第九届青年地学论坛

实时定量监测技术对有机污染场地的精确智慧治理具有重要意义。传统侵入式钻孔监测方法仅能提供有限的采样点信息，难以全面反映污染物和修复剂的迁移转化动态。电阻率层析成像法（Electrical Resistivity Tomography，ERT）能够探测有机污染修复所引起的地下水化学组分变化，且空间覆盖范围广，为污染场地的修复治理提供了一种快速、廉价、无损的监测手段。然而，ERT仅能反映修复过程中地下水化学组分变化所导致的综合平均化电性响应，无法区分和量化不同化学组分含量（例如污染物、修复剂以及降解产物）。因此ERT方法仅限于粗略的定性监测，难以用于准确定量评估修复效率。为解决上述地球物理ERT数据的多解性问题，本研究提出了一种耦合ERT与反应运移模型实时精密监测有机污染修复过程的新方法。在该方法中，我们利用反应运移模型为化学反应条件下ERT电导率数据的解译提供物理规律的约束，以区分不同化学组分的电信号，从而量化所有化学组分的时空演化进程。结合室内实验，以高锰酸钾氧化三氯乙烯（TCE）的原位化学修复过程为例，验证了方法的有效性。研究表明，由于离子产物的存在，ERT电导率数据无法刻画修复过程中高锰酸根的时空演化进程；耦合ERT与反应运移模型新方法可以准确地监测和预测污染修复过程中各种化学组分（包括高锰酸根、TCE、产物Cl^—）的时空分布。此外，研究发现下游浓度观测数据和ERT数据对于原位化学氧化修复过程的定量监测具有互补性。反演的ERT综合电导率数据可以更加有效地抓取到离子组分的空间分布信息，而浓度数据则可以直接提供有关污染物TCE的信息。在评估原位化学氧化修复效率上，相比于仅依赖浓度数据的68%量化误差，通过融合多源数据（浓度和ERT数据），修复效率的量化误差可降至5%以下。

有机污染修复,定量监测,电阻率法,反应运移模型