王金亮

（天津華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊(duì) 天津 301800）

目前我國垃圾處理技術(shù)與其他國家一樣，主要采用填埋、堆肥、焚燒等方法，其中，大部分城市垃圾采用堆放或填埋的方式進(jìn)行處理。填埋處理是中國當(dāng)前乃至今后很長一段時(shí)間內(nèi)生活垃圾的主要處理手段，當(dāng)前填埋處理量占中國生活垃圾處理總量的80%以上[1]。隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，未來生活垃圾的產(chǎn)生量以及填埋量還將會(huì)大幅度增長。

通過填埋的方式處理垃圾，在有效緩解與日俱增的垃圾的同時(shí)，也給周圍的環(huán)境帶來了較大破壞。這其中，最主要的便是填埋場的滲漏污染問題。目前，許多新建的填埋場大多采用人工單層防滲系統(tǒng)，難以有效解決垃圾填埋場的滲漏問題。而要解決垃圾填埋滲漏問題，除了新建填埋場中應(yīng)用新的防滲技術(shù)之外，還需要我們對已建填埋場滲漏的點(diǎn)位及其對周圍環(huán)境的污染現(xiàn)狀進(jìn)行查明和掌握，以此作為垃圾填埋場污染評估和防治的依據(jù)，這也是當(dāng)前物探工作的研究熱點(diǎn)之一。目前，工作中常用到的測漏污染檢測方法有：淺層地震檢測法、高密度電阻率法、地質(zhì)雷達(dá)探測法、瞬變電磁法等等。其中，高密度電阻率法應(yīng)用較為廣泛。

1 垃圾填埋場滲漏污染特點(diǎn)

城市垃圾在填埋之后，降水以及垃圾本身所含的水量較為豐富等因素，使得水容易與垃圾產(chǎn)生淋濾作用，使得垃圾中的污染物溶解或懸浮于滲濾液中，從而造成了二次污染。具體來說，垃圾填埋場的滲漏污染主要呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：一是從滲漏液的污染物含量來看，有機(jī)污染物的濃度和重金屬含量較高，成分也較為復(fù)雜，氨氮含量會(huì)隨著填埋時(shí)間的推移而增加；二是從滲濾液污染物的流向來看，填埋場中滲漏點(diǎn)處的污染比其他地方嚴(yán)重，而且會(huì)隨著時(shí)間的推移不斷向周圍擴(kuò)張，滲漏通道往往是與滲漏點(diǎn)的圍巖裂隙破碎、節(jié)理密級帶相連通，最終流向了垃圾填埋場的周圍的地勢低洼處或下游；三是從污染物的滲漏擴(kuò)散速度來看，其與水力的梯度、滲透的系數(shù)以及水動(dòng)力彌散的系數(shù)息息相關(guān)，由此可見，在多雨季節(jié)，垃圾填埋場的滲漏污染更為嚴(yán)重。

2 高密度電阻率法

高密度電阻率法（multi-electroderesistivitymethod）是集電剖面法與電測探的觀測特點(diǎn)為一體的地學(xué)層析成像技術(shù)，它兼具剖面法與電測探法的效果，并具有點(diǎn)距小、數(shù)據(jù)采集密度大、能直接反映基巖起伏狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn)[2]。被廣泛應(yīng)用于采空區(qū)、斷裂構(gòu)造以及巖溶、垃圾填埋場滲漏的調(diào)查和研究中。這種方法的工作原理是以巖土（體）的電性差異為基礎(chǔ)的一種電探方法，根據(jù)在施加電場作用下地層傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律，推斷地下具有不同電阻率的地質(zhì)體的賦存情況，見圖1。

圖1 高密度電阻率法工作原理示意圖

地下介質(zhì)視電阻率通過下式進(jìn)行計(jì)算[3]：

式中：ρ——巖土層視電阻率，Ωm；

ΔV——電位差，V；

I——供電電流，A；

K——裝置系數(shù)（與電極間距有關(guān)）。

3 高密度電阻率法應(yīng)用于垃圾填埋場滲漏檢測的技術(shù)要求及意義

3.1 前提條件

地下含水層、含水裂隙帶以及巖溶破碎帶會(huì)與圍巖隔水層之間存在著較為明顯的電性差異，這為電阻率法探測地下含水部位提供了必要的物質(zhì)條件。被污染的地下水由于大量污染物的介入，會(huì)使電性特征產(chǎn)生改變，那些含有無機(jī)污染物的水中多以帶電離子形式存在，增加了水體的導(dǎo)電性。實(shí)驗(yàn)表明，沒有受到污染的水體的電阻率一般為20~100Ωm，但含有無機(jī)污染物的水體中的電阻率一般是＜10Ωm，含有有機(jī)污染物的水體中又多以大分子化合物的形式溶解于水體中，地下水的導(dǎo)電性會(huì)大大減小，通常有機(jī)污染的水體電阻率將增加為10~100Ωm[4]。由這些特征可以得出：含水地層或構(gòu)造破碎帶往往會(huì)與圍巖間有著較為明顯的電性差異，而污染水體與無污染水體之間也存在著較為明顯的導(dǎo)電性差異，通過這一原理，可以為高密度電阻率法查明垃圾污染滲漏通道的具體點(diǎn)位、水流特征以及污染暈的分布規(guī)律都提供了用武之地。

3.2 技術(shù)要求

高密度電阻率法在垃圾填埋場滲漏破損探測中，是一種勘探信息量較為豐富、分辨率較高的地球物理勘探法。首先是將不同電勢施加到土工膜（泥土或水）上面及其下面。覆蓋土工膜的泥土或水的電勢場相對均勻。土工膜作為一種很好的絕緣體，在存在孔洞時(shí)電場導(dǎo)通，通過移動(dòng)測量儀探測導(dǎo)通位置，精確定位產(chǎn)生滲漏孔洞的點(diǎn)。其次是要保證電極良好地接地性，在數(shù)據(jù)采集前要做到保證每個(gè)電極的接地電阻＜10Ωm；再次，是在野外測試的時(shí)候，要全面的填寫野外班報(bào)，保證后期質(zhì)量的監(jiān)控以及數(shù)據(jù)的處理；第四是要對采集全程及時(shí)掌握監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)處理，保證采集的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

3.3 施工要求

高密度電阻率法應(yīng)用到垃圾填埋場滲漏檢測中，在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集時(shí)需要做到：一是考慮地形的影響。垃圾填埋場一般選擇在一些地勢低洼或者較為便宜的山溝直接進(jìn)行填埋，這時(shí)在勘探測量時(shí)要注意地形變化，做好安全預(yù)案；二是考慮探測體埋深過大問題。根據(jù)電法的相關(guān)理論，當(dāng)探測體的規(guī)模與埋深達(dá)到一定比例之后才能被探測到，例如當(dāng)規(guī)模較小、埋深較大時(shí)一般不容易被儀器接收，理論的探測徑深比為1:6；第三是注意多解性問題。探測體電阻率和埋深之間存在S等值和T等值關(guān)系，要確定好參數(shù)，否則會(huì)導(dǎo)致結(jié)果誤差較大；第四是要注意旁側(cè)影響。實(shí)踐中，如果兩個(gè)相鄰的測點(diǎn)，靠近山體或水邊所測得的曲線形態(tài)變化較大，通常情況下，場地開闊的，一般選擇四極裝置，四極裝置可以最大限度地使用測量場地，反之，最好使用三極裝置（AMN、MNB），三極裝置一般要比四極裝置節(jié)約一半的測量用地[5]。

3.4 節(jié)能環(huán)保意義

高密度電阻率法可以幫助人們及時(shí)的探知垃圾填埋場滲漏點(diǎn)的具體位置，并且能夠準(zhǔn)確探明滲漏處的污染物水質(zhì)特征以及水流特征，準(zhǔn)確確定滲漏通道的具體流向，這為人們及時(shí)準(zhǔn)確知曉垃圾填埋場的滲漏狀況提供了第一手資料，為具體的防滲、減滲措施的運(yùn)用提供了參考依據(jù)，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

4 結(jié)語

高密度電阻率法應(yīng)用到垃圾填埋場滲漏液的檢測中，充分利用了垃圾滲濾液的滲漏污染物物性差異的特點(diǎn)，為高密度電阻率法的運(yùn)用提供了基礎(chǔ)。雖然與常規(guī)電阻率法原理相同，但高密度電阻率法實(shí)現(xiàn)了對采集數(shù)據(jù)的快速、高效、自動(dòng)化處理，因此保證了檢測效率和檢測質(zhì)量的提升，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)選用偶極和溫納兩種裝置類型組合測量效果更佳；此外，通過合理選擇布線極距、隔離系系數(shù)能夠有效提升探測的分辨率；運(yùn)用梯度帶緩陡特點(diǎn)，掌握垃圾滲漏破碎帶的污染程度，為人們及時(shí)掌握滲漏狀況，采取有效應(yīng)對措施提供了有效途徑。

[1]蔡博峰,劉建國，曾憲委.等.基于排放源的中國城市垃圾填埋場甲烷排放研究[J].氣候變化研究進(jìn)展,2013,9（6）.

[2]鄧超文.高密度電法的原理及工程應(yīng)用[J].韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,28(6).

[3]蘇永軍,胡清龍,容嬌君.等.高目睹電阻率法技術(shù)與研究[J].西部探礦工程,2007,(10).

[4]程業(yè)勛,劉海生,趙章元.城市垃圾污染的地球物理調(diào)查[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2004,1(1).

[5]吳燦燦,曹靜,王芳,等.高密度電阻率法的綜合應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)市場,2009,(7).