一種土壤氣體主動(dòng)采集裝置及采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于場(chǎng)地土壤環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測(cè)和土壤氣體采集領(lǐng)域，具體涉及一種土壤氣體主動(dòng)采集裝置及一種采集土壤氣體的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)對(duì)于土壤中揮發(fā)性有機(jī)污染監(jiān)測(cè)的研宄不多，特別是對(duì)于原位土壤氣體中揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)采集全過(guò)程缺乏嚴(yán)格的質(zhì)量控制指標(biāo)體系，揮發(fā)性有機(jī)物在土壤中含量小，且土壤氣體易揮發(fā)，土壤微生物對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物降解會(huì)影響土壤氣體中C02、02的含量，因此，土壤中揮發(fā)性有機(jī)物含量監(jiān)測(cè)過(guò)程需要更有效的土壤氣體采集裝置。
[0003]準(zhǔn)確地采集土壤氣體樣品是研宄土壤氣體中C02、O2和揮發(fā)性有機(jī)污染物含量的前提，研宄者多采用定位埋植采樣瓶來(lái)被動(dòng)收集土壤氣體或者將土壤從地下挖出采集到塑封袋中用便攜式分析儀檢測(cè)土壤中揮發(fā)性有機(jī)物含量。該兩種方法均要破壞土壤原始結(jié)構(gòu)，不能隨時(shí)隨地采集土壤樣品(鄭樂(lè)平，1999)。而且，利用采集后的土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物含量不能代表原始土壤所在土體位置中的實(shí)際情況。
[0004]目前已有的土壤氣體采樣器可實(shí)現(xiàn)的有效采樣深度為1-1.5m，需要提前將土壤鉆孔到一定深度，將體讓氣體采樣器放入，監(jiān)測(cè)后取出，還需要采樣泵、流量計(jì)等設(shè)備安裝調(diào)試，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，操作繁瑣且采集樣品深度有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種土壤氣體主動(dòng)采集裝置及其采集方法，要解決目前存在的土壤氣體采集設(shè)備和方法采集深度有限、操作復(fù)雜、耗時(shí)費(fèi)工、不易安裝等技術(shù)問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種土壤氣體主動(dòng)采集裝置，包括氣體收集袋、氣體采樣裝置、過(guò)濾器、尼龍導(dǎo)氣管、土壤氣體吸濾裝置；氣體采樣裝置的進(jìn)氣管經(jīng)過(guò)過(guò)濾器，通過(guò)連接軟管與土壤氣體吸濾裝置的尼龍導(dǎo)氣管連接，氣體收集袋與氣體采樣裝置的出氣管連接。
[0007]其中，所述的氣體采樣裝置包括隔膜泵、調(diào)節(jié)閥、緩沖器、流量計(jì)、電子時(shí)控電路、欠壓指示電路、電源、進(jìn)氣口和出氣口 ；氣體采樣裝置為便攜式氣體采樣器。氣體經(jīng)過(guò)濾器進(jìn)入采樣裝置進(jìn)氣口，由電子時(shí)控電路控制的隔膜泵，進(jìn)入氣體緩沖器，經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量后進(jìn)入出氣口端出氣管連接的氣體收集袋。氣體進(jìn)入進(jìn)氣口前需接上過(guò)濾器。
[0008]其中，所述的隔膜泵動(dòng)力電機(jī)采用電子調(diào)速，在電壓波動(dòng)及干電池電壓下降變化較大的情況下，可確保電機(jī)穩(wěn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，使隔膜泵流量穩(wěn)定。
[0009]其中，所述的土壤氣體吸濾裝置包括固定筒架、濾網(wǎng)、礫石、尼龍導(dǎo)氣管、螺紋管接頭；尼龍導(dǎo)氣管在土壤氣體吸濾裝置外的一端帶有采樣閥門，通過(guò)轉(zhuǎn)接軟管與過(guò)濾器連接，后與采樣裝置聯(lián)通。尼龍導(dǎo)氣管在吸濾裝置內(nèi)的一端，與土壤氣體聯(lián)通，外包覆小顆粒礫石，礫石由濾網(wǎng)包裹置于固定筒架內(nèi)，由螺紋接頭將尼龍導(dǎo)氣管和固定筒架固定成土壤氣體吸濾裝置。
[0010]其中，尼龍導(dǎo)氣管在吸濾裝置內(nèi)的一端設(shè)有小孔隙紗網(wǎng)。土壤氣體經(jīng)由濾網(wǎng)、礫石孔隙，通過(guò)土壤氣體吸濾裝置中尼龍導(dǎo)氣管的小孔隙紗網(wǎng)，進(jìn)入導(dǎo)氣管，土壤氣體經(jīng)過(guò)過(guò)濾器進(jìn)入氣體采樣裝置，后從采樣裝置出氣口經(jīng)由出氣管進(jìn)入氣體收集袋。尼龍導(dǎo)氣管、氣體采樣裝置進(jìn)氣管與過(guò)濾器通過(guò)連接軟管進(jìn)行聯(lián)通，氣體采樣裝置出氣管與氣體收集袋進(jìn)口處通過(guò)連接軟管進(jìn)行聯(lián)通。
[0011]本發(fā)明另外提供一種采集土壤氣體的采集方法，利用上述的土壤氣體主動(dòng)采集裝置，包括步驟為:
[0012]步驟一:根據(jù)試驗(yàn)要求采集的土壤深度，將土壤氣體吸濾裝置(含尼龍導(dǎo)氣管)埋設(shè)于指定位置土壤中，或者置入已有的土壤監(jiān)測(cè)井的指定深度，并將尼龍導(dǎo)氣管在吸濾裝置外的一端露出地面以上，關(guān)閉尼龍導(dǎo)氣管上的采樣閥門，讓氣體穩(wěn)定48小時(shí)以上；
[0013]步驟二:將尼龍導(dǎo)氣管、采樣裝置進(jìn)氣管通過(guò)連接軟管分別與過(guò)濾器連接，打開(kāi)尼龍導(dǎo)氣管上的采樣閥門，同時(shí)開(kāi)啟土壤采樣裝置的隔膜泵開(kāi)關(guān)，采樣裝置出氣口與大氣聯(lián)通，使抽出氣體的體積達(dá)到吸濾裝置和尼龍導(dǎo)氣管有效體積的2-3倍時(shí)，關(guān)閉隔膜泵；
[0014]步驟三:將采樣裝置出氣管與氣體收集袋進(jìn)口處通過(guò)連接軟管進(jìn)行連接，使整個(gè)采樣裝置氣路連接完整，開(kāi)啟隔膜泵開(kāi)關(guān)，當(dāng)達(dá)到氣體收集袋采集要求時(shí)關(guān)閉隔膜泵和尼龍導(dǎo)氣管上的采樣閥門，停止樣品采集。
[0015]步驟四:采集的氣體收集袋內(nèi)的樣品需在I個(gè)月內(nèi)送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土壤氣體相應(yīng)指標(biāo)的檢測(cè)分析。
[0016]與現(xiàn)有的土壤氣體采集系統(tǒng)和采集方法相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì):
[0017](I)本發(fā)明中所述的土壤氣體主動(dòng)采集裝置能夠?qū)崿F(xiàn)場(chǎng)地不同采樣點(diǎn)不同深度土壤的原位土壤氣體樣品采集和長(zhǎng)期有效監(jiān)測(cè)，采樣深度和采樣時(shí)間不受限制。采集的原位土壤氣體樣品更能代表土體中的實(shí)際情況，接近實(shí)際氣體濃度，更能準(zhǔn)確反映揮發(fā)性有機(jī)物含量。
[0018](2)本發(fā)明中所述的土壤氣體主動(dòng)采集裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料容易獲取，操作簡(jiǎn)單方便，氣體采集效率高效果好。采集人員無(wú)需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝調(diào)試采樣真空泵、流量計(jì)等設(shè)備，只需簡(jiǎn)單連接導(dǎo)管與氣體采樣裝置，將土壤氣體樣品收集到氣體收集袋即可。土壤氣體吸濾裝置可長(zhǎng)期保存在土體中不易腐蝕，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期有效監(jiān)測(cè)，整套裝置可在不同場(chǎng)地不同性質(zhì)土壤中重復(fù)使用，大大節(jié)約了土壤氣體采集的成本。所述采集方法省時(shí)省工，方便快捷，更能滿足場(chǎng)地土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查和土壤氣體采集的實(shí)際需求。
【附圖說(shuō)明】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明中做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0020]圖1是本發(fā)明中土壤氣體主動(dòng)采集裝置的示意圖。
[0021 ] 圖2 土壤氣體采樣裝置示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記:1.固定筒架，2.小孔隙紗網(wǎng)，3.濾網(wǎng)，4.礫石，5.螺紋管接頭，6.尼龍導(dǎo)氣管，7.采樣閥門，8.過(guò)濾器，9.連接軟管，10.隔膜泵，11.流量計(jì)，12.調(diào)節(jié)閥，13.進(jìn)氣管，14.出氣管，15.氣體收集袋，1.土壤氣體吸濾裝置，I1.氣體采樣裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0024]實(shí)施例參見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明中的土壤氣體主動(dòng)采集裝置，包括氣體收集袋15、氣體采樣裝置、過(guò)濾器8、尼龍導(dǎo)氣管6、土壤氣體吸濾裝置I。氣體采樣裝置的進(jìn)氣管13經(jīng)過(guò)過(guò)濾器8，通過(guò)連接軟管9與土壤氣體吸濾裝置的尼龍導(dǎo)氣管6連接，氣體收集袋15與氣體采樣裝置II的出氣管14連接。本實(shí)施例中，尼龍導(dǎo)氣管6為PA-1l尼龍管，內(nèi)徑為4mm，內(nèi)壁光滑，能耐許多化學(xué)物質(zhì)的腐蝕，拉伸和彎曲均有極大的穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng)。
[0025]圖2所述的氣體采樣裝置II為便攜式氣體采樣器，由隔膜泵、調(diào)節(jié)閥、緩沖器、流量計(jì)、電子時(shí)控電路、欠壓指示電路、電源、進(jìn)氣口和出氣口等部分組成。氣體經(jīng)過(guò)濾器8進(jìn)入氣體采樣裝置II進(jìn)氣口，由電子時(shí)控電路控制的隔膜泵，進(jìn)入氣體緩沖器，經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量后進(jìn)入出氣口端出氣管14與大氣聯(lián)通，在采集土壤氣體時(shí)出氣管14連接氣體收集袋15。氣體進(jìn)入進(jìn)氣口前需接上過(guò)濾器。過(guò)濾器直徑為50mm，過(guò)濾微孔直徑為0.3-0.5um。在采樣過(guò)程中，接上過(guò)濾器，一方面對(duì)土壤氣體中灰塵、氣溶膠、酸堿氣等雜物進(jìn)行過(guò)濾；另一方面，在發(fā)生倒吸溶液時(shí)，溶液一旦經(jīng)過(guò)濾器的過(guò)濾纖維，纖維會(huì)馬上膨脹，堵塞進(jìn)氣通道，對(duì)隔膜泵機(jī)件起到保護(hù)作用。
[0026]圖2所述的隔膜泵動(dòng)力電機(jī)采用電子調(diào)速，在電壓波動(dòng)及干電池電壓下降變化較大的情況下，可確保電機(jī)穩(wěn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，使隔膜泵流量穩(wěn)定。隔膜泵最大抽氣壓力:多25000pa，額定負(fù)載流量:彡1.5L/min，流量使用范圍:0.1?1.5L/min。工作溫度為5_40°C。隔膜泵可采用外購(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，也可用大氣采樣器。
[0027]圖1所述的土壤氣體吸濾裝置I由固定筒架1、濾網(wǎng)3、礫石4、尼龍導(dǎo)氣管6、螺紋管接頭5組成。尼龍導(dǎo)氣管6在土壤氣體吸濾裝置I外的一端帶有采樣閥門7，通過(guò)連接軟管9與過(guò)濾器8連接，后與氣體采樣裝置II聯(lián)通。尼龍導(dǎo)氣6管在土壤氣體吸濾裝置I內(nèi)的一端設(shè)有小孔隙紗網(wǎng)，與土壤氣體聯(lián)通，外包覆小顆粒礫石4，礫石4由濾網(wǎng)3包裹置于固定筒架I內(nèi)，