水污染的探测技术

污染物介入使水体物理、化学性质发生变化，介电常数发生变化，对电磁波的吸收、反射发生变化。使用卫星遥感或航空遥感（包括可见光、热红外和微波）探测大面积水体的透明度、表面温度（SST）、盐度、叶绿素（藻类）、悬浮物、浊度等，常使用的卫星，主要为陆地卫星的TM和MSS；法国SPOT卫星的HRV以及NOAA系列的AVHRR资料片，是一种快速而行之有效的方法。

11.1.2.1 太湖水域蓝藻暴发的卫星遥感监测

蓝藻暴发呈现绿色的藻类生物伴随有白色的泡沫状污染物（水华）聚集于水体表面，蓝藻覆盖区的光谱特征（图11.1.1）与周围湖面正常水体有明显差异。由于蓝藻叶绿素（图11.1.1a）的作用，蓝藻区在陆地卫星（landsat）TM2段（蓝光）具有较高的光反射率。在TM3波段（绿光）反射率略降，但仍比正常水体高，在TM4波段（红光）反射率最大。因此，在TM2，TM3和TM4的假彩色合成图像上，蓝藻区呈绯红色，与正常的湖水（深蓝色、蓝黑色）明显不同，此外蓝藻聚集体受湖流和风向影响，而呈条带状（图11.1.1）纹理。

1998年8月11日陆地卫星TM图像清晰地反映出这次太湖蓝藻暴发的强度、位置和分布范围（图11.1.2）主要在太湖西区，宽为0.5～1 km，沿雪捻桥镇虎嘴头岸边，向南延伸到宜兴东边一带，长约20 km；另一片分布在无锡市区沿岸，在岸边可见绿色的蓝藻，既浓又密，能闻到腥臭味。

这次太湖蓝藻暴发主要是城市与农村排污，造成水体富营养化的结果。

11.1.2.2 水中悬浮泥沙含量的遥感监测

用卫星遥感对大面积水域悬浮泥沙定量研究是很有优势的。混浊泥沙物的水体反射率高于清洁水体（图11.1.3）。经研究表明随着水中泥沙的浓度增高，反射率增强，在520 mm附近出现分界点，长波方向反射率大于正常水体的反射率（图11.1.3），随着悬浮泥沙浓度增加，界点向长波方向移动。当泥沙浓度为0.1 mg/L时，界点位于570 nm；当浓度达0.5 mg/L时，界点移到690 nm处。这是定性泥沙含量的基本标志。

图11.1.2 太湖蓝藻分布

图11.1.3 黄色（含泥沙）异常区反射率曲线

卫星遥感定量研究水体悬浮泥沙起步较早，多位学者定量研究提出了最佳波段和定量相关计算模式，1974年Klemas将卫星遥感用于托拉华海水域。研究发现水体悬浮泥沙含量与陆地卫星MSS亮度呈对数关系，在选择适当波段后发现MSS-5和TM3波段的亮度数据与悬浮泥沙含量的相关关系，最好相关系数达90%以上，其最佳对应波段为0.6～0.8 μm。

在我国的黄河口、长江口、珠江口用陆地卫星研究了水体泥沙含量，发现泥沙含量与卫星遥感光反射率数据成线性关系。

11.1.2.3 水中沉积物及遗弃物的检测

在江河湖海的底部，沉积着多年来积累起来的水中悬浮物质和人类活动的遗弃物质，其中一部分属污染物质，如岸边某些工矿企业长期积累性的排污；另一部分属人类丢弃的工具、武器弹药等物质，如事故沉船，军事隐藏等。人们常常需要判断和确定这些污染物或遗弃物的位置和分布状态，如污染底泥的厚度分布，遗弃物的埋深、范围等。此类检测最得力的方法就是地球物理检测法。检测所需的具体设备取决于所检测对象的特点，较常选用的有磁测仪、重力仪、电测仪（电磁仪）及测震仪等，外业工作需要配置之检测船，冬季有条件时可直接在冰上作业。

在我国抗战时期及后来的一些军事活动中曾掩埋过大批武器弹药（有一些是藏在陆上），至今尚未查明，经长期的地下氧化淋滤作用，对周围的土壤及地下水造成污染是不可避免的。有些是具有较强毒性的。均应当及早查明处置，以免引起后患。