[發(fā)明專利]一種土壤氣分層采集裝置及監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710652189.6
• 申請(qǐng)日: 2017-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107290188A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹業(yè)新;徐敏;陳檣;王磊;龍濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京貽潤(rùn)環(huán)境科技有限公司;環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01N1/22
• 分類號(hào): G01N1/22;G01N1/26;G01N30/00;G01N33/00
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土壤監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種土壤氣分層采集裝置及監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

土壤中的揮發(fā)性有機(jī)污染物長(zhǎng)期以來(lái)一直受到人們重視，作為一類特殊的土壤污染，由于其具有不同于其他污染物的隱蔽性、潛伏性、長(zhǎng)期性和可揮發(fā)性等性質(zhì)，并因其成分復(fù)雜和危害性，被列為環(huán)境中潛在危險(xiǎn)性大、應(yīng)優(yōu)先控制的毒害性污染物。

土壤中揮發(fā)性有機(jī)污染物主要是石油烴等，這些污染物排放至環(huán)境中，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的后果，如：威脅地下水源的水質(zhì)安全；污染大氣環(huán)境；改變土壤特性，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等。同時(shí)石油烴氣體積累于建筑物地下會(huì)造成爆炸危險(xiǎn)；公用地下管網(wǎng)設(shè)施與泄漏烴類接觸，也會(huì)加速其老化等。土壤揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)的采集是土壤揮發(fā)性有機(jī)污染物研究的基礎(chǔ)，對(duì)土壤中VOCs的采集基本要求是盡可能反映土壤中的實(shí)際情況、不破壞土壤結(jié)構(gòu)、采樣儀器容易操作、能夠連續(xù)長(zhǎng)期進(jìn)行取樣和監(jiān)測(cè)。

目前沿土壤剖面垂直布設(shè)采集器的氣井法是采集土壤氣最普遍的技術(shù)，其中的集氣裝置類型多樣，不同的裝置適用于不同的地質(zhì)環(huán)境。但是基本采樣思路都是先鉆取采樣氣井，鉆井過(guò)程中為減少對(duì)土樣的擾動(dòng)，一般選擇無(wú)循環(huán)鉆井方法，主要包括：螺旋鉆井法、直推(沖擊)鉆井法、聲頻振動(dòng)鉆井法等。但是這三種方法均存在缺陷，或受限于場(chǎng)地地質(zhì)條件，或只適用于淺層取樣，或需要專業(yè)的鉆機(jī)輔助。同時(shí)，鉆取采樣氣井之后，上述幾種氣井的密封性難以得到有效保證，從而影響到土壤VOCs的取樣質(zhì)量。

此外，由于土壤巖性的成層性，VOCs在土壤中的分布會(huì)在縱向和橫向上有較大的不均勻性，且受氣體揮發(fā)性的影響，采用現(xiàn)有氣井對(duì)土壤中的氣體進(jìn)行采集時(shí)，不可避免地會(huì)發(fā)生不同區(qū)域采集氣的混合，從而導(dǎo)致所得采集氣與真實(shí)氣體之間存在偏差，不能真實(shí)反映土壤中的實(shí)際情況，進(jìn)而影響氣體的監(jiān)測(cè)結(jié)果和土壤揮發(fā)性有機(jī)污染物的研究結(jié)果。因此，就需要設(shè)計(jì)一種土壤VOCs取樣裝置和方法，在保證取樣過(guò)程密封性良好的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)單孔多層取樣和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的目的。

經(jīng)檢索，關(guān)于土壤氣分層采集的專利報(bào)道已有相關(guān)公開(kāi)。

如，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310214704.4的申請(qǐng)案公開(kāi)了一種土壤剖面不同深度溫室氣體采集裝置，該申請(qǐng)案包括頂部氣體采集筒，至少一個(gè)中部氣體采集筒，底蓋和連接裝置，連接裝置設(shè)于所述頂部氣體采集筒和所述中部氣體采集筒之間、所述中部氣體采集筒和所述底蓋之間，用于將所述頂部氣體采集筒、所述中部氣體采集筒、所述底蓋連接為一個(gè)可拆卸的整體。又如，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810235421.7的申請(qǐng)案公開(kāi)了一種水旱輪作稻田土壤氣體原位采集系統(tǒng)及采集方法，該申請(qǐng)案選用內(nèi)徑40mm的PVC管子，每個(gè)氣體腔底部管壁交換界面均勻分布共8個(gè)小孔；各氣體腔之間用PVC板隔斷，隔板上打孔讓采集氣體的尼龍管穿過(guò)，尼龍細(xì)管從上部穿出，用硅膠管連接到三通閥上。

縱觀上述已有的土壤氣分層取樣技術(shù)，均是在采樣設(shè)備上設(shè)計(jì)層次分隔來(lái)實(shí)現(xiàn)分層取樣，但是其采樣設(shè)備均直接與地下介質(zhì)接觸，在進(jìn)行主動(dòng)氣體取樣時(shí)，取樣器內(nèi)的負(fù)壓環(huán)境會(huì)導(dǎo)致細(xì)顆粒土壤通過(guò)透氣孔進(jìn)入取樣器內(nèi)，進(jìn)而堵塞透氣孔。另外以上兩申請(qǐng)案的取樣設(shè)備在安裝時(shí)或需要挖掘側(cè)壁豎直的穴坑，或需要額外引入土鉆開(kāi)孔，安裝程序較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于克服采用現(xiàn)有監(jiān)測(cè)井對(duì)土壤中的氣體進(jìn)行采集時(shí)，由于氣井氣密性較差，從而影響土壤氣的采集質(zhì)量，所得采集氣不能真實(shí)反映土壤中氣體分布的真實(shí)情況的不足，提供了一種土壤氣分層采集裝置及監(jiān)測(cè)方法。采用本發(fā)明的技術(shù)方案能夠?qū)ν寥啦煌疃鹊腣OCs進(jìn)行取樣，并能夠有效保證氣體的取樣質(zhì)量，進(jìn)而有利于保證土壤氣監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

其一，本發(fā)明的一種土壤氣分層采集裝置，包括井管本體，所述的井管本體包括過(guò)濾段和隔層段，與隔層段對(duì)應(yīng)的井管本體內(nèi)設(shè)有封隔板，通過(guò)封隔板將井管本體內(nèi)部分隔為多個(gè)采樣容腔，且所述過(guò)濾段對(duì)應(yīng)的井管管壁上設(shè)有篩孔；所述的井管本體內(nèi)還設(shè)有底部開(kāi)通并延伸至不同采樣容腔內(nèi)的多組采氣管，每組采氣管均包括對(duì)應(yīng)設(shè)置的進(jìn)氣管和出氣管。

更進(jìn)一步的，所述的進(jìn)氣管均與惰性氣體瓶相連，惰性氣體瓶上設(shè)有閥門，且進(jìn)氣管的進(jìn)氣口安裝有流量計(jì)，所述出氣管的出氣口均與氣體取樣裝置相連。

更進(jìn)一步的，所述井管本體的外部設(shè)有濾料層，濾料層外部設(shè)有帶孔的包裹層。