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土壤气的建设和监测技术-土壤检测采样技术

小熊科学分析  · 公众号  ·  · 2024-10-29 20:34

正文

1、土壤气监测设施的建设

1.1土壤气采样井结构


一般的土壤气 采样 井结构 如图 1 所示, 可根据水文地质条件进行调整。

1 土壤气采样井结构示意图


1.2土壤气探头制作


土壤气探头可使用割缝管制作, 探头长度宜不大于 10cm ,探头直径宜不大于 2cm ,割缝宽度宜不大于 1mm 应由不锈钢等惰性材质组成。


1.3滤料填充


土壤气探头周围应埋设一定厚度的石英砂滤料 ,滤料的直径应根据探头割缝宽度或开孔直径确定, 滤料装填深度距探头上下沿距离均不应小于 10 cm 滤料之上应填厚度不小于 30 cm 的干膨润土,干膨润土之上填膨润土泥浆 膨润土泥浆应填至距离地面 50 cm ,待其干固后继续填水泥砂浆至高出地面或与地面平齐

如需 在同一个钻孔不同深度埋设多个土壤气探头,在埋设相对较浅的探头时,应在膨润土泥浆顶部 先填一层厚度不小于 10 cm 的干膨润土,之后再埋设探头,装填石英砂滤料 两探头之间距离不 应小 1 m


1.4 导气管埋设


填水泥砂浆 时,应在水泥砂浆中埋设一节 聚氯乙烯 套管 导气管地上部分应置于套管内部,顶部用管堵盖住,采样时将管堵拧开后将采样泵与导气管连接并开始采样

导气管接口处应连接阀门,非采样时间应将阀门关闭。土壤气导气管应由惰性材料制成,不应 采用低 密度聚氯乙烯管、硅胶管、聚乙烯管 作为导气管, 管内径建议不大于 4 mm

不同导气管连接的土壤气探头应用不易消退的记号笔做好相应深度标记

土壤气探头、导气管、阀门的连接以及导气管采样口与采样泵的连接均应采用无油快速密闭接 头,不应采用含胶的粘合剂连接。


1.5 钻探


应结合场地水文地质条件,选择适用的钻探设备和方法。

钻探过程中不应加入水或泥浆,如需 同时 采集土样,所选钻探技术还需满足挥发性有机物土壤采样对钻探技术的要求


1.6 探头埋设


埋设土壤气探头及各种填料的过程中,应及时测量深度,确保探头和相关填料埋设深度及厚度符合设计要求


1.7 监测井平衡


采用直压式钻探方式建设的土壤气监测井,平衡时间不少于 2 h

采用手动及钢索冲击钻探方式建设的土壤气监测井,平衡时间不少于 48 h

采用空气旋转冲击或超声旋转冲击钻探等对土壤扰动相对较大的方式建设的土壤气监测井,平衡时间应进一步延长,可通过定期采用便携式检测仪器测试土壤气浓度,待读数基本稳定时,可认为达到平衡。


1.8 气密性测试


土壤气监测井建设完应进行气密性测试。土壤气监测井气密性测试示意图见图 2
2 土壤气监测井气密性测试示意图

按图 2 连接好测试系统后,开启示踪气源调节阀,使示踪气体进入密闭罩。开启气压调节阀确 保密闭罩与大气联通,每隔一段时间在气压调节阀处采集密闭罩内气样,分析惰性示踪气的浓度。选用氦气作为示踪气,密闭罩内氦气体积百分数应不低于 50% 。采用其 示踪气,其浓度应高于对应气体现场便携式检测仪检出限至少 2 个数量级 待密闭罩内示踪气体浓度达到要求值后,开启真空泵进行采样并分析采集土壤气样品中示踪气 体浓度,如低于 10% ,认为该土壤气监测井气密性符合技术要求,否则 应重新建井。

若土壤气监测井的气密性符合技术要求,其后每次采样前无需重新进行监测井气密性测试。


2 土壤气采样方法


2.1 采样前洗井


正式采样前,需对土壤气监测井进行洗井。

图3 洗井系统示意图

按图 3 连接好系统后,开启阀门及真空泵开始抽气。根据流量计的读数调整洗井速率不高于 0.2L /min 观察负压表读数,确保系统负压不大于 2.5 KPa

成井洗井过程中,应在抽气泵的 排气口连接便携式气体检测仪(如便携式挥发性气体检测仪、 O 2 /CO 2 /CH 4 便携式分析仪等), 并每隔 2 min 记录读数

洗井体积一般为 3-5 倍探头和导管的体积 洗井体积未达到 3-5 倍探头和导管的体积而便携式气体分析仪读数稳定,可结束洗井并记录该采样点的洗井体积。洗井体积达到 3-5 探头和导管的体积而便携式气体分析仪读数依然变化较大,也可结束洗井并记录洗井体积。

采样点周围土层岩性以粉砂、砂、卵石等高渗透性土壤为主,洗井流速可适当增大至 0.5L /min 1 L/min 但应控制系统负压不高于 2.5 KPa 。采 样点周围土层岩性以粉土、粉质粘土、粘土等低渗透性土壤为主,洗井流速应降低至 0.1L/min 。系统负压 高于 2.5 KPa 记录洗井体积并立即停止洗井并关闭系统阀门,待系统压力恢复后再继续洗井,如此循环直至洗井结束。如采用这种方式依然无法完成洗井 ,则应废弃该采样井并在其周围 1.5 m 范围外重新建井,并适当增加钻孔直径以及土壤气探头周围石英砂滤料的高度。


2.2 现场采样


洗井结束后应立即开始采样,采样流速应不高于 0.2L /min ,系统采样负压应不大于 2.5 KPa ,样品采集量应根据分析 测试 方法要求 及其 检出限确定,但不应大于 1 L

采用气体采样袋对样品进行保存,需借助负压采样箱。气体采样袋应连接在负压采样箱内,通过采样泵将采样箱抽成真空进行采样,避免直接将气体采样袋 连接至负压采样泵的排气口进行采样。 采用苏玛罐对样品进行保存,应在采样前对苏玛罐的真空度和采样流速进行调节,确保利用苏玛罐负压进行采样时流速不高于0.2L /min 系统负压不大于 2.5 KPa 采用吸附管对样品进行保存,也应借助负压真空泵进行采样,吸附管应连接在采样泵的上游。 为防止采样过程中吸附管内填料穿透,应连续串联两根吸附管。采样流速应满足所选吸附管对采样流速的技术要求,同时也不应高于0.2L /min ,采样系统负压不应大于 2.5 KPa 采样管内装填的吸附材料对目标挥发性有机物应有较好的吸附效果。 本标准所述 采样方式均应在采样系统中连接负压表及流量计,以监测采样过程中的采样流量及系统负压。

样点附近土壤渗透性较好时 ,可适当增加采样速率,但不宜超过 1 L/min ,系统负压不应高于 2.5 KPa 采样点附近土壤渗透性较差 ,可降低采样速率至0.1L /min ,系统负压不能高于 2.5 KPa 如高于该值,应立即停止采样并关闭采样阀,待系统压力恢复后继续采样,如此重复直至采集的样品体积满足分析要求。

室外土壤气采样前 24 h 内降雨强度不大于 12 mm ,采样过程中,如发现采样管路中有明显的水蒸汽冷凝,应停止采样

采样系统所有的连接管应由惰性材质构成,阀门、接头、三通等连接件应由金属或硬聚氯乙烯材质构成且应具备良好的气密性,不应用胶等粘合剂密封连接。

采样过程中,应记录每个采样点的空气温度、湿度、大气压、风速等气象参数以及采样体积和采样深度,同时记录每个采样点气体便携设备的读数

土壤气平行样应不少于总样品数的 10% ,每个 企业 至少采集 1 每次采集土壤气时还应同时采集不少于 1 个大气样。

土壤气样品采集过程应对 洗井、采样以及采样过程中现场快速监测等环节 进行拍照记录。

常见挥发性有机物土壤气限值标准表


污染物名称

筛选值 (μg/m 3 )

0~2 m土壤

2 m以下土壤

四氯化碳

5788

6559

氯仿

1132

1283

1,1- 二氯乙烷

25857

22816

1,2- 二氯乙烷

1002

1135

1,2- 二氯丙烷

3368

3817

1,1,2,2- 四氯乙烷

5788

6559

1,1,2- 三氯乙烷

2138

2422

三氯乙烯

4759

5393

1,2,3- 三氯丙烷

795

901

氯乙烯

5808

6582

3946

4472

乙苯

14446

16372


素材来源官方媒体/网络新闻

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