[發明專利]地下水定深取樣探頭、使用該探頭的采樣系統及采樣方法

有效

• 申請號: 201811116334.X
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN108956211B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 鐘茂生;趙瑩;姜林;付全凱;鄭瑞;韓丹;張瑞環
• 申請（專利權）人: 北京市環境保護科學研究院
• 主分類號: G01N1/16
• 分類號: G01N1/16;G01N33/18
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11004
• 代理人: 劉湘舟;宋元松

1.一種用于場地地下水污染高分辨率刻畫的地下水樣品的采集方法，其特征在于，所述采集方法使用的地下水采樣系統包括地下水定深取樣探頭，還包括：連接管，所述連接管用于將污染地下水樣品從所述地下水定深取樣探頭內導流至地面取樣口；變頻低流速采樣裝置，所述變頻低流速采樣裝置包括低流速采樣泵及蠕動泵專用硅膠管，所述變頻低流速采樣裝置用于將安裝在設計采樣深度位置的所述地下水定深取樣探頭中的地下水樣品轉移至樣品瓶內；常規水化學參數實時監測系統，所述常規水化學參數實時監測系統連接于變頻低流速采樣裝置的出水口，所述常規水化學參數實時監測系統用于實時讀取地下水溶解氧、溫度、電導率、氧化還原電位及pH讀數；井管，所述井管安裝在地面以下30cm至地面以上50cm之間，所述井管頂端蓋有管堵，所述井管開有與連接管直徑相符的鉆孔；井臺，所述井臺用于保護井管免受外界的破壞；濾料，所述濾料為粒徑與采集位置地層粒徑分布相似的清潔石英砂，所述清潔石英砂安裝于所述地下水定深取樣探頭周圍；以及阻隔器，所述阻隔器為高密度吸水膨脹材料，所述阻隔器安裝于地下水定深取樣探頭之間；

所述地下水定深取樣探頭包括：快接接頭；頂端螺紋堵帽，所述頂端螺紋堵帽上開設有開孔，所述快接接頭設置在所述開孔處；底端螺紋堵帽；內部襯管，所述內部襯管設置于所述頂端螺紋堵帽與所述底端螺紋堵帽之間，所述內部襯管上設置有多個孔；以及外部套管，所述外部套管設置于所述頂端螺紋堵帽與所述底端螺紋堵帽之間，所述外部套管套在所述內部襯管外部，所述外部套管上設置有多個孔；其中，所述頂端螺紋堵帽與所述底端螺紋堵帽是通過所述內部襯管與所述外部套管連接在一起的，所述外部套管上的多個孔的直徑小于所述內部襯管上的多個孔的直徑；其中，所述快接接頭、頂端螺紋堵帽、底端螺紋堵帽、內部襯管以及外部套管是由不銹鋼材質制造的，所述內部襯管的壁厚為1.5mm，直徑為22mm，高度為60cm，所述內部襯管上設置有8列孔，所述孔的孔徑為4mm，孔間距為2mm；所述外部套管的壁厚為0.4mm，直徑為24mm，高度為60cm，所述外部套管具有18目開孔；

所述采集方法包括以下步驟：S1，監測井井孔鉆探；S2，建井，其中，所述建井進一步包括如下步驟：步驟1，建井前使用卷尺測量鉆孔實際深度，并將連接管與地下水定深取樣探頭連接固定；步驟2，將連接好的地下水定深取樣探頭安裝至設計采樣深度，并將石英砂通過導砂管裝填至地下水定深取樣探頭與套管之間的空隙內；步驟3，將吸水膨脹材料通過導砂管投入鉆孔內直至設計深度；步驟4，重復步驟2和步驟3直至所有地下水定深采樣探頭均安裝完畢；步驟5，投加吸水膨脹材料直至所述吸水膨脹材料距離地面孔口30cm處；步驟6，將井管安裝在鉆孔內，將水泥漿澆筑成井臺；步驟7，將固定好連接管的管堵蓋在在所述井管上；S3，污染地下水洗井及采樣，所述污染地下水洗井及采樣進一步包括如下步驟：步驟1，待成井48小時后，根據場地地下水含水層特征，調節適宜的洗井流速，使用變頻低流速采樣裝置進行洗井；步驟2，洗井過程中，將常規水化學參數實時監測系統固定在變頻低流速采樣裝置出水口處，用于實時讀取地下水溶解氧(DO)、溫度、電導率、氧化還原電位(ORP)及pH讀數，當地下水常規水化學參數滿足以下多個條件時，洗井結束：pH變化范圍為±0.1，溫度變化范圍為±3％，電導率變化范圍為±3％，DO變化范圍為±10％，ORP變化范圍±10mV；步驟3，洗井后，使用變頻低流速采樣裝置以不高于200mL/min的流速將安裝在設計深度的定深取樣探頭中的地下水樣品轉移至相應樣品瓶內。

2.如權利要求1所述的采集方法，其特征在于，其中，所述快接接頭是1/4英制螺紋氣動接頭；所述開孔是1/4螺紋的開孔。

3.如權利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述連接管為尼龍材質。

4.如權利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述井管材質為不銹鋼或化工級UPVC，直徑為110mm。

5.如權利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述井臺采用明顯式井臺，所述井臺采用水泥漿澆注，水泥漿澆筑高度30cm。

6.如權利要求1所述的采集方法，其特征在于，在監測井井孔鉆探時，結合場地地層結構，選擇適用的鉆探設備和方法鉆探到指定深度，全程套管跟進，防止鉆孔坍塌。

7.如權利要求1所述的采集方法，其特征在于，其中，在投加吸水膨脹材料直至所述吸水膨脹材料距離地面孔口30cm處的過程中，邊投加水膨脹材料邊加水使所述吸水膨脹材料膨脹。