复杂得多。若采取只从观测井中取样的常规采样分析方法，无法了解深部和外部的渗漏情况，在深度和广度上均有相当的局限性。必须配合相应的地下探测方法——环境地球物理方法。

该方法的基本原理均是通过检测渗滤液渗漏后地下发生的物性变化来进一步分析判断渗滤液的渗漏范围和污染程度。当地下水受到污染后，视电阻率或电导率发生变化，由检测到的异常特征来确定地下水污染的范围、污染通道及流向等。

受高浓度导电离子污染的地下水与未受污染的天然水电阻率差别较大，探测区分是比较容易的。对于微量金属，非金属污染或10^-9级的有机物质污染地下水的探测并不那么容易，探测方法还比较有限，是许多学者正在研究的问题。但也有许多成功范例。主要决定于污染物质种类、浓度和地质条件。

对于有机污染物，一般采用探地雷达方法，土壤气体分析法、自然电场法和电阻率方法。

a.探地雷达是根据介质储存电荷能力歼激不同（即介电常数不同）来区分污染物质。渗入地下水的石油或有机化学物质，有时含量很少，但瞎改启漂浮在地下水的上层，对探地雷达有较好的界面反应。当导电率低于10 mS/m，使用探地雷达效果最好。如果是粘土层，则比较不利。

b.挥发性土壤气体探测法（VOC₃）：石油和三氯乙烯、四氯化碳等都属于挥发性气体，在地温、细菌或与其他地下水中物质作用下，进行转化，或直接挥发成气体，由土壤孔隙或地下裂隙向地表运移。用取样器提取土壤气体样品，然后用气相色谱分析仪测量气体。其优点是可同时分析多种气体，或使用特制的便携式探测仪，直接探测这类气体。但往往一种仪器只能探测一种气体，优点是快速，可以在现场了解污染分布范围。探地雷达可以确定污染物的地下深度，而VOC₃方法只能提供平面分布范围。在条件有利的情况下，可以给出污染物的浓度。图11.2.1是潜水面下三氯乙烯和油污染的VOC₃方法探测结果的平面分布图。

图11.2.1 VOC₃法探测潜水面下三氯乙烯

c.电阻率方法：相当多的有机污染物和部分无机污染物是不导电的，如石油中的烃类物质都是不导电的，如用电阻率方法探测就有一定难度，而瑞森（Renson）等在1997年用由直流（DC）电阻率方法派生出的偏移测量方法成功地探测石油烃类物质污染。对于这类不溶于水的污染物（油、四氯化碳等氯化磨如物）在有利的地质条件下，使用激发极化法也能取得有效的成果。

对于地下水中无机污染物质，如金属与氯离子等，由于它们的导电性能好，浓度越高导电性越好，越有利于利用电阻率方法进行探测。

图11.2.2为某垃圾填埋场高密度电阻率检测的实例剖面，它就像一张医用CT片一样，清晰地表现出剖面地下深部的渗滤液渗漏状况。经现场对照核实，剖面图中显示出的7个等间距低阻异常，与其下部掩埋的7只渗滤液汇集管道与总管的交汇点A、B、C、D、E、F、G一一对应。由于7个管道交汇点是由砖头砌成的，渗漏液已通过砖缝向外向下渗透，污染了周围的土壤。有的已向深部渗透，其中异常B、F两点向深部浸透较重。

图11.2.2 某垃圾填埋场高密度电阻率法检测剖面图

㈣ 水中的污染物怎么检测出来

1.1方法原理
在强酸性溶液中，用一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁氨溶液回滴。根据硫酸亚铁铵的用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。
1.2 适用范围
适用于地表水、地下水、饮用水、近岸海域海水、生活污水和工业废水的监测。用0.2500mol／L浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的COD值，定上限是700mg／L，用0.0250mol／L浓度的重铬酸钾溶液可测定5~50mg/L的COD值。
2仪器试剂
2.1回流装置：带250ml锥形瓶的全玻璃回流装置。
2.2加热装置：变阻电炉。
2.3 50ml酸式滴定管。
2.4重铬酸钾标准溶液(1／6K2CrO7=0.2500mol／L)：称取预先在 120℃烘干2h的基准或优级纯重铬酸钾12.258g溶于水中，移 入1000ml
容量瓶，稀释至标线，摇匀。
2.5试亚铁灵指示液：称取1.458g邻菲啰啉(C12H8N2•H2O,1,10—phenanthroline)，0.695g硫酸亚铁(FeSO4•7H2O)溶于水中，稀释至100ml，贮于棕色瓶内。
2.7硫酸亚铁铵标准溶液[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O≈0.1mol/L]：称取39.5g硫酸亚铁铵溶液于水中，边搅拌边缓慢加入20ml浓硫酸，冷却后移入1000ml容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀。临用前，剧重铬酸钾标准溶液标定。
标定方法：准确吸取10.00ml重铬酸钾标准溶液于500ml锥形瓶中，加水稀释至110ml左右，缓慢加入30ml浓硫酸，混匀。冷却后，加入3滴试亚铁灵指示液(约0，15mi)，用硫酸亚铁铵溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。
C[(NH4)2Fe(SO4)2]=0。2500*10.00/V
式中：C---硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol／L)；
F---硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量(ml)。
2.8硫酸—硫酸银溶液：于2500ml浓硫酸中加入25g硫酸银。放置1~2d，不时摇动使其溶解。
2.9硫酸汞：结晶或粉末。
3 操作步骤
3.1取20.00ml混合均匀的水样(或适量水样稀释至20.00ml)置250ml磨口的回流锥形瓶中，准确加入10.00ml重铬酸钾标准溶液及数粒洗净的玻璃珠或沸石，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上口慢慢地加入
30ml硫酸—硫酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流2h(自开始沸腾时计时)。
注：①对于化学需氧量高的废水样，可先取上述操作所需1/10的废水样和试剂，于15mmXl50mm硬质玻璃试管中，摇匀，加热后观察是否变成绿色。如溶液显绿色，再适当减少废水取样量，直到溶液不变绿色为止：，从而确定废水样分析时应取用的体积。稀释时，所取废水样量不得少于5ml，如果化学需氧量很高，则废水样应多次逐级稀释。
②废水中氯离子含量超过30mg／L时，应先把0.4g硫酸汞加入回流锥形瓶中，再加20.00ml废水(或适量废水稀释至20.00ml)、摇匀。以下操作同上。
3.2冷却后，用90ml水从上部慢慢冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶。溶液总体积不得少于 140ml，否则因酸度太大，滴定终点不明显。
3.3溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵指示液，刚硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
3.4测定水样的同时，以20.00ml重蒸馏水，按同样操作步骤作空白试验。记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
4 计算
CODcr(O2,mg/L)=(V0-V1)*C*8*1000/V
式中：C—硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol／L);
V0—滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量( ml);
V1—滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量 (ml);
V—水样的体积(m1);
8--氧(1／2O)摩尔质量(g／mol)。
5 仪器维护
5.1操作人员应严格按照本规程及操作说明书操作，使用后应做好使用登记并搞好仪器周边卫生。
5.2仪器长期没使用时，保管人要定期开机运行一次，检查仪器运转是否正常，每年定期由计量局派专业人员负责校准，并作好记录。

总磷
1概述
1．1方法原理
在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸盐、酒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸，被还原剂抗坏血酸还原，则变成蓝色络合物，通常即称磷钼蓝。
1．2干扰及消除
砷含量大于2mg/L有干扰，可用硫代硫酸钠除去。硫化物量大于2mg/L有干扰，在酸性条件下通氮气可以除去。六价铬大于50mg/L有干扰，用亚硫酸钠除去。亚硝酸盐大于1mg/L有干扰，用氧化消解或加氨磺酸均可以除去。铁浓度为20mg/L，使结果偏低5%；铜浓度达10mg/L不干扰；氟化物小于70mg/L也不干扰。水中大多数常见离子对显色的影响可以忽略。
1．3方法的适用范围
本方法最底检出浓度为0.01mg/L(吸光度A=0.01时所对应的浓度)；测定上限为0.6mg/L。
可适用于测定地表水、生活污水及化工、磷肥、机加工金属表面磷化处理、农药、钢铁、焦化等行业的工业废水中的正磷酸盐分析。
2仪器及试剂
2．1仪器
分光光度计。

2．2试剂
①（1+1）硫酸；
②10%抗坏血酸溶液：溶解10g抗坏血酸于水中，并稀释至100ml。该溶液贮存在棕色玻璃瓶中，在约4℃可稳定几周。如颜色变黄，则弃去重配。
③钼酸盐溶液：溶解13g钼酸铵[（NH4）6Mo7O24•4H2O]于100ml水中。溶解0.35 g酒石酸锑氧钾[K(SbO)C4H4O6•1/2H2O] 于100ml水中。
在不断搅拌下，将钼酸铵溶液徐徐加到300ml（1+1）硫酸中，加酒石酸锑氧钾溶液并且混合均匀。贮存在棕色的玻璃瓶中于约4℃保存。至少稳定两个月。
④浊度―色度补偿液：混合两份体积的（1+1）硫酸和一份体积的10%抗坏血酸溶液。此溶液当天配制。
⑤磷酸盐贮备溶液：将优级纯磷酸二氢钾（KH2PO4）于110℃干燥2h，在干燥器中放冷。称取0.2197g溶于水，移入1000ml溶量瓶中。加（1+1）硫酸5ml，用水稀释至标线。此溶液每毫升含50.0μg磷（以P计）。
⑥磷酸盐标准溶液：吸取10.00 ml磷酸盐贮备液于250ml溶量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含2.00μg磷。临用时现制。
3步骤
（1） 校准曲线的绘制
取数支50ml具塞比色管，分别加入磷酸盐标准使用液：0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0 ml，加水至50ml。
①显色：向比色管中加入1ml 10%抗坏血酸溶液，混匀。30s后加2ml钼酸盐溶液充分混匀，放置15min。
②测量：用10mm或30 mm比色皿，于700nm波长处，以零浓度溶液为参比，测量吸光度。
（2） 样品测定
分取适量经滤膜过滤或消解的水样（使含磷量不超过30μg）加入50ml比色管中，用水稀释至标线。以下按绘制标准曲线的步骤进行显色和测量。减去空白试验的吸光度，并从标准曲线上查出含磷量。
4计算
m
磷酸盐（P，mg/L）= ———
V
式中：m——由校准曲线查得的磷量（μg）；
V——水样体积（ml）。

氨氮

1概述
水样的预处理
水样带色或浑浊以及含其他一些干扰物质，影响氨氮的测定。为此，在分析时需作适当的预处理。对较清洁的水，可采用絮凝沉淀法；对污染严重的水或工业废水，则用蒸馏法消除干扰。
絮凝沉淀法
1.1方法原理
加适量的硫酸锌于水样中，并加氢氧化钠使呈碱性，生成氢氧化锌沉淀，再经过滤除去颜色和浑浊。
2仪器试剂
2.1 10%硫酸锌溶液：称取10g硫酸锌溶于水，稀释至100ml。
2.2 25%氢氧化钠溶液：称取25g氢氧化钠溶于水，稀释至100ml，贮于聚乙烯瓶中。
2.3 硫酸，ρ=1.84。
3 操作步骤
取100ml水样于具塞量筒或比色管中，加入1ml10%硫酸锌溶液和0.1~0.2ml25%氢氧化钠溶液,调节PH至10.5左右，混匀。放置使沉淀，用经无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20ml。
蒸馏法
1概述
1.1方法原理
调节水样的PH使在6.0~7.4的范围,加入适量氧化镁使呈微碱性,蒸馏释放出的氨被吸收于硫酸或硼酸溶液中.采用纳氏比色法或酸滴定法时,以硼酸溶液为吸收液;采用水杨酸-次氯酸盐比色法时,则以硫酸溶液为吸收液.
2仪器试剂
2.1 带氮球的定氮蒸馏装置:500ml凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管和导管。
2.2 水样稀释及试剂配制均用无氮水。无氮水制备：
2.2.1 蒸馏法：每升蒸馏水中加0.1ml硫酸，在钱玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去50ml初馏液，接取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密封保存。
2.2.2 离子交换法：使蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂柱。
2.3 1mol/L盐酸溶液。
2.4 1mol/氢氧化钠溶液。
2.5 轻质氧化镁（MgO）：将氧化镁在500℃下加热，以除去碳酸盐。
2.6 0.05%溴百里酚蓝指示液（PH6.0~7.6）
2.7防沫剂，如石腊碎片。
2.8吸收液：
2.8.1 硼酸溶液：称取20g硼酸溶于水，稀释至1L。
2.8.2硫酸（H2O4）IPIY：0.01mol/L
3 操作步骤
3.1 蒸馏装置的预处理：加250ml水样于凯氏烧瓶中，加0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠，热蒸馏至馏出液不含氮为止，弃去瓶内残液。
3.2 分取250ml水样（如氨氮含量较高，可分取适量并加水至250ml，使氨氮含量不超过2.5mg），移入凯氏烧瓶中，加数滴溴里酚蓝指示液，用氢氧化钠溶液或盐酸溶液调节至PH7左右。加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管，导管下端插入吸收液液面下。加热蒸馏，至馏出液达200ml时，停止蒸馏，定容至250ml。
3.3 采用酸滴定法和纳氏比色法时，以50ml硼酸溶液为吸收液；采用水杨酸-次氯酸盐比色法时，改用50ml0.01mol/L硫酸溶液为吸收液。
纳氏试剂光度法
1概述
1.1 方法原理
碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，此颜色在较宽波长内具强吸收。通常测量用波长在410~425nm范围。
1.2 适用范围
本方法最低检出浓度为0.025mg/L(光度法)，测定上限为2mg/L。采用目视比色法，最低检出浓度为0.02mg/L。水样作适当的预处理后，本法可适用于地表不、地下水、工业废水和生活污水中的氨氮的测定。
2仪器试剂
2.1 分光光度计。
2.2 PH计。
2.3 配制试剂用均应为无氨水。
纳氏试剂：
2.3.1 称取20g碘化钾溶于约10ml水中,边搅拌边分次少量加入二氯化汞(HgCl2)结晶粉末(约10g),至出现朱红色沉淀不易溶解时,停止滴加氯化汞溶液.，并充分搅拌，当出现微量朱红色沉淀不溶解时，停止滴加氯化汞溶液。另称得上20克氢氧化钾溶于水，并稀释至
ml，充分冷却至室温后，将上述溶液在搅拌下，徐徐注入氢氧化钾溶液中，用水稀释至400ml，混匀。静置过夜。将上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。
2.4 酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠溶于100 ml水中，加热煮沸以除去氨，放冷，定容至100ml。
2.5 铵标准贮备液：称取3.819g经100℃干燥过的优级纯氯化铵溶于水，移入1000ml容量瓶中，稀释至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。
2.6 铵标准使用溶液：移取5.00ml铵标准贮备液于500ml容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。
3、操作步骤
3.1 标准曲线的绘制
3.1.1 吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0ml铵标准使用液于50ml比色管，加水至标线，加1.0ml酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5ml纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水为参比，测量吸光度。
3.1.2 由测得的吸光度，减去零浓度空白的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量（mg）对校正吸光度的校准曲线。
3.2 水样的测定
3.2.1 分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮含量不超过0.1mg），加入50ml比色管中，稀释至标线，加1.0ml酒石酸钾钠溶液。以下同校准曲线的绘制。
3.2.2 分取适量经蒸馏预处理后的馏出液，加入50 ml比色管中， 加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸，稀释至标线。加1.5ml纳氏试剂，混匀。放置10min后，同校准曲线的步骤测量吸光度。
3.3 空白试验
以无氨水代替水样，做全程序空白测定。
4 计算
由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从校准曲线上查得氨氮含量（mg）。
氨氮（N，mg/L）=m/V×1000
式中：m——从校准曲线上查得氨氮含量（mg）；
V——水样体积（ml）。

㈤ 污水废水第二类污染物检测项目有哪些

PH、COD、SS、氨氮、石油类、BOD5。一般前5项，有的也监测B0D5，污水排入受纳水体中是要分级别的。
1.首先确认排放单位类别、收纳水体的级别，然后按照如果有行业标准的话，就按行标，没有的话，按照GB3838-2002，如果还没涉及到，可以参照国际同类法律。
2.以下是GB3838-2002中的标准：
4.1 标准分级：
4.1.1 排入GB3838皿类水域（划定的保护区和游泳区除外）和排入GB3097中二类海域的污水，执行一级标准。
4.1.2 排入GB3838中Ⅳ、V类水域和排入GB3097中三类海域的污水，执行二级标准。
4.1.3 排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准。
4.1.4 排入未设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，必须根据排水系统出水受纳水域的功能要求，分别执行4.1.1和4.1.2的规定。
4.1.5 GB3838中I、Ⅱ类水域和Ⅲ类水域中划定的保护区，GB3097中一类海域，禁止新建排污口，现有排污口应按水体功能要求，实行污染物总量控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。
4.2 标准值
4.2.1 本标准将排放的污染物按其性质及控制方式分为二类。
4.2.1.1 第一类污染物，不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求（采矿行业的尾矿坝出水口不得视为车间排放口）。
4.2.1.2 第二类污染物，在排污单位排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求。
4.2.2 本标准按年限规定了第一类污染物和第二类污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量，分别为：
4.2.2.1 1997年12月31日之前建设（包括改、扩建）的单位，水污染物的排放必须同时执行表1、表2、表3的规定。
4.2.2.2 1998年1月1日起建设（包括改、扩建）的单位，水污染物的排放必须同时执行表1、表4、表5的规定。
4.2.2.3 建设（包括改、扩建）单位的建设时间，以环境影响评价报告书（表）批准日期为准划分。
3.个人知识片面，回答不足请多包涵，谢谢！

㈥ 一种污染物被检测到是什么意思

1.一种污染物被检测的意思就是用仪器或者化学方法或者其他方法去检测某种物质，检出了这种污染物不符合国家排放标准。
2.现在环保要求这么严，检测污染物是很容易检测出来。

㈦ 污染物探测器注册商标属于哪一类

污染物探测器属于商标分类第9类0910群组；
经统计，注册污染物探测器的商标达版25件。
注册时权怎样选择其他小项类：
1.选择注册（湿度传感器，群组号：0913）类别的商标有1件，注册占比率达4%
2.选择注册（测量仪器和设备，群组号：0910）类别的商标有1件，注册占比率达4%
3.选择注册（煤气流量传感器，群组号：0913）类别的商标有1件，注册占比率达4%
4.选择注册（测量仪器和设备，群组号：0907）类别的商标有1件，注册占比率达4%
5.选择注册（煤气探测器，群组号：0910）类别的商标有1件，注册占比率达4%
6.选择注册（手机应用软件，群组号：0901）类别的商标有1件，注册占比率达4%
7.选择注册（煤气流量传感器，群组号：无）类别的商标有1件，注册占比率达4%
8.选择注册（湿度表，群组号：0910）类别的商标有1件，注册占比率达4%
9.选择注册（包括集成传感器的芯片，群组号：0913）类别的商标有1件，注册占比率达4%
10.选择注册（差压传感器，群组号：0913）类别的商标有1件，注册占比率达4%

㈧ 地质灾害与地下污染探测

程业勋

（中国地质大学（北京））

“环境”一词起源于18世纪，逐步被广泛引用到自然环境、社会环境、经济环境等。但当代环境科学研究的环境范畴，主要是指人类生存与可持续发展的外部条件。所以《中华人民共和国环境保护法》中明确指出：“本法所指的环境，是指人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。”地球物理学主要研究发生在岩石圈、水圈、大气圈和地球空间的对人类生存和发展有重要影响的环境变化和供给条件。因此，从一定意义上讲，地球物理学从产生的那一天起，就是一门研究人类生存与发展环境的科学。

西方工业化300年，已经消耗地球亿万年的资源储备，而且日益加剧，造成资源紧缺，环境恶化。2007年10月25日联合国环境规划署（UNEP）发布集1400位科学家智慧写成的《全球环境展望》（GE0-4）综合报告指出，自1978年以来的30年，人类消耗地球资源的速度，已将人类自身置于岌岌可危的境地，到目前为止，已经超出地球生态承载能力近三分之一。每年有7.5万人死于自然灾害，全球一半以上城市的环境超出世界卫生组织（WHO）制订的污染标准。

岩石圈（含土壤）、水圈（含地下水）、大气圈和生物圈构成地球物质循环的整体，是人类生存不可或缺的各个组成部分。地下（土壤和岩层）一直是人类处置废弃物和垃圾的场所。包括大气沉降物在内，超过土壤自净（降解）能力的时候，就会构成土壤污染，特别是难以被土壤生物降解的有毒物质，还会随着水的蒸发和大气环流，扩散到全球（称蚱蜢效应）。这就告诉我们，对于难以降解的有毒物质来讲，地球是一个封闭的生态系统，这些有毒的污染物，只能转移而不会消失。即使远离污染源上万千米，生活在北冰洋的伊努特人体内也可以检测到持久性污染物（POP）的存在。

美国上世纪30～40年代，就开始将工业废弃物以及活水、污油注入地下。时隔二三十年后，由于地下地质环境的变迁，有些原来埋在河谷（山谷）地区的这些物质，经历容器的腐蚀、洪水冲刷而扩散、深灌的污水上涌，造成泄漏污染。为进一步防治，在不得已的情况下，找到地球物理方法，探测再次造成的地下污染分布区域。这也是环境地球物理分支学科建立的起始。

1 自然地质灾害的勘察

地球上山地面积占陆地总面积的四分之一，居住人口占总数的10%，道路总里程占30%，是泥石流、滑坡、崩塌等自然灾害主要分布区。我国地处自然地质灾害集中的太平洋环带和地中海至喜马拉雅山带的聚集部位，成为地震和各种地质灾害多发国家之一。据报道，全国共有地质灾害隐患地点22.92万处，威胁着3500万人的安全，财产超万亿元，以及重大工程、城镇和村庄的安全。1965年11月23日发生在云南禄劝县火山泥沟的特大滑坡，总土方量达3.9亿m³，滑体流速高达5～6km，在河中迅速堆积成长1100m，高167m的拦河大坝，形成5万m³蓄水的堰塞湖。不久滑体大坝陷落，迅速淹没5个村庄。1981年7月9日暴雨引发成昆铁路线上利子依达沟发生的泥石流，使400吨重的巨石冲入沟口，将数节火车推入大渡河，迅速堆积成坝，形成回水5km，积水29万m³的堰塞湖。长江三峡链子崖危岩体位于秭归县新滩镇，长江南岸，兵书宝剑峡的出口处，属于西陵峡崩塌隐患区。本区有历史记载的崩塌滑坡造成重大自然环境破坏性灾害的有14次。其中1030年崩塌滑坡体堵塞长江21年，1452年滑坡堵江82年，1985年6月12日凌晨3点45分至4点20分，历时35分的大滑坡，使总计3,000余万立方米的崩塌堆积体整体滑移，高速飞下的土石将位于江岸的新滩镇全部摧毁，在江内激起54m高的巨浪，将对岸上的建筑卷入江中。由于几年前的电磁测深和浅层地震为主查明了滑体的厚度和范围。1977年开始连续监测，及时准确预报，撤离果断，滑区内457户，1,371人，无一人伤亡，仅航运中断12天。这样大规模的滑坡，及时准确预报成功，在国内外是罕见的，被誉为一起世界奇迹。^[1]

我国山地多，滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害的分布区域占国土总面积的65%。随着自然的变迁和人为的致灾作用，各种地质灾害逐年增加。据四川省统计，泥石流致灾的县市：20世纪30年代有14个；50～60年代76个；70年代109个；1981年135个；1990年达200个。70年代以前地面沉降、地面塌陷和海水入侵还是少数地区，近年来由于对地下水的过度开采，至2008年有70多个城市出现地面沉降，总面积达6.4万km²，上海、天津、西安等城市有的降幅达2m，天津塘沽达3.1m；地面塌陷3000多处，总面积300多km²；海水入侵总面积达1000km²。

各种地质灾害的发生都是地质环境变化引发致灾岩体内部结构变异，稳定性受到破坏的结果。因此，自然地质灾害勘察的目的在于查明致灾岩体（土）的地质环境和内部结构，研究致灾岩体的结构变异和稳定状态，圈定致灾岩体范围，评价发生发展趋势。在滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷以及海水入侵等地质灾害勘察中^[2]，应用地球物理勘查主要是查明致灾的地质条件，为防治或预测预报提供依据。

表1 自然地质灾害地球物理勘查的主要任务和可用的技术方法一览表

为了进一步说明地球物理勘查在自然地质灾害防治中的作用，列举三个实例如下。

1.1 滑坡体和滑坡面的勘察

滑坡勘查的主要任务是查明滑坡体的深度和范围，以及滑动面的深度与形态^[3]。

黑海沿岸高加索地区是滑坡发育地区之一。滑坡所处的地形高约为20～25m，滑坡体主要由砂质粘土加碎石构成，下伏泥岩风化壳。选用电阻率法以及浅层地震进行勘察。电阻率测量结果如图1所示。

图1 电阻率与地震划分的滑体与滑床

可划为三层：地表层电阻率ρ₁=13~29Ω_●m，相当于滑体。中间层电阻率ρ₂=2~4Ω_●m，为风化岩，可认为相当于滑动带。最下层电阻率ρ₃=8~12Ω_●m，是未风化的泥岩，为该滑坡的滑床；浅层地震资料解释，可划为上下两层：上层纵波速度V_P=340~360m/s，可认为是滑体和滑动带，下层：V_P=1360~1400m/s，为坚硬的未风化泥岩。在未风化的泥岩顶部用电阻率和地震测量得到的速度跃变界面和电性界面在深度上比较一致（相差1~1.5m），构成的过渡带（弱带）可能形成滑坡的滑动面。

1.2 滑坡的监测与预测研究

山区占地球陆地总面积的四分之一，加上矿山开采构成的人为坡地，滑坡每年造成的经济损失和人员伤亡巨大。对滑坡的监测和预测引起重视^[3]。1985年6月12日凌晨3点45分发生在长江三峡新滩镇大滑坡预报成功。其监测工作中的地质、物探和测量工作是从1962年开始的，基础调查工作完成后，于1977年设置四条视准线，连续观测滑坡堆积体的水平位移。前后监测研究23年。多年来设想主要用地球物理方法预报滑坡的研究也不在少数。其中南乌克兰露天开采铁矿的斜坡滑动研究是以视电阻率（ρ_s）观测和矿山测量联合研究提出的。滑坡地点如图2（a）所示，视电阻率（ρ_s）观测，采用不同供电极距的对称四极装置与水准点矿山测量共同布置在滑动体上。连续观测得到三种极距视电阻率曲线如图2（b）所示，两种极距的视电阻率比值ρ_s^*/ρ_s^o—t曲线；反映地电断面变化非常灵敏。图2中t₁，t₂，t₃时刻视电阻率出现异常，反映t₁时刻斜坡岩石形成微小裂隙；t₃时刻斜坡岩石产生滑落。

图2 倾斜露天矿场滑坡上的动态观测

1.3 海水入侵的勘察

近年来由于地下水的过度开采，造成地下漏斗100多个，面积达15万km²；70多个城市地面沉降达6.4万km²；沿海城市的海水入侵达1000km²以上。莱州湾、辽东半岛历来最为严重。中国科学院地球物理所利用电测在这一地区进行了勘察^[4]。研究了海水入侵与电阻率关系（表2）。根据电阻率分布划出海水入侵平面图（图3）。该区海水入侵可分为入侵严重区（ρ₁=2~17Ω·m）；轻度区（ρ₁=17~30Ω·m）；受入侵影响区（ρ₁=30~100Ω·m）。在王河和朱桥河地区为两个地下漏斗区，地下水位分别为–15m和–10m，这一地区海水入侵面积最大，致使50万亩耕地不能使用地下水灌溉。

表2 海水入侵程度与电阻率关系

图3 山东莱州三河下游海水入侵分布图

2 地下污染物的勘查

近30年来，随着经济和城市人口的迅速增长，废弃污染物的排放量逐年增加：1999年工业废弃物排放量7.8亿吨，2007年达17.6亿吨，增长率15%，截至2009年废弃物积存量已达80亿吨；城市生活垃圾2000年总量为1.4亿吨，2005年为1.95亿吨，2010年将达2.0亿吨^[5]。据调查，全国668座大中城市中2/3被垃圾围城，1/4城市已没有堆放场地。全国有近亿辆汽车在开动，加油站林立。据北京1000多座加油站调查，有1/2存在漏油现象。

所有排放的污染物，无论是气体、液体和固体，最终的归宿都是土壤和水体（地表水和地下水）。截至20世纪末，我国受污染土壤的耕地面积达2000万公顷，约占总耕地面积的1/5，每年因污染导致粮食减产1000万吨。水污染更为突出：“70年代水质变坏，80年代鱼虾绝迹，90年代身心受害”，成为水污染的真实写照。600座大中城市浅层地下水都不同程度地遭受污染，其中一半城市地下水已不能直接饮用。农村已有3.6亿人喝不上符合标准的饮用水。

地下污染，往往不易及时发现，直到危及生产和生活。如吉林工业废渣堆淋滤液渗入地下，导致几十平方千米内1800眼水井被污染而报废。佳木斯140多万吨工业和生活垃圾堆放场，产生的硝酸基荃污染地下水，使6个自来水厂停产。北京天通苑是20世纪60～70年代的垃圾堆放场，停用后掩埋，改建住宅小区，2008年一名绿化工人下井（在三区22楼外）接水管时中毒昏倒井内，另一名下去营救也倒在井内，经查为硫化氢中毒。这就是垃圾堆掩埋产生的“定时炸弹作用”。宋家庄三位地铁工人挖探井（2009年4月28日），3m深时闻到臭味，5m深时感到不适，一人呕吐，医院检查三人为中毒，经查该地20世纪70年代曾是一家农药厂，未作土壤污染处理，毒气在地下土壤中积累。

人的眼力有限，不可能看清地下污染。地球物理勘查就是帮助人们即时了解地下污染存在空间以及迁移状况。美国20世纪40年代开始在几个河谷和山谷填埋工业废弃物，几十年后这些当时认为处置安全的废弃物开始泄漏，到80年代开始，感到非治不可，但时至今日，地下污染物的空间位置及其污染流变范围都不清楚，于是通过地球物理勘查，重新圈定地下污染物的空间位置。

应用地球物理探测方法，对地下污染物的探测和监测，防止污染扩散，保护环境。概括来看，目前主要用在以下几个方面：

（1）用于废物填埋场选址调查^[6]。工业生产废物和人类生活垃圾不仅量大而且成分复杂，有毒有害物质混杂其间，经雨水淋滤产生渗漏液侵入地下污染土壤和地下水水源。因此，选择远离地下水且致密的防渗岩（土）层作为垃圾填埋场地是重要的。主要用电阻率法、瞬变电磁法、探地雷达、折射地震和放射性测井。目的在于查明地下：①基岩面形状；②地表粘土层的结构；③地下水位及含水层分布范围及地下水流向；④基岩结构及构造；⑤地下暗河及河道分布。

（2）一些发达国家常以地球物理监测作为垃圾填埋场和废物堆放场的档案资料。从垃圾填埋（堆放）开始，直至垃圾填埋场终止封场后延续30年进行监测，跟踪监测表明，固体垃圾降解很缓慢，以固体垃圾溶解物总量（TDS）为例，前10年降解1/2，20年时余1/5,30年后余1/10；氯离子、硫酸盐等30年只降解1/10。一旦发现泄漏且有扩散危险，应立即进行处理。所用的探测方法主要是电阻率法和瞬变电磁法。激发极化法也有良好的效果。而我国还没有建立监测制度。

（3）追踪污染源。根据地下环境中水流与污染物迁移模型以及地层渗透率的差异，或者存在地下古河道、断裂、裂隙，使地下水和污染物在地下形成一定的迁移轨迹。在某井位或河边、海岸发现污染可以利用地球物理方法追踪探测出迁移路线，查出污染源所在地，为污染防治提供资料，主要利用电阻率法。

（4）探查垃圾填埋场衬底塑料膜出现漏洞位置。由于受压、承重等原因使衬底塑料出现漏洞，使填埋场的渗漏液外泄。为了修复需要及时找到漏洞位置。主要利用直流电阻率法。

（5）地下废弃物的调查。故旧废弃物和垃圾堆放场填埋多年，现移作他用，为了重新处理，需了解其分布范围和确定深度。主要采用电阻率法、地震雷达法等。

（6）废弃物堆放场对土壤和地下水污染的监测。矿山废弃物、选矿和冶金废弃物，化工厂和药厂等可能成为污染源的堆放场进行监测。主要使用电法、磁法和土壤氡测量方法等。

（7）地下储油罐和输油管泄漏探测。加油站世界林立，仅北京市就有1100多处。美国探测证实上世纪70年代以前建的加油站几乎全部有泄漏。因此，加油站是土壤和地下水的主要污染源之一，对加油站进行常规监测是必要的。常用的探测方法有自然电位、电阻法以及挥发性气体（CH₄）法等。用土壤氡气测量法也有良好效果。我国也做了试验监测工作。

（8）深埋废液处理场的监测。随着区域地质结构变化和地下水位变化，废液可能发生迁移和外溢，所以监测是必要的。一般用自然电位法圈定二次污染范围。

（9）核电厂对核废物处置场有深埋和浅埋两种，其选址要求和方法各不相同。浅埋与垃圾场选址类似。深埋选址是永久性的，要进行深部选择勘查。选址是极为慎重的地质勘查工作。深埋选址一般要选择区域地层稳定，没有裂缝断层、渗透系数极小的岩层。主要使用深部探测的重力、磁法和电磁法以及地震方法。

现举两个应用实例如下。

2.1 保定韩村地下垃圾填埋场勘查

保定韩村垃圾堆放场，占地200m×200m，后来加盖1.5m原土层，掩埋了垃圾堆多年，成为平地。四周已有建筑。急需查明地下垃圾堆的污染区域，以利整治（杨进，刘兆平等，2006）^[7]。

为了取得好的效果，探测工作以高密度电阻率法和探地雷达为主。用了5种探测方法，测线以东西方向3条，南北方向4条，均匀分布，每条测线长度为200m。

2.1.1 高密度电阻率法

沿测区7条测线:4条南北向(HCH.1.4.7.10)，3条东西向(HCH.11.12.13)进行剖面测量。使用电极64，点距3m。根据北京市北神树等3个垃圾填埋场渗沥液的实测电阻率资料，对比本区土壤的电性特征，每个剖面图可划分出4个电性层。其对比数值列于表3。可见视电阻率小于15Ω·m的区域为垃圾及其污染区。本区掩埋的故垃圾堆及其形成的污染区分带图如图4所示。

表3 工作区污染带异常划分表

2.1.2 探地雷达法

共测6条剖面，南北向4条，东西向2条，与高密度电阻率法同步进行。使用SIR-3000仪器，100MHz天线。探测深度10～15m。剖面图电磁波信号分区明显。根据本测区电性特征，进行对比。可以认为视电阻率1～10Ω·m，相对应的介电常数均为5~100；电磁波传播速度均在0.047~0.13m/ns。为此得到本测区垃圾污染区埋深在2.5~3.5m以下，如图5所示，为资料解释结果。

对已掩埋多年的韩村地下垃圾场探测后根据异常区，用洛阳铲和挖掘的方法进行了验证，证明在深1.5m以下见到垃圾，说明探测结果是可靠的。

图4 韩村测区HCH.1.4.7.10线剖面污染异常分带图

图5 韩村测区HCH.1.4.7.10线雷达资料解释

2.2 安家楼第三加油站漏污染探查

北京市朝阳区安家楼住总第三加油站，1995年春发现泄漏，致使位于东南的自来水厂部分停产。7月某物探与化探研究所以氧化还原电位法、磁化率以及气烃（CH₄和C₂H₄）测量方法，同时进行了面积勘查。由于周围都是道路和建筑，测线基本上沿马路两侧以及住总三公司停车场院内，宝马汽车维修中心院内空旷地区布置。

氧化还原电位，设备轻便，在人行杂乱的市区工作方便。其测量结果的等值图（5mV间隔）列于图6。由图可见，地下漏油的展布与该地区的地下水流方向一致（南偏东方向）。

土壤磁化率方法，土壤气烃方法测量获得的油污染展布与氧化还原电位测量结果非常吻合，展布方向的趋势也基本一致。

轻烃（CH₄）和重烃（C₂H₄）是直接抽取土壤中CH₄（甲烷）和C₂H₆（乙烷）测量的结果，其平面等值图与氧化还原电位也完全一致。

经过加油站核实，先后泄漏柴油78吨。开挖对污染土壤进行清理、更换。证明柴油逐步漏入地下包气带和潜水层，其地下分布于探测结果完全相符。

图6 北京朝阳某加油站漏油污染氧化还原电位等值图

美国杨百翰大学用探地雷达在亚利桑那州的Tuba城探测汽油罐漏油污染土壤和地下水。首先用探地雷达圈出漏油污染区，其次是钻孔取样分析油的含量，监测孔确定地下水位和流向，第三步是将雷达探测结果与钻孔土样、水分析结果进行对比，最终确定漏油引起的污染范围和深度。研究认为，由于油污一部分出现在潜水面之上，另一部分流入浅水面下方的饱水带，使电磁波反射变得模糊不清。所以，图7中雷达信号反射增强部分对应于漏油处。探地雷达用的80MHz天线频率。

图7 石油罐泄漏区上的探地雷达记录（中心频率80MHz）

主要参考文献

[1]陆业海.新滩滑坡征兆期及成功的监测预报[J].水土保持通报，1985，(5):1～8.

[2]郭建强.地质灾害勘查地球物理技术手册[M].北京：地质出版社，2003.

[3]程业勋，杨进.环境地球物理学概论[M].北京：地质出版社，2005.

[4]蒋宏耀，程业勋.环境与地球物理，地球物理科普文选（第三集）[M].北京：地震出版社，1997.

[5]中国环境科学学会.2008—2009环境科学技术学科发展报告[M].北京：中国科学技术出版社，2009.

[6]余调梅，朱百里编译.废弃物填埋场设计[M].上海：同济大学出版社，1999.

[7]刘兆平.地球物理方法在垃圾填埋场的应用研究[D].北京：中国地质大学（北京），2010.

㈨ 室内环境污染物检测的主要方法有哪些

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染防治措施日趋增多。主要有吸附净化、紫外线消毒、回化学消毒、光催化氧化、空气负离子
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