[發明專利]一種土壤氣分層采集裝置及監測方法

在審

• 申請號: 201710652189.6
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107290188A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 尹業新;徐敏;陳檣;王磊;龍濤
• 申請（專利權）人: 南京貽潤環境科技有限公司;環境保護部南京環境科學研究所
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22;G01N1/26;G01N30/00;G01N33/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

1.一種土壤氣分層采集裝置，包括井管本體，其特征在于：所述的井管本體包括交替設置的過濾段(102)和隔層段(101)，與隔層段(101)對應的井管本體內設有封隔板(4)，通過封隔板(4)將井管本體內部分隔為多個采樣容腔，且所述過濾段(102)對應的井管管壁上設有篩孔；所述的井管本體內還設有底部開通并延伸至不同采樣容腔內的多組采氣管，每組采氣管均包括對應設置的進氣管和出氣管。

2.根據權利要求1所述的一種土壤氣分層采集裝置，其特征在于：所述的進氣管均與惰性氣體瓶相連，惰性氣體瓶上設有閥門，且進氣管的進氣口安裝有流量計，所述出氣管的出氣口均與氣體取樣裝置相連。

3.根據權利要求2所述的一種土壤氣分層采集裝置，其特征在于：所述井管本體的外部設有濾料層，濾料層外部設有帶孔的包裹層。

4.根據權利要求3所述的一種土壤氣分層采集裝置，其特征在于：與所述過濾段(102)對應的濾料層采用石英砂，與隔層段(101)對應的濾料層采用膨潤土，所述的包裹層采用紗布或紗網。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的一種土壤氣分層采集裝置，其特征在于：所述的封隔板(4)采用低吸附性材料制成，所述的進氣管和出氣管均采用UPVC或者不銹鋼材質。

6.根據權利要求5所述的一種土壤氣分層采集裝置，其特征在于：所述的封隔板(4)上加工有連接孔(401)，連接孔(401)內設有連接管(5)，該連接管(5)采用氣管快速接頭；所述的進氣管和出氣管均由多段連接而成，相鄰兩段之間通過上述連接管(5)相連。

7.一種土壤氣分層監測方法，其特征在于：采用權利要求1-6中任一項所述的裝置對土壤氣進行采集與監測，包括如下步驟：將所述采集裝置的井管預裝后，放入井孔中，待監測土壤中的揮發性有機污染物通過過濾段(102)進入井管內的不同采樣容腔內；控制惰性氣體瓶的閥門處于關閉狀態，使采樣容腔內污染物的濃度進行累積，然后通過與各采樣容腔內出氣管的出口相連的氣體取樣裝置對氣體樣品進行采集，根據所采集待測氣體的摩爾濃度變化即可計算出各采樣容腔內待測氣體的釋放速率，從而實現土壤中不同深度待測氣體的監測。

8.根據權利要求7所述的一種土壤氣分層監測方法，其特征在于：各采樣容腔內的待測氣體在各個時間段內的釋放速率根據如下公式進行計算：

J=(VA)(dcdt)]]>

式中：J為氣體釋放速率，單位：mmol·(m²·h)^-1；V為采樣容腔體積，單位：m³；A為采樣容腔對應井壁面積，單位m²；dc/dt為單位時間內待測氣體摩爾濃度的變化，單位：mmol·(m³·h)^-1；

然后根據各個時間段內的釋放速率求其平均值，即得出各采樣容腔內的待測氣體在總取樣時間內的平均釋放速率。

9.一種土壤氣分層監測方法，其特征在于：將權利要求1-7中任一項所述采集裝置的井管預裝后，放入井孔中，待監測土壤中的揮發性有機污染物通過過濾段(102)進入井管內的不同采樣容腔內，從而對土壤氣進行采集與監測，具體包括如下步驟：

(1)洗井：打開惰性氣體瓶的閥門，向各進氣管內持續通入惰性清掃氣，使惰性清掃氣進入采樣容腔，采樣容腔內的氣體在清掃氣的作用下由對應出氣管的出氣口流出，待出氣口處的氣體濃度達到穩定時，即完成洗井過程；

(2)氣體采集：完成洗井后，繼續保持惰性清掃氣的通入，通過氣體取樣裝置對各出氣管的出氣進行采集；

(3)氣體檢測：將采集的氣體樣品利用氣象色譜儀或PID控制器進行檢測；

(4)根據氣體檢測結果，對不同深度待測氣體樣品的濃度進行計算。

10.根據權利要求9所述的一種土壤氣分層監測方法，其特征在于：所述的惰性清掃氣采用N₂，清掃氣的流速為10-50mL/min，且待測氣體樣品的濃度根據如下公式進行計算：

C=A.C1A1]]>

式中，C為氣體樣品的濃度，即為揮發性有機污染物的待測濃度，單位：mmol·m^-3；A為氣體樣品的峰面積；C₁、A₁分別為惰性清掃氣的濃度和峰面積。