本發(fā)明涉及一種環(huán)保檢測(cè)技術(shù)，尤其是涉及一種土壤中揮發(fā)性有機(jī)物vocs的連續(xù)檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

土地中的污染物不僅包括汞、鉻、鉛、鎘、砷、鎳等重金屬，還可能含有苯系物、氯代烴類、石油烴、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯等有機(jī)物，以及氰化物和腐蝕性離子等無(wú)機(jī)物。生產(chǎn)過(guò)程中的原料、中間生成物、催化劑或最終產(chǎn)物等都可能使土地受到污染。受長(zhǎng)期工業(yè)活動(dòng)影響，土地污染大多表現(xiàn)為有機(jī)與無(wú)機(jī)復(fù)合污染特征。

常見(jiàn)的對(duì)人體健康有害的揮發(fā)性有機(jī)污染物包括揮發(fā)性鹵代烴類、苯系物類、氯代苯類等。因此，對(duì)土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行檢測(cè)對(duì)污染的防治有著重要的作用。隨著農(nóng)藥、有機(jī)溶劑的大量使用以及大量廢水、廢物的排放，揮發(fā)性有機(jī)污染物(vocs)對(duì)土壤、沉積物、地表及地下水源和生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重污染成為一個(gè)普遍存在的環(huán)境問(wèn)題。

揮發(fā)性有機(jī)物是指在常溫下，沸點(diǎn)50℃～260℃的各種有機(jī)化合物。vocs進(jìn)入土壤及地下水系統(tǒng)中之后，會(huì)影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)并破壞植被，嚴(yán)重危害人們的身體健康。其主要原因?yàn)檫M(jìn)入土壤中的vocs的數(shù)量和速度超過(guò)了土壤的容納能力和凈化速度，使土壤的性質(zhì)、組成、及性狀等發(fā)生變化，使污染物的積累過(guò)程逐漸占優(yōu)勢(shì)。因此，對(duì)土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物(vocs)進(jìn)行檢測(cè)對(duì)污染的防治有著重要的作用。

目前，針對(duì)vocs的分析包括實(shí)驗(yàn)室儀器分析以及現(xiàn)場(chǎng)儀器檢測(cè)兩種方式。vocs具有極易揮發(fā)和流失的特點(diǎn)，因此，雖然實(shí)驗(yàn)室儀器分析能夠?qū)ocs準(zhǔn)確定性和定量，但樣品要經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、保存等多個(gè)中間環(huán)節(jié)，大大增加了樣品揮發(fā)的可能，分析結(jié)果缺乏及時(shí)性，成本偏高，需要研發(fā)現(xiàn)場(chǎng)vocs實(shí)時(shí)快速分析裝置。

現(xiàn)有技術(shù)中，201410330499.2的發(fā)明專利提出來(lái)一種土壤中揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)檢測(cè)裝置，通過(guò)將vocs采集裝置鉆入土壤中的指定位置，通過(guò)采集裝置中的加熱元件加熱土壤使voss揮發(fā)，通過(guò)采集裝置中的載氣將揮發(fā)的vocs攜帶到氣相色譜儀vocs分析設(shè)備，從而檢測(cè)土壤中vocs含量。然而，由于不同vocs成分的沸點(diǎn)不同，而加熱元件從開(kāi)始加熱到達(dá)到目標(biāo)溫度需要一定時(shí)間，因此低沸點(diǎn)的vocs成分首先揮發(fā)，導(dǎo)致測(cè)量開(kāi)始階段低沸點(diǎn)的vocs成分檢測(cè)值偏高，而后續(xù)階段低沸點(diǎn)的vocs成分檢測(cè)值偏低。

為了解決上述問(wèn)題，在先申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N改進(jìn)的土壤中揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)檢測(cè)裝置，在vocs采集裝置與vocs分析設(shè)備之間設(shè)置儲(chǔ)氣容器，在開(kāi)始加熱后將揮發(fā)的vocs收集到儲(chǔ)氣容器中，當(dāng)土壤中vocs揮發(fā)完畢后，將儲(chǔ)氣容器中的vocs通到vocs分析設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。但是，該裝置需要設(shè)置儲(chǔ)氣容器，并且需要將土壤中vocs都揮發(fā)后才能夠進(jìn)行測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的土壤vocs環(huán)保檢測(cè)裝置，能夠在不設(shè)置儲(chǔ)氣容器并且不需要將土壤中vocs都揮發(fā)后就能夠進(jìn)行vocs成分的檢測(cè)。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種土壤vocs環(huán)保檢測(cè)裝置，包括：vocs采集設(shè)備以及vocs測(cè)量設(shè)備；所述vocs采集部件包括鉆頭，套管，推進(jìn)桿，以及電機(jī)；所述鉆頭用于鉆入設(shè)定深度的土壤，其內(nèi)設(shè)置對(duì)于土壤進(jìn)行加熱的加熱元件；所述推進(jìn)桿與鉆頭相連并且由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用于驅(qū)動(dòng)鉆頭鉆入土壤中；所述套管設(shè)置于所述推進(jìn)桿外部，其內(nèi)形成揮發(fā)的vocs的氣流通道；所述vocs測(cè)量設(shè)備為氣相色譜儀，其接收vocs采集設(shè)備采集的揮發(fā)的vocs，測(cè)定其中各種揮發(fā)性有機(jī)物成分的含量；所述加熱元件設(shè)置于所述鉆頭中的圓臺(tái)部位，所述加熱元件上方、下方以及側(cè)面分別設(shè)置絕熱層，其側(cè)面為環(huán)面，該環(huán)面為截面與所述圓臺(tái)底面相同的圓柱側(cè)面；所述加熱元件的側(cè)面絕熱層能夠向上移動(dòng)，使所述加熱元件能夠?qū)τ谕寥肋M(jìn)行加熱。

優(yōu)選的，所述絕熱層包括高溫絕熱材料。

優(yōu)選的，所述高溫絕熱材料為硅酸鋁纖維或者硅纖維。

優(yōu)選的，所述鉆頭包括第一部分、第二部分以及第三部分；所述第一部分為錐形，位于鉆頭頂端，其設(shè)置為實(shí)心結(jié)構(gòu)；所述第二部分為圓臺(tái)形，位于鉆頭中部，其設(shè)置為空心，其內(nèi)部設(shè)置加熱元件；第三部分為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，位于鉆頭尾部，其環(huán)面設(shè)置透氣孔。

優(yōu)選的，所述第三部分包括中心的實(shí)心部分以及外圍部分，所述實(shí)心部分截面為圓柱形，其上邊與所述推進(jìn)桿固定，所述外圍部分為空心結(jié)構(gòu)，其與套管構(gòu)成揮發(fā)的vocs的采集通道。

優(yōu)選的，所述第三部分實(shí)心部分外表面設(shè)置外螺紋，所述第三部分實(shí)心部分以及所述推進(jìn)桿外設(shè)置與所述加熱元件的側(cè)面絕熱層固定的套管，所述加熱元件的側(cè)面絕熱層內(nèi)表面設(shè)置內(nèi)螺紋，通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述套管能夠?qū)⑺黾訜嵩膫?cè)面絕熱層向上移動(dòng)，從而使所述加熱元件露出。

優(yōu)選的，在土壤vocs檢測(cè)時(shí)，先將所述加熱元件的側(cè)面絕熱層向下移動(dòng)，使所述加熱元件絕熱；當(dāng)所述加熱元件的溫度達(dá)到其加熱溫度后，將所述加熱元件的側(cè)面絕熱層向上移動(dòng)，使所述加熱元件露出。

優(yōu)選的，所述加熱溫度比需要檢測(cè)的vocs成分中沸點(diǎn)最高的voc高50～100度。

優(yōu)選的，所述透氣孔由防水透氣膜密封。

優(yōu)選的，所述加熱元件為電阻絲。

優(yōu)選的，所述vocs包括甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、正丙醇、丁酮、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、正丁醇、苯、丙二醇甲醚、乙酸正丙酯、4-甲基-2-戊酮、丙二醇乙醚、甲苯、乙酸正丁酯、乙苯、二甲苯、環(huán)己酮中的一種或者多種。

優(yōu)選的，還包括人機(jī)交互設(shè)備，其用于輸入需要檢測(cè)的vocs成分。

優(yōu)選的，所述人機(jī)交互設(shè)備還能夠?qū)ocs測(cè)量設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果輸出。

作為本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供上述土壤vocs環(huán)保檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，包括如下步驟：（1）通過(guò)人機(jī)交互設(shè)備輸入需要檢測(cè)的揮發(fā)性有機(jī)物成分；（2）控制器確定需要檢測(cè)的揮發(fā)性有機(jī)物成分中的沸點(diǎn)最高的揮發(fā)性有機(jī)物成分；（3）控制器根據(jù)沸點(diǎn)最高的揮發(fā)性有機(jī)物成分確定加熱元件的加熱溫度；（4）電機(jī)將鉆頭鉆入到土壤中的指定探測(cè)深度；（5）將加熱元件的側(cè)面絕熱層向下移動(dòng)，使所述加熱元件與土壤絕熱；（6）控制器監(jiān)控加熱元件上溫度傳感器的溫度，在加熱元件達(dá)到加熱溫度后，將加熱元件的側(cè)面絕熱層向上移動(dòng)，使所述加熱元件對(duì)土壤進(jìn)行加熱；（7）揮發(fā)的vocs通過(guò)采集通道到達(dá)vocs測(cè)量設(shè)備，通過(guò)氣相色譜儀測(cè)量vocs成分的含量。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的vocs采集設(shè)備的示意圖。

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的vocs采集設(shè)備部分結(jié)構(gòu)不同狀態(tài)的示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的土壤vocs環(huán)保檢測(cè)裝置檢測(cè)流程圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將使用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的僅僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些實(shí)施例獲取其他的技術(shù)方案，也屬于本發(fā)明的公開(kāi)范圍。

本發(fā)明實(shí)施例的土壤vocs環(huán)保檢測(cè)裝置，用于土壤中vocs檢測(cè)，包括：vocs采集設(shè)備100以及vocs測(cè)量設(shè)備。參見(jiàn)圖1，vocs采集設(shè)備100包括鉆頭10，套管20，推進(jìn)桿30，以及電機(jī)（未示出）。鉆頭10用于鉆入設(shè)定深度的土壤，其內(nèi)設(shè)置對(duì)于土壤進(jìn)行加熱的加熱元件。鉆頭10包括第一部分11、第二部分12以及第三部分13，第一部分11、第二部分12以及第三部分13可以通過(guò)例如焊接連接在一起。第一部分11為錐形，位于鉆頭10頂端，其設(shè)置為實(shí)心結(jié)構(gòu)。第二部分12為圓臺(tái)形，位于鉆頭10中部，其設(shè)置為空心，其內(nèi)部設(shè)置加熱元件121，用于對(duì)于第二部分12周圍的土壤進(jìn)行加熱。加熱元件121可以是例如電阻絲。第三部分13為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，位于鉆頭10尾部，其環(huán)面設(shè)置透氣孔，用于導(dǎo)入土壤加熱揮發(fā)的vocs，透氣孔由防水透氣膜密封。第三部分包括中心的實(shí)心部分131以及外圍部分132，實(shí)心部分131截面為圓柱形，頂部與推進(jìn)桿30固定，外圍部分132為空心結(jié)構(gòu)，其與套管20構(gòu)成揮發(fā)的vocs的采集通道21。

參見(jiàn)圖2a，加熱元件121上方、下方以及側(cè)面分別設(shè)置絕熱層122，123以及124，絕熱層包括高溫絕熱材料，可以是例如硅酸鋁纖維或者硅纖維。側(cè)面124為環(huán)面，該環(huán)面為截面與第二部分12圓臺(tái)底面相同的圓柱側(cè)面。第三部分13實(shí)心部分131外表面設(shè)置外螺紋，第三部分13實(shí)心部分131以及推進(jìn)桿30外設(shè)置與加熱元件121的側(cè)面絕熱層124固定的套管130，加熱元件121的側(cè)面絕熱層124內(nèi)表面設(shè)置內(nèi)螺紋，通過(guò)旋轉(zhuǎn)套管130能夠?qū)⒓訜嵩?21的側(cè)面絕熱層124向上移動(dòng)，參見(jiàn)圖2b，從而使加熱元件121露出，從而對(duì)土壤進(jìn)行加熱。

本發(fā)明實(shí)施例的土壤vocs環(huán)保檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，參見(jiàn)圖3，包括如下步驟：（1）通過(guò)人機(jī)交互設(shè)備輸入需要檢測(cè)的揮發(fā)性有機(jī)物成分；（2）控制器確定需要檢測(cè)的揮發(fā)性有機(jī)物成分中的沸點(diǎn)最高的揮發(fā)性有機(jī)物成分；（3）控制器根據(jù)沸點(diǎn)最高的揮發(fā)性有機(jī)物成分確定加熱元件的加熱溫度；（4）電機(jī)將鉆頭鉆入到土壤中的指定探測(cè)深度；（5）將加熱元件的側(cè)面絕熱層向下移動(dòng)，使所述加熱元件與土壤絕熱；（6）控制器監(jiān)控加熱元件上溫度傳感器的溫度，在加熱元件達(dá)到加熱溫度后，將加熱元件的側(cè)面絕熱層向上移動(dòng)，使所述加熱元件對(duì)土壤進(jìn)行加熱；（7）揮發(fā)的vocs通過(guò)采集通道到達(dá)vocs測(cè)量設(shè)備，通過(guò)氣相色譜儀測(cè)量vocs成分的含量。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。