CN104793266A - 一种水体底泥重金属污染现状勘察方法 - Google Patents

Abstract

一种重金属污染底泥现状勘察方法，包括以下步骤：（1）底泥分布勘察，综合确定目标河段底泥的分布情况，绘制成底泥等深线图、矢量图和三维图；（2）底泥污染层厚度勘察；根据每个分层的污染情况确定柱状样品的污染界面位置，从而确定该点位的污染层厚度；（3）确定底泥污染因子；（4）勘察成果集成；绘制重金属污染底泥等厚线和三维图。本发明根据重金属污染底泥的处理处置要求，结合现有勘测和采样设备的水平，充分考虑了底泥重金属处理处置工程污染范围和污染底泥工程量确定依据工程实施的技术要求，确定了重金属污染底泥的污染范围，准确计算污染底泥定量，准确性和针对性强，从而为后续重金属污染底泥的处理处置提供了可靠依据。

Description

一种水体底泥重金属污染现状勘察方法

技术领域

本发明涉及一种河流、湖泊、河流入海口滩涂等自然水体底泥重金属污染现状勘察方法，属于污染底泥勘察技术领域。

背景技术

底泥通常是指粘土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学及生物等作用及水体传输而沉积于水体底部所形成。底泥能够反映水体演化的历史过程，为河流、湖泊、河流入海口滩涂等自然水体生态系统的重要组成部分。

底泥污染可分为有机污染和无机污染，无机污染又可分为氮、磷等富营养化物质污染和重金属污染。有机物和氮、磷等营养物质会随着水力冲刷、水质变化和气候变化等，重新释放到水体中，造成水体有机污染和富营养化，最终影响水体功能的实现。

底泥中的重金属主要来自于大气降尘、降水、土壤冲刷、地表径流、各类污水、固体垃圾以及农药等，具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点，能通过食物链成千百倍地富集，最终危害人体健康。重金属污染底泥的处理处置已经成为当前环保工作的重要内容之一。

根据受污染水体的污染程度不同，结合污染场地的实施条件，目前常用的重金属污染底泥的修复技术主要分为原位处理技术和异位处理技术。

由于不同水体水文条件在时间和空间上的差异，加上造成水体底泥重金属污染的污染源排放情况各不相同，造成了水体中重金属污染底泥沉积规律和空间分布的巨大差异，即使在同一水体，重金属污染底泥的空间分布也极不均匀，为此，需要在处理处置之前，通过详细现状勘察确定目标河段的底泥分布、污染层厚度和污染因子，进而确定底泥的污染范围和污染量，为后续的处理处置奠定基础和提供依据，为此，重金属污染底泥的现状勘察显得尤为重要。

因此，亟需针对重金属污染底泥现状勘察技术缺失的现状，根据重金属污染底泥的处理处置要求，结合现有勘测和采样设备的技术水平，开发重金属污染底泥现状勘察技术，准确确定底泥的污染范围和污染底泥工程量，最终为后续处理处置工程实施提供依据。

发明内容

本发明针对重金属污染底泥现状勘察技术缺失的现状，提供一种针对性和准确性强，可以准确确定污染底泥范围和污染底泥工程量的重金属污染底泥现状勘察方法。

本发明的重金属污染底泥现状勘察方法，包括底泥分布勘察、污染层厚度勘察、确定污染因子和勘察成果集成，包括以下步骤：

（1）底泥分布勘察，综合确定目标河段底泥的分布情况；

进行分布勘察之前首先绘制详细的目标河段测绘图，并结合坐标基准点，对分布勘测设备的定位系统进行校核，确保分布勘测数据的准确性，然后按以下过程进行底泥分布勘察，所述分布勘测设备包括浅地层剖面仪、姿态仪、补偿器、相干声纳浅水多波束综合测量系统、测杆和浅层地震仪和地质雷达；

对于常水位大于1.0m，水面宽阔，满足机动船吃水要求和行驶条件，同时能够避开浅地层剖面仪盲区（指浅地层剖面仪中的换能器使用的最小水深，一般为0.5m）的目标河段，采用机动船携带浅地层剖面仪、姿态仪和补偿器，沿垂直与水流方向，每隔2～5m的距离进行一次巡测，记录不同位置的底泥界面起始高程和底泥界面终止高程，绘制成底泥等深线图、矢量图和三维图，数据采用相干声纳浅水多波束综合测量系统和测杆进行校核；

对于常水位小于1.0m，具备橡皮筏行驶或人力到达要求的目标河段，采用橡皮筏或人力携带浅层地震仪、地质雷达或测杆，根据目标区段地形地貌，沿垂直与水流方向，每隔2～5m的距离进行一次巡测，记录不同位置的底泥界面起始高程和底泥界面终止高程，并绘制成底泥等深线图、矢量图和三维图；

（2）底泥污染层厚度勘察；

首先根据底泥分布勘察取得的底泥分布情况，对整个目标河段有底泥分布的区域按照边长为10m～50m 的方格划分成单元工程，然后对单元工程进行采样点位布置，每个方格沿对角线和中心线布置采样点（采样点位尽量集中在底泥分布较广的位置），采样点位数量以满足工程实施和验收要求为准，每个单元工程采样点位不少于1个；然后按以下过程进行采样：

对于常水位大于1.0m，水面宽阔，满足机动船吃水要求和行驶条件的目标河段，采用机动船携带采样设备（重力式柱状采样器或钻孔采样机）在采样点位处取得柱状样品；

对于常水位小于1.0m，具备橡皮筏行驶或人力到达要求的目标河段，采用橡皮筏或人力携带采样设备在采样点位处取得柱状样品；

所有柱状样品在数量满足检测分析要求的前提下按照3～5cm/层进行分层，最终根据每个分层的污染情况确定柱状样品的污染界面位置，从而确定该点位的污染层厚度（即疏浚厚度为从最底污染层至表层）；

（3）确定底泥污染因子；

样品取得以后，采用重金属检测分析设备（主要包括满足重金属检测分析的微波消解仪、原子吸收仪、原子荧光仪和ICP等所有设备）对取得的柱状样品中各分层样品进行检测分析，确定各分层的重金属污染因子及其数值，然后按照相应评价标准，确定超标污染因子，为后续底泥重金属稳定药剂的筛选和投加提供依据；

（4）勘察成果集成；

根据获得的底泥分布勘察情况、污染层厚度勘察情况和污染因子，绘制底泥重金属污染范围图和三维图，为后续污染底泥疏浚施工图设计和工程实施提供依据。

本发明根据重金属污染底泥的处理处置要求，结合现有勘测和采样设备的水平，充分考虑了底泥重金属处理处置工程污染范围和污染底泥工程量确定依据工程实施的技术要求，确定了重金属污染底泥的污染范围，准确计算污染底泥定量，准确性和针对性强，从而为后续重金属污染底泥的处理处置提供了可靠依据。

具体实施方式

本发明的重金属污染底泥现状勘察方法，包括底泥分布勘察、污染层厚度勘察、确定污染因子和勘察成果集成，具体过程如下所述。

（1）底泥分布勘察，综合确定目标河段底泥的分布情况

所用设备包括分布勘测设备和辅助勘测设备。分布勘测设备主要包括浅地层剖面仪、姿态仪、补偿器、相干声纳浅水多波束综合测量系统、测杆和浅层地震仪和地质雷达；姿态仪用于实时监测风浪对机动船及换能器体位变化，确定其对勘测数据的影响；补偿器用于减小风浪对勘测数据的影响。辅助勘测设备包括机动船、橡皮筏和救生衣等。

进行分布勘察之前，首先绘制详细的目标河段测绘图，并结合坐标基准点，对分布勘测设备的定位系统进行校核，确保分布勘测数据的准确性，做好上述准备工作后，即可启动底泥分布勘察工作。

对于常水位大于1.0m，水面宽阔，满足机动船吃水（一般0.5m）要求和行驶条件，同时可以避开浅地层剖面仪盲区（指浅地层剖面仪中的换能器使用的最小水深，一般为0.5m）的目标河段，主要采用机动船携带浅层剖面仪、姿态仪和补偿器等，沿垂直与水流方向，每隔一定距离（一般为2～5m）进行一次巡测，记录不同位置的底泥界面起始高程和底泥界面终止高程，绘制成底泥等深线图、矢量图和三维图（可通过SonarWiz.MAP等软件绘制）；数据可采用相干声纳浅水多波束综合测量系统和测杆进行校核。

对于常水位小于1.0m，具备橡皮筏行驶或人力到达要求的目标河段，主要采用橡皮筏或人力携带浅层地震仪、地质雷达或测杆，根据目标区段地形地貌，沿垂直与水流方向，每隔一定距离（一般为2～5m）进行一次巡测，记录不同位置的底泥界面起始高程和底泥界面终止高程，并绘制成底泥等深线图、矢量图和三维图。

（2）底泥污染层厚度勘察；

采用的设备包括采样设备和辅助采样设备。采样设备包括重力式柱状采样器和钻孔采样机。辅助采样设备包括机动船、橡皮筏和救生衣等；

首先根据底泥分布勘察取得的底泥分布情况，对整个目标河段有底泥分布的区域按照a*a（a为方格边长，一般为10～50m）的方格进行单元工程划分，然后对单元工程的进行采样点位布置，每个方格沿对角线和中心线布置采样点，采样点位尽量集中在底泥分布较广的位置，采样点位数量以满足工程实施和验收要求为准，每个单元工程采样点位不少于1个。然后可实施采样工作。

对于常水位大于1.0m，水面宽阔，满足机动船吃水（0.5m）要求和行驶条件的目标河段，采用机动船携带重力式柱状采样器或钻孔采样机等采样设备在采样点位处取得柱状样品。

对于常水位小于1.0m，具备橡皮筏行驶或人力到达要求的目标河段，主要采用橡皮筏或人力携带重力式柱状采样器或钻孔采样机等采样设备在采样点位处取得柱状样品。

所有柱状样品在数量满足检测分析要求的前提下按照3～5cm/层进行分层，最终根据每个分层的污染情况确定柱状样品的污染界面位置，从而确定该点位的污染层厚度（即疏浚厚度为从最底污染层至表层）。

（3）确定底泥污染因子

所用设备为满足重金属检测分析需要的全套设备，主要包括微波消解仪、原子吸收仪、原子荧光仪和ICP等。

样品取得以后，采样上述设备对上述柱状样品各分层样品进行检测分析，确定各分层的重金属污染因子及其数值，然后按照相应评价标准，确定超标污染因子。

（4）勘察成果集成

根据获得的底泥分布勘察情况、污染层厚度勘察情况和污染因子，对相关数据进行处理（可采用Sufer软件），绘制底泥重金属污染范围图和三维图，以指导后续疏浚工程和处理处置工程的工程实施。

本发明具有以下特点：

1. 构建了适合河流、湖泊、河流入海口滩涂等自然水体底泥重金属污染现状勘察技术方法，为指导重金属污染底泥的处理处置提供了可靠依据。

2.充分考虑了底泥重金属处理处置工程定量和工程实施的技术要求，确定了重金属污染底泥的污染范围和污染底泥工程量，准确性和针对性强；

3.充分结合了现有勘测设备和采样设备的技术水平，通过多种设备的联合使用和相互校核，提高了重金属污染底泥处理处置工程定量的准确性，最大程度上减小了后续处理处置工程的工程量，降低了处理处置成本。

4.将整个现状勘察过程进行了模块化设计，操作简单。

Claims (1)

1.一种重金属污染底泥现状勘察方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）底泥分布勘察，综合确定目标河段底泥的分布情况；

进行分布勘察之前首先绘制详细的目标河段测绘图，并结合坐标基准点，对分布勘测设备的定位系统进行校核，确保分布勘测数据的准确性，然后按以下过程进行底泥分布勘察，所述分布勘测设备包括浅地层剖面仪、姿态仪、补偿器、相干声纳浅水多波束综合测量系统、测杆和浅层地震仪和地质雷达；

对于常水位大于1.0m，水面宽阔，满足机动船吃水要求和行驶条件，同时能够避开浅地层剖面仪盲区的目标河段，采用机动船携带浅地层剖面仪、姿态仪和补偿器，沿垂直与水流方向，每隔2～5m的距离进行一次巡测，记录不同位置的底泥界面起始高程和底泥界面终止高程，绘制成底泥等深线图、矢量图和三维图，数据采用相干声纳浅水多波束综合测量系统和测杆进行校核；

对于常水位小于1.0m，具备橡皮筏行驶或人力到达要求的目标河段，采用橡皮筏或人力携带浅层地震仪、地质雷达或测杆，根据目标区段地形地貌，沿垂直与水流方向，每隔2～5m的距离进行一次巡测，记录不同位置的底泥界面起始高程和底泥界面终止高程，并绘制成底泥等深线图、矢量图和三维图；

（2）底泥污染层厚度勘察；

首先根据底泥分布勘察取得的底泥分布情况，对整个目标河段有底泥分布的区域按照边长为10m～50m 的方格划分成单元工程，然后对单元工程进行采样点位布置，每个方格沿对角线和中心线布置采样点，采样点位数量以满足工程实施和验收要求为准，每个单元工程采样点位不少于1个；然后按以下过程进行采样：

对于常水位大于1.0m，水面宽阔，满足机动船吃水要求和行驶条件的目标河段，采用机动船携带采样设备在采样点位处取得柱状样品；

对于常水位小于1.0m，具备橡皮筏行驶或人力到达要求的目标河段，采用橡皮筏或人力携带采样设备在采样点位处取得柱状样品；

所有柱状样品在数量满足检测分析要求的前提下按照3～5cm/层进行分层，最终根据每个分层的污染情况确定柱状样品的污染界面位置，从而确定该点位的污染层厚度；

（3）确定底泥污染因子；

样品取得以后，采用重金属检测分析设备对取得的柱状样品中各分层样品进行检测分析，确定各分层的重金属污染因子及其数值，然后按照相应评价标准，确定超标污染因子，为后续底泥重金属稳定药剂的筛选和投加提供依据；

（4）勘察成果集成；

根据获得的底泥分布勘察情况、污染层厚度勘察情况和污染因子，绘制底泥重金属污染范围图和三维图，为后续污染底泥疏浚施工图设计和工程实施提供依据。