基于跨孔电阻率层析成像与水文地质分析的土壤原位化学氧化修复过程污染物迁移转化可视化研究

《Journal of Hydro-environment Research》：Monitoring contaminant removal during in situ chemical oxidation using cross-borehole resistivity tomography and hydrogeology

本文系统阐述了利用跨孔电阻率层析成像（ERT）耦合水文地质监测技术，在苯并(a)芘（B[a]P）污染场地原位化学氧化（ISCO）修复过程中实现氧化剂迁移与污染物降解动态可视化的创新研究。通过量化氧化剂迁移（IO）与污染物降解（IC）对电阻率变化的贡献率（20%-30%），揭示了地层非均质性与注入压力对过硫酸盐（S2O82?）运移路径的控制机制，为优化修复策略提供了实时决策支持。

　　

Highlight

Results

基于电阻率层析成像与地层信息的综合分析，本研究首先描绘了修复前污染层的空间分布特征。随后的水文地球化学指标、地下水位及污染物浓度监测数据显示：修复过程中电阻率与污染物浓度在氧化剂注入期间同步下降，而地下水位与水化学参数呈上升趋势。电阻率变化图像清晰揭示了氧化剂优势运移路径受注入压力控制的侧向扩展规律，以及地层非均质性对密度驱动垂向运移的制约作用。

Discussion

本节重点探讨了地层结构与注入参数对氧化剂运移行为的耦合影响，并通过量化氧化剂注入期间电阻率与污染物浓度的时序响应关系，首次实现了污染物降解动态的可视化解析。研究表明，尽管氧化剂羽流（I_O）主导电阻率变化，但污染物降解（I_C）对修复后电阻率下降的贡献率仍达20%-30%。基于电阻率分布与浓度变化的关联模型，成功反演了浓度＞15 mg/kg污染物的氧化降解时空轨迹。

Conclusion

跨孔电阻率层析技术为ISCO修复过程提供了超越传统点式监测的时空连续洞察力。研究证实：水文地质条件与注入参数共同调控氧化剂运移效率，而电阻率变化对污染物降解的灵敏度使其成为动态追踪修复进程的关键指标。通过电阻率成像实现污染物分布的可视化推断，为通过优化注入位点与剂量来提升修复效率、减少氧化剂残留及二次污染风险提供了科学依据。