壹、在農業和土壤治理中的應用
1.農業活動對地下水的汙染
目前對農藥造成地下水汙染的問題，已使人們產生越來越多的憂慮。有人認為，農藥的汙染將成為當今主要的汙染問題之壹，對環境汙染的農藥有除莠劑類、殺蟲劑類及殺真菌劑類等。此外，地下水還容易遭受在農業生產中的糞堆、農場汙水、廢物、消毒水和青儲飼料液劑等汙染源的危害。被國際水管理機構禁止使用的農藥數目在不斷增加，如：DDV被禁用，艾氏劑、狄氏劑和氯丹被停用，碘苯腈和溴苯腈被限用。農藥和硝酸鹽等對地下水的水質構成嚴重威脅，它比地表排汙的汙染更難消除。
2.海水對地下水的汙染及治理
當地下淡水水位下降時，海水將浸入，使地下鹹水增多，淡水減少。我國東南沿海地區普遍存在這種現象，鹹水浸入可使農業產品的數量減少和質量降低，還會危害現有的淡水動、植物的生存，在鹹水濃度高時，能引起人類生理效應，產生高血壓癥狀。
我國沿海由於地下水過量開發，導致海水入侵已是普遍現象。渤海周邊有大面積鹹水區。中科院在山東萊州為萊州市海水入侵治理開展了地面電測深工作。圖5-2-1為視電阻率等值斷面圖，圖中顯示出海水入侵通道（低阻）和淡水古河道（高阻）。測量結果編制出電阻率圖和曲線類型分布圖，劃分出海水嚴重入侵區（ρs=2～17Ω·m），輕度入侵區（ρs=17～30Ω·m）和未入侵區（ρs=30～100Ω·m）。曲線類型QQ和KQ型為嚴重入侵區，H型為輕度入侵區，K型和A型為未入侵區。根據電測深劃分的入侵程度見表5-2-1。表5-2-1中Ⅲ區是易於治理區，Ⅰ區是難治理區，某些地方已開發鹵水資源。由於萊州市地下水嚴重過量開發導致近海王河和朱橋河地區產生兩個大型地下水漏鬥，漏鬥中心水位分別為-15 m和-10 m。近年入侵面積已擴大到435 km2，報廢機井6000多眼，使50萬畝耕地失去灌溉地下水，5萬畝耕地發生次生鹽堿化。從而提出攔水補滲的治理海水入侵工程措施。
圖5-2-1 視電阻率等值斷面圖
表5-2-1 海水入侵程度與電阻率的關系
3.土壤鹽堿化和旱災治理調查
農田的開墾和灌溉使地下水面上升，導致鹽堿化。土壤含鹽度可根據電導率劃分，可采用航空或地面電法，而潛水面深度壹般用地震折射法確定。表5-2-2列出澳大利亞的土壤含鹽度分級及其與作物耐鹽力、根部土壤電導率之間的關系。
表5-2-2 澳大利亞的土壤含鹽度分級及其與作物耐鹽力、根部土壤電導率之間的關系
近年的特大旱災給印度安德拉邦帶來很大困難。為治理旱災擬采取水土保持和回灌措施，這就要求了解土壤厚度，風化殼厚度和基巖起伏。為此在該邦典型缺雨區系統開展了電阻率測深。根據電測深的結果繪制了土壤厚度和基巖深度等值線圖。為了解風化層厚度變化和充水裂隙的有無又作出地電斷面。在劃分出的土壤薄的地區采取水土保持措施，而將風化層厚、基底深的地區作為人工回灌的地點。
4.土壤治理中的應用
對於土壤汙染，首先要控制和消除汙染源。因為，土壤具有壹定的凈化能力；因此要控制汙染物的遷移轉化，使之不能進入食物鏈。
（1）控制和消除土壤汙染源
1）控制和消除工業“三廢”排放。推廣閉路循環、無毒工藝，減少或消除汙染物。對工業“三廢”進行回收處理、凈化處理和減小排放的數量和濃度，使之符合標準。
2）加強土壤汙灌區的監測和管理。了解汙染物質的成分、含量及動態，控制汙水灌溉數量，避免濫用汙水灌溉引起土壤汙染。
3）控制化學農藥的使用。禁用或限用劇毒、高殘留性農藥，研制高效、低毒、低殘留農藥，發展生物性農藥。合理施用農藥，制定安全間隔期，制定農藥的容許殘留量。
4）合理施用化肥。為了增產，合理施用化肥是必要的。但施用過量，會引起農作物減產和質量降低，還會造成農作物中硝酸鹽含量過高，而影響人和家畜的健康，也會影響重金屬元素含量的增加，造成土壤汙染。
（2）增加土壤容量和提高土壤凈化能力
增加土壤有機質含量、砂摻粘和改良砂性土壤，可以增加和改善土壤膠體的種類和數量，增加土壤對有毒物質的吸附能力和吸附量，從而減少汙染物在土壤中的活性。發現、分離和培養新的微生物品種，以增強生物降解作用，也是提高土壤凈化能力的極為重要的壹環。
（3）物探方法在土壤汙染源調查中的應用
工業生產中排放的廢渣、廢水以及礦石燃料燃燒排放的廢氣中含有鐵磁性物質。因此，測定材料、底泥土壤的磁化率（к）與剩磁M，可追蹤湖泊、海洋、土壤汙染的來源，而土壤的M與汙染物質中的鐵呈正相關關系，可從M值估測湖泊、海洋、土壤中的鐵含量，判斷土壤、水體、湖泊及淺海沈積物的汙染程度。圖5-2-2是希臘雅典鋼鐵廠對淺海淤泥汙染的磁測結果，離鋼鐵廠0.3 km處，表層的磁化率值是1～3 km處的十倍。郭友釗在河北廊坊某工廠附近的表土磁性測定，得到類似的結果。在京津鐵路兩側，也監測到由生活垃圾汙染引起的土壤磁性的升高。
圖5-2-2 希臘雅典鋼鐵廠周圍海洋沈積物剩磁測量結果
二、在環境汙染評價和監測中的應用
1.地下水的汙染評價和監測
被無機鹽汙染的水，由於離子濃度增加，往往使電阻率降低。由於汙染水與未汙染水電阻率差異明顯，如果埋藏不深，又有壹定體積，可以通過電法探測出來。例如美國威斯康星州的索克維爾煤灰堆積場，為了解煤灰對地下水的汙染，***打了33口觀測井，同時在井旁作電測探，測線垂直地下水流向。電測深與采水樣同時進行，每月壹次，根據電測深作出的水質汙染範圍斷面圖，要比只有少數監測井得出的結果要詳細得多。
加拿大滑鐵盧大學研究了用於服裝幹洗和金屬清洗的乙烯（C2Cl4）的汙染情況。每排出1L乙烯可汙染1000×104升水。在實驗場周圍將鋼板打入地下，隔斷場地內外的水力聯系，通過淺孔向場內註入乙烯，在周圍的監測孔內進行中子、密度和感應測井，還定期測地面和井中電阻率，並開展探地雷達剖面測量。結果發現，由於乙烯中的氯浮獲中子，在中子測井曲線上出現負峰，偏高濃度的乙烯在雷達剖面上表現為明顯的反射，根據電阻率異常還可以看出乙烯隨時間的移動。
石油汙染是壹種最為常見的有機汙染。在南澳的壹個地下漏油地點，開始采用EM31電磁儀和地質雷達探測漏油位置均無效，後來做了電磁波剖面法才圈出汙染範圍並被鉆探和槽探證實。工作中垂直發射線圈和水平接收線圈保持零耦合狀態，以等線圈距沿測線移動，在汙染範圍內出現明顯的磁場垂直分量低值異常。
2.大氣汙染評價和監測
俄羅斯科學家研究表明，電位梯度是大氣汙染程度的標誌。由於業交通等引起的近地表大氣組分的變化，如化學組分變化、塵埃的增加、固態和液態煙霧等對電荷的分解和運移有很大影響，使大氣電導率降低，導致電位梯度平均值的增大，結果電場強度E的垂直分量加大。
大氣中二氧化硫含量的偏高導致酸雨的形成，而二氧化硫主要來自燃煤。利用X熒光測量可以現場分析煤中的硫含量。測量以55Fe為X射線源，氣體正比閃爍數管作為探測器，硫譜線能量分辨率為11.8%，檢出限可達0.15%。
3.天然核輻射的評價和治理
據美國統計，人所受的核輻射劑量的82%來自天然源，而55%則來自於氡。放射性氣體氡容易附著在塵粒上，被人體吸入可導致肺癌。氡氣災害分布廣泛，若在全國範圍內普遍開展則費時費力，難以做到。我們知道氡是鐳的衰變產物，而鐳又是鈾衰變形成的，因此劃分出鈾含量偏高的地區（平均含量2.5～10倍）是重要的，如花崗巖、片麻巖、流紋巖、英安巖、碳質頁巖等分布區。因此天然核輻射環境汙染的評價和治理可分為廣域的、小區的和室內的三個階段進行。
（1）廣域的輻射環境監測
由國家統壹組織進行，目的是了解整個國家輻射環境的總體狀況和危害程度。主要利用航空放射性γ能譜測量、放射性地球化學測量、區域地質和遙感資料。航空放射性測量的鈾、釷、鉀含量平面等值線圖和剖面圖實際是反映地面鐳含量變化情況的主要依據。在缺乏航放資料的地區可用地面放射性測量和鈾、鐳、氡等地球化學測量資料。區域地質和遙感資料可提供巖石分布和斷裂帶等區域地質構造背景情況。
例如，區域環境氡評價工作可開展全國性室內氡的抽樣調查，采用統壹的測量方法，對探測器進行標定，並統壹進行實驗室分析和數據處理，研究和了解氡對人類環境危害的程度。
（2）小區和室內輻射環境的監測的治理
在上述方法確定的高輻射區內，采用伽馬輻射儀，活性炭探測器，阿爾法徑跡探測器和高靈敏度測氡儀等對人類生活空間（特別是室內氡）和水源進行監測，以確定輻射汙染源。據資料統計，約有8%～25%的肺癌死亡原因與吸入空氣中的氡輻射有關，認為評價住宅所在地潛在氡濃度的最好標誌是土壤氡和土壤滲透率二者配合。
輻射環境汙染的治理應針對不同汙染源采用相應的方法。因工廠的廢渣、廢石引起的輻射環境汙染，采用清理現場，並選擇地質構造環境穩定的地區挖坑深埋。對於室內氡汙染，若其來源於土壤和巖石（占進入室內氡總量的90%，如美國有12%的房屋超過4pci/L的限值）則需改善房屋板密封性能，壹般無縫隙的水泥地板可以屏蔽掉大部分來自地下方的氡，在土壤氡濃度特高區，還可采用壹些特殊措施，如在房基下方的表層土壤中混入25%的活性炭，形成吸附層可以降低氡氣逸出率50%以上。
來自燃氣、煤和水等的氡主要汙染廚房、廁所和浴室，應加強室內通風。對於建築材料的汙染應在墻面上敷設屏蔽層或更換汙染嚴重的建築材料。飲用水源的汙染，應停止使用並進行填埋。
（3）天然電磁輻射研究
研究表明，對人體健康有害的磁暴、電暴和氡暴可能是三位壹體的。在近地表大氣中氡的濃度有時會突然增加，稱為氡暴，它還伴隨有電暴，即大氣中離子濃度的突增，使人出現胸悶、心悸、偏頭痛、失眠、焦慮等癥狀。有人認為太陽黑子引起地磁場的突變，而導致巖土的磁致伸縮作用，使其孔隙中的氡被擠入大氣。實驗證明，氡暴和電暴影響人的大腦垂體、腎上腺系統、心血管和神經方面的癥狀。
磁暴會使高頻無線電通訊中斷，導致大氣層膨脹，使低空衛星的阻力加大、軌道畸變，引起衛星異常。地磁場變化感應出的電流使輸電系統中的變壓器飽和、甚至燒毀，該電流還會引起金屬管道的腐蝕和幹擾電氣鐵路。
（4）人工振動對環境的影響
實驗證明，人對2～10 Hz的振動最為靈敏，對0.5～2 Hz和10～100 Hz的振動次之，對其他頻率的振動不靈敏。人體的不同部位具有不同的響應頻率，當振動波能量超過壹定值後，人會感到不適、疲勞和工作效率降低。
人工振動對建築物造成的損失也引起了人們的關註。面對住戶的申訴，已開始對地表振動實行實時全程監測，測定地面振動的強度、頻率和衷減特性。美國有用地面質點運動速度為標準，來衡量建築物損壞程度的標誌。
長期振動還會引起土壤和建築物結構的疲勞。俄羅斯研究表明，影響土壤和建築材料性質變化的主要因素不是振幅，而是不同負載長年振動的積累效應。如莫斯科地鐵沿線的地震測量表明，土壤縱波速度已由350～500 m/s降至180～200 m/s，彈性模量也在降低。
（5）人為放射性汙染監測
鈾礦及伴生鈾的其他礦產的開采與選礦均會引起嚴重汙染。如美國維持羅選礦廠在20世紀50年代選鈾礦170萬噸，後在該地作航空放射性測量，航高46 m，線距76 m，測量結果以照射量率和鐳的當量含量表示。劃定出14個由尾礦、礦石、爐渣等引起的異常區。
放射性物探也是監測核泄漏事故的重要手段。切爾諾貝利核事故發生後前蘇聯及周邊國家作了大規模監測。如瑞典在150 m高度開展了航空能譜測量，在Covle附近發現明顯的高值，隨後調查轉向瑞典南部，以了解是否可允許奶牛吃該地春天新生的牧草。最後整個瑞典用50 km測線距（異常區加密到20 km）的航測覆蓋，發現汙染區不斷向瑞典至挪威邊界方向擴大。
粉煤灰是壹種量大面廣的汙染源。據聯合國原子輻射委員會統計，壹個每天燃煤10 t的熱電廠，向大氣釋放的238U的放射性強度達1850 KBq。測量表明，煤經燃燒後鈾進壹步富集，而且飛灰比爐渣更為富集。由於飛灰易於吸入人體，因此在熱電廠周圍居民的癌癥死亡率比核電站周圍高30倍。