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密封废物堆地下水污染羽监测 【摘 要】： 由于大多数废物堆都建造于多年以前，并且未采取任何环境保护措施，把废物堆密封并不意味着它们不再是环境危害物。所以，把废物堆密封后，应该制定一项监测计划。如有必要对废物堆浸出液的特性进行研究，避免不可预测的问题出现。由于土壤和地下水的潜在污染主要取决于场地的物理特征（例如，孔隙度和渗透性）和地下流体的动态（例如，地下水位和水流方向）。因此，为了制定废物堆周围区域的监测计划，获得区域地质和水文地质资料是必需的。 本文提供了一种用于监测废物堆周围区域和确定地下水中污染物的方法（基于葡萄牙的实践经验）。 【关键词】：密封的废物堆 数据集成 监测 克里格法（kriging） 动态模型 1 介绍 1996年，葡萄牙政府通过了一项‘城市废物战略规划’，随后又制定了继续加强废物管理的政策。战略规划的主要目的之一，是密封和关闭300个废物堆(Plano Estratégico dos Resíduos Sólidos Urbanos, 1997)。2 方法 该监测方法涉及多个步骤。首先，对场地进行初步勘查来描述区域的地质和水文地质条件；其次，对场地进行野外测量；再次，对地理信息系统（GIS）数据库所收集的所有数据进行集成。完成这些工作之后，开展地球物理勘查确定污染羽的位置和范围，并且对地下水进行化学分析来描述废物堆上游和下游区域的地下水特征。最后，收集所有信息建立动态水文地质模型。利用该水文地质模型能够预测现在和未来的污染状况，从而制定合理的缓解措施。 2.1 初步勘查 通过初步勘查（所需成本非常低）能够收集研究区的重要数据。仅通过数字正射影像图2.2 野外调查 在初步收集研究区的信息后，必须对研究区开展详细勘查，来获得附加数据以及证实和检验初步勘查结果。详细勘查应该包括从附近区域的居民（对研究的场地比较了解）获得相关信息。应该对研究区的地表地质进行详细勘查，包括对沟渠、斜坡以及所有断层迹象进行观测，尤其是岩石类型。为了鉴别研究区内的泉和其他水源，以及确定地下水流方向，开展水文地质调查是必需的，从而预测污染扩散对研究区的潜在影响。  图 1 实例研究中的信息集成 2.3 地理信息系统（GIS）三维可视化 图 2 不同深度区域的传导率（7.5米、15米和30米） 信息集成是GIS项目中的一项重要工作，占用了项目研究所需的大部分时间。然而，由于GIS项目建立了一个能存储所有信息的历史空间数据库（在研究期间可以参考和更新该数据库），因此，信息集成工作是非常值得做的。涉及不同类型信息的重要空间趋势的观测值（例如，证实污染羽是否具有同向性，这仅能通过废物堆以前的地形图来验证）是重要成果，并且利用该模型仅能在有效的时间内获得。图1所示为一个信息集成实例。 GIS的其他优势，是利用空间分析和地质统计技术能够直接从样品值导出数据。图2表明了一个利用克里格法（kriging）地质统计模型进行内插的实例。利用Kriging能够获得最佳的估计值，主要涉及变量图或者试验性空间协方差的变量的空间结构。所得出的变量图是用肉眼观察参数的平均差量特征的工具。 2.4 地球物理勘查 由于适于环境研究的地球物理方法是非侵入性的，因此，利用地球物理方法不会对天然或者人工不透水盖层造成破坏，并且具有成本低和时耗短等优点。此外，利用地球物理方法能够有效地确定额外的硬数据（尤其是优化附加的水井的位置）的采集位置（LaGrega等学者，1994）。 在本项研究中，常利用地球物理勘查结果描述污染羽范围，以及确定饱和带深度、地下水流方向和基岩深度（或者粘土层）。利用地球物理方法也能够提供有关断层发育、不同地质单元之间的分界面、不同物质的分带以及废物堆厚度和结构的信息。地球物理勘查结果能为在受污染地区必须开展的监测和缓解措施提供非常有用的信息。 开展地球物理勘查所使用的最普遍的方法是电阻率法和电磁法（尤其是EM－34）。电磁法涉及电磁场的低频传播。利用地磁法所得出的数据能够绘制深度不同区域的传导率图（见图2）和确定污染羽的位置和范围（由于污染物质能够产生含盐量较高的液体，所以导致传导率增加），也能够提供有关地下水流方向的信息。  图 3 动态水文地质模型 2.5 浸出液、地表水和地下水的分析表征 通过浸出液的化学分析能够提供有关废物异质性的准确信息。根据化学分析所得出的参数能够提供有关浸出液对土壤、地下水和地表水的污染潜力的信息。浸出液的化学成分随残余物的种类和年限的不同而变化，但浸出液通常具有较高的有机负荷量（COD和BOD）、硬度和含盐度（氯化物和硫化物）。 为了确定研究区的地下水水质，建议从废物堆场地的上游和下游区域分别采集地表水和地下水样品。所以，在研究区将要开展的监测和缓解