地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測

李小龍，夏澤軍，吳 瓊

(青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 格爾木 816000)

地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測

李小龍，夏澤軍，吳 瓊

(青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 格爾木 816000)

傳統(tǒng)的地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型污染物檢測能力是有限的，特別是錳金屬的污染更是難以檢測。針對上述情況，提出一種地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測方法，采用超高效液相色譜法對錳金屬進(jìn)行高辨識度的檢測，能夠檢測出超低含量的錳污染，同時(shí)不會因?yàn)槲廴疚锏幕祀s影響檢測的效果。為了驗(yàn)證提出的地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測方法的有效性，設(shè)計(jì)了對比試驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)表明提出的檢測方法能夠有效準(zhǔn)確的對錳污染進(jìn)行檢測。

地下水循環(huán)井技術(shù)；含水層；錳污染物

0 前 言

近年來，由于工業(yè)廢物的不合理處置以及一些特大污染物泄露的事件發(fā)生，給土壤以及地下水造成了嚴(yán)重的污染，其中危害最為嚴(yán)重的便是金屬污染，金屬污染物可以在人體內(nèi)進(jìn)行殘留，嚴(yán)重危害到了我們的生存環(huán)境，因此對污染的檢測和治理已經(jīng)迫在眉睫。地下水在受到污染后，可以把污染物由一個(gè)地區(qū)轉(zhuǎn)移到另外的一個(gè)地區(qū)，這也是危害嚴(yán)重性之一[1-2]。地下水循環(huán)井技術(shù)能夠有效的對地下水的污染進(jìn)行檢測，但是傳統(tǒng)的地下水循環(huán)井技術(shù)只能進(jìn)行有機(jī)物以及揮發(fā)性的污染的檢測，對于金屬污染物很難進(jìn)行系統(tǒng)的檢測[3-4]。針對上述問題，本文提出一種地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測方法，本文提出的地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測方法，使用的是超高效液相色譜法對地下水中的錳金屬進(jìn)行檢測，超高效液相色譜法能夠檢測污染度小于10 μg/m3的金屬污染物，并且使用的過程中不會對環(huán)境造成二次污染，最主要的是超高效液相色譜法能夠與地下水循環(huán)井技術(shù)互相結(jié)合，超高效液相色譜法能夠適用于地下環(huán)境，并且檢測的結(jié)果不會受到環(huán)境的影響[5-6]。為了檢驗(yàn)本文設(shè)計(jì)的地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測方法的有效性，設(shè)計(jì)了對比仿真實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，本文設(shè)計(jì)的地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測方法能夠有效的對地下水中的錳金屬進(jìn)行檢測。

1 含水層錳污染物的檢測設(shè)計(jì)

1.1超高效液相色譜法檢測方法設(shè)計(jì)

(1)

公式中：f為測試光譜的絕對值；Δd為照射頻率的絕對差；d為二維色譜的光照參數(shù)。

通過上述的公式可以對地下水中的錳金屬進(jìn)行有效的識別，通過二維色譜的求值能夠把錳金屬體現(xiàn)在差值上，這樣便于使用超高效液相色譜法對地下水中的錳金屬元素進(jìn)行含量的檢測，對于得到的差值可以使用下述公式進(jìn)行分析：

Match(objectpre,objectc)=

(2)

圖1 二維色譜調(diào)整因子的分布情況

1.2錳元素含量檢測

通過上述公式可以對錳元素進(jìn)行提取和辨別，辨別過程中可以針對錳元素進(jìn)行特定光譜的高頻成像[11]。成像的過程會分析出錳元素的高頻特征，通過錳元素特定的高頻特征進(jìn)行概率計(jì)算，通過計(jì)算時(shí)間和測量的有效水量便可以測量出錳元素的實(shí)際含量，為了保證測量的準(zhǔn)確性，還進(jìn)行了預(yù)估計(jì)算，公式如下：

(4)

(5)

公式中E為錳元素的實(shí)際含量；Mi平距測量水流量，F(xiàn)(q)表示總元素的含量。

(6)

通過上述的計(jì)算過程可以完成對錳元素的準(zhǔn)確測量。

2 實(shí)驗(yàn)分析

為了測試本文設(shè)計(jì)的地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測方法的準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)了仿真試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，以某地區(qū)地下水為試驗(yàn)對象，使用本文設(shè)計(jì)的方法對該區(qū)域地下水進(jìn)行檢測，為了驗(yàn)證試驗(yàn)的有效性，使用傳統(tǒng)的診斷方法同時(shí)進(jìn)行診斷。

2.1參數(shù)設(shè)定

為保證設(shè)計(jì)的地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測方法能夠?qū)υ搮^(qū)域的地下水系統(tǒng)中的錳元素進(jìn)行檢測，設(shè)置以下參數(shù)，如表1所示。

表1 參數(shù)設(shè)定

2.1.1 評價(jià)指標(biāo)

地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測方法的測評指主要是修正參數(shù)：

(7)

根據(jù)上述仿真設(shè)定的參量以及環(huán)境設(shè)定，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下。

2.2結(jié)果分析

本文設(shè)計(jì)的地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測方法，其預(yù)計(jì)值與實(shí)際的檢測值相差很少，修正量僅僅為0.35，傳統(tǒng)方式的修正量高達(dá)2.00，說明測量的準(zhǔn)確程度小于本文設(shè)計(jì)的方法，如表2所示。

表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本文測試的結(jié)果如圖2所示，會隨著水流量的不同變化測量結(jié)果過發(fā)生變化，說明具有極其高的測試靈敏度。

圖2 本文方法檢測結(jié)果

通過圖3可以看出，本文設(shè)計(jì)的地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測方法，失效率明顯低于傳統(tǒng)方法。說明本設(shè)計(jì)的方法鞥狗更加適用于地水錳污染的檢測。

圖3 對比試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié) 語

本文設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了一種地下水循環(huán)井技術(shù)對含水層典型錳污染物的檢測方法，采用超高效液相色譜法對錳金屬進(jìn)行高辨識度的檢測，并且通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明本文的方法測量效果更佳。

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DetectionofGroundwaterCirculatingWellsfromTypicalManganesePollutantinAquifer

LI Xiaolong, XIA Zejun, WU Qiong

(QaidamComprehensiveGeologicalMineralExplorationInstituteofQinghaiProvince,Golmud,Qinghai816000,China)

Technology of traditional raditional groundwater circulation well is limited in detecting the typical contaminant of aquifer, especially the manganese metal. According to the above situation, we will put forward a kind of technology of aquifer groundwater circulation well in typical manganese contamination detecting. Using the ultra high performance liquid chromatography (HPLC) method for high manganese metal identification test, we can detect the low content of manganese pollution. At the same time, it is not because of the confounding effects of pollutants detection effect. In order to verify the proposed technology of aquifer groundwater circulation well in typical manganese pollution, we think the detection method is effective. The experiments show that the proposed detection method can be accurate to test the manganese pollution effectively.

Groundwater circulation well; Aquifer; Manganese pollution

2017-07-18

李小龍(1986-)，男，江西豐城人，中級工程師，研究方向：水工環(huán)境，手機(jī)：15501056585，E-mail：642876651@qq.com.

TU50

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.034