CN111829816A - 挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置及取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置及取样方法。该土壤取样装置包括钻杆连接段、取样段和钻头段；钻杆连接段与取样段之间通过接头连接；取样段和钻头段内部连通，两者之间通过接头连接；取样段包括取样段接头、上部取样杆体和下部取样杆体；上部下部取样杆体间通过凹凸卡口接合成取样杆体；取样杆体上设有若干排气孔；取样杆体内部设置有多个格挡，相邻格挡间放置土壤取样管；土壤取样管为两端开口的中空管；钻头段包括钻头段接头和钻头；钻头中心开有取样孔，钻头前端周边设有刀头或齿形金刚石。该土壤取样装置安装拆卸方便，操作简单，取土装样一次完成，可有效取得不扰动样，保障环境样品检测数据的有效性。

Description

挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置及取样方法

技术领域

本发明属于污染场地环境调查设备技术领域，涉及一种挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置及土壤取样方法。

背景技术

在污染场地环境监测中需要对现场的土壤进行采样检测，针对挥发性有机物的检测样品的获取，通常采用原状取土器。目前常用的取土器为薄壁取土器，薄壁取土器由取样头和薄壁管组成，主要结构为一单向球阀，压入取土器时，残土和浆液沿单向阀排出口排出。该种取土器主要用于工程地质勘察中的原状土采样试验，但并不适用于环保领域中挥发性有机物样品的取样，主要存在的问题：(1)取土器头部的溢流孔孔底有残留，球阀部分常常被淤泥堵塞或夹砂，采集污染土壤时，残留土壤会混合到采集的土壤中，容易造成样品污染；(2)现有的取土器取样主要靠管壁摩阻，导致土样容易移动和脱落，此外取土器内部设有镀锌铁皮制造的单开缝的取样筒，在装样时需要铁皮脱开采样，造成原状土壤裸露和裂隙，这些问题会导致土壤的扰动，影响采集样品的检测结果的可靠性；(3)薄壁取土器的较短且一次的取土量较少，在环保监测连续取样时，需要多次钻进和取样操作，使得现场的施工时间长，工序繁琐。(4)环保监测中，更换作业点位时，需要对钻探设备进行清洗，防止交叉污染，薄壁取土器的清洗繁琐且耗时长。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种可拆卸、清洗方便，可防控二次污染的挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置，以及用该污染场地非扰动土壤取样装置进行的土壤取样方法(即用该污染场地非扰动土壤取样装置取得土样的方法)。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

本发明一种挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置(非扰动土壤取样器)，它包括依次连接的钻杆连接段(1)、取样段(2)和钻头段(3)；钻杆连接段(1)与取样段(2)这两部分之间通过取样器连接头(5)和取样段接头(6)相连接；取样段(2)和钻头段(3)这两部分内部连通，两者之间通过取样段接头(6)和钻头段接头(13)相连接；所述的连接方式为卡扣连接或螺纹连接；

钻杆连接段(1)包括钻杆接头(4)和取样器连接头(5)；钻杆接头(4)连接钻进机器的钻杆系统；取样器连接头(5)与取样段(2)连接；

取样段(2)包括位于两端的取样段接头(6)，和位于两端的取样段接头(6)之间的上部取样杆体(11)和下部取样杆体(10)；上部取样杆体(11)与下部取样杆体(10)之间通过凹凸卡口(12)对齐连接，接合成取样杆体(两者钻进时为接合状态，取土时两者拆卸分离)；取样杆体上设有若干排气孔(8)；取样杆体内部设置有多个格挡(7)，相邻格挡(7)之间放置土壤取样管(15)；所述的土壤取样管(15)为两端开口的中空管，现场取样时，土壤取样管(15)内部可装进从钻头段3处钻取进来的原状土；

钻头段(3)包括首尾相接的钻头段接头(13)和钻头；所述钻头中心开有取样孔，所述钻头前端周边设有刀头或齿形金刚石。

进一步地，整个土壤取样装置为长条杆形，其中每一段即钻杆连接段(1)、取样段(2)和钻头段(3)的截面形状均为环形。

进一步地，所述钻头为环形刀头(14)；钻头段接头(13)为圆环形，环形刀头(14)为圆锥形；环形刀头(14)的直径比钻头段接头(13)的直径(即取样杆体的直径)小。

进一步地，所述齿形金刚石焊接在钻头前端周边。

进一步地，上部取样杆体(11)和下部取样杆体(10)上均设有若干排气孔(8)。

进一步地，取样器连接头(5)顶部设有排气孔(8)。

进一步地，取样杆体内部设置有4个格挡(7)，相邻格挡(7)之间可放置土壤取样管(15)；整个取样段(2)系统可放置1-3个土壤取样管(15)。

进一步地，所述的土壤取样管(15)为特氟龙材料的两端开口的中空管。

本发明一种利用上述挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置进行的土壤取样方法，该土壤取样方法(取土方法)为：在污染场地指定的土壤监测点，通过钻杆连接段(1)将该土壤取样装置与工程地质钻机相连，调整该土壤取样装置对准取样点位置，工程地质钻机通过液压动力系统对土壤取样装置施加压力，并配合螺旋旋转，钻头段(3)上的钻头即环形刀头(14)旋转切割土壤并深入指定点位土层，取样段(2)贯入土层取样，土壤进入土壤取样管(15)；钻进一定深度后，停钻，取下土壤取样装置，水平放置，拆卸掉两侧的钻杆连接段(1)和钻头段(3)，将上部取样杆体(11)与下部取样杆体(10)拆卸分离，取出位于取样杆体内部的土壤取样管(15)。

进一步地，取出土壤取样管(15)后，根据挥发性有机物土壤采样要求，对土壤取样管(15)使用封口膜或尺寸匹配的封盖进行密封，或现场采用非扰动采样器对土壤取样管(15)内的完整土壤进行装样，样品统一运送至检测实验室进行检测。

进一步地，某一取样点位土壤取样完成后(即土样取得后)，对所述的土壤取样装置进行冲洗，并将所述的土壤取样装置各部件按拆卸顺序依次反过程安装，然后到下一取样点位去进行下一次的取土工作。

本发明的有益效果：

本发明的挥发性有机物污染场地非扰动取样装置，采用可拆卸式设计，清洗方便，提高了土壤采样的清洗效率和效果，有效防止了污染土壤的交叉污染；采用三段组合式及上下接合式取样设计，土壤取样管在钻进土层时无扰动装样，完成取样后更换新的取样管即可，操作简单，节约了取样时间，减少了外部环境和人为因素对土壤的干扰。

本发明的挥发性有机物污染场地非扰动取样装置，适用于粘性土、粉土为主的污染场地土壤取样。其具有安装、拆卸方便，操作简单，清洗方便，取土、装样一次性完成，可防控二次污染，可有效取得不扰动样等优点，有效控制了土壤中挥发性有机物的扰动，保障了环境样品检测数据的有效性。

本发明的挥发性有机物污染场地非扰动取样装置及取样方法，简化了环保土壤取样操作过程，提高了污染场地土壤监测工作的质量与效率，满足了生产技术发展的需要。

附图说明

图1是本发明的挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置的分解结构示意图；

图2是本发明的挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置的剖面图；

图3是本发明中装有土壤取样管的取样段剖面图。

图中：1、钻杆连接段 2、取样段 3、钻头 4、钻杆接头 5、取样器连接头 6、取样段接头 7、格挡 8、排气孔 10、下部取样杆体 11、上部取样杆体 12、凹凸卡口 13、钻头段接头 14、环形刀头 15、土壤取样管

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例

如图1、图2、图3所示，本发明一种挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置(非扰动土壤取样器)，包括依次连接的钻杆连接段1、取样段2和钻头段3；整个土壤取样装置为长条杆形，其中每一段即钻杆连接段(1)、取样段(2)和钻头段(3)的的截面形状均为环形；钻杆连接段1与取样段2这两部分之间通过取样器连接头5和取样段接头6相连接；取样段2和钻头段3这两部分内部连通，两者之间通过取样段接头6和钻头段接头13相连接；所述的连接方式为卡扣连接或螺纹连接。

钻杆连接段1包括钻杆接头4和取样器连接头5；钻杆接头4连接钻进机器的钻杆系统；取样器连接头5与取样段2连接；取样器连接头5顶部设有2个排气孔8。

取样段2包括位于两端的两个取样段接头6，和位于两端的两个取样段接头6之间的上部取样杆体11和下部取样杆体10；上部取样杆体11与下部取样杆体10之间通过凹凸卡口12对齐连接，接合成取样杆体(两者钻进时为接合状态，取土时两者拆卸分离)；取样杆体(包括上部取样杆体11和下部取样杆体10)上设有若干排气孔8；取样杆体内部设置有4个格挡7，相邻格挡7之间可放置土壤取样管15；整个取样段2系统可放置1-3个土壤取样管15；土壤取样管15为特氟龙材料的两端开口的中空管，现场取样时，土壤取样管15内部可装进从钻头段3处钻取进来的原状土。

钻头段3包括首尾相接的钻头段接头13和钻头(即环形刀头14；)所述钻头中心开有取样孔(钻进取样时，土壤是从这里进入取样段2的)，所述钻头前端周边设有一圈刀头；钻头段接头13为圆环形，环形刀头14为圆锥形；环形刀头14的直径(环形尺寸)比钻头段接头13的直径(即取样杆体的直径)小。环形刀头14即为带一圈刀头的环形(圆锥形)钻头，亦即在环形钻头前端周边焊接一圈刀头。

在环形刀头14上焊接一圈刀头的位置，还可焊接一圈齿形金刚石(刀头、齿形金刚石，两者中取一种)。

本发明一种采用上述挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置进行的土壤取样方法，该土壤取样方法(取土方法)具体为：在污染场地指定的土壤监测点，通过钻杆连接段1将该土壤取样装置(取土装置)与工程地质钻机相连，调整该土壤取样装置对准取样点位置，工程地质钻机通过液压动力系统对土壤取样装置施加压力，并配合螺旋旋转，钻头段3上的环形刀头14旋转切割土壤并深入指定点位土层，取样段2贯入土层取样(土壤从钻头段3进入取样段2内，土壤保存在土壤取样管15内)，土壤进入土壤取样管15；钻进一定深度后，停钻，取下土壤取样装置，水平放置，拆卸掉两侧的钻杆连接段1和钻头段3，将上部取样杆体11与下部取样杆体10拆卸分离，取出位于取样杆体内部的土壤取样管15；并根据挥发性有机物土壤采样要求，对土壤取样管15使用封口膜或尺寸匹配的封盖进行密封，或现场采用非扰动采样器(非扰动采样器是指另外一种可用于实验室检测的采样管)对土壤取样管15内的完整土壤进行装样，样品统一运送至检测实验室进行检测。该取样点位土壤取样完成后(即土样取得后)，对本发明的土壤取样装置进行冲洗，并将本发明的土壤取样装置各部件按拆卸顺序依次反过程安装，然后到下一取样点位去进行下一次的取土工作。

Claims (10)

1.一种挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置，其特征在于，它包括依次连接的钻杆连接段(1)、取样段(2)和钻头段(3)；钻杆连接段(1)与取样段(2)这两部分之间通过取样器连接头(5)和取样段接头(6)相连接；取样段(2)和钻头段(3)这两部分内部连通，两者之间通过取样段接头(6)和钻头段接头(13)相连接；所述的连接方式为卡扣连接或螺纹连接；

钻杆连接段(1)包括钻杆接头(4)和取样器连接头(5)；钻杆接头(4)连接钻进机器的钻杆系统；取样器连接头(5)与取样段(2)连接；

取样段(2)包括位于两端的取样段接头(6)，和位于两端的取样段接头(6)之间的上部取样杆体(11)和下部取样杆体(10)；上部取样杆体(11)与下部取样杆体(10)之间通过凹凸卡口(12)对齐连接，接合成取样杆体；取样杆体上设有若干排气孔(8)；取样杆体内部设置有多个格挡(7)，相邻格挡(7)之间放置土壤取样管(15)；所述的土壤取样管(15)为两端开口的中空管；

钻头段(3)包括首尾相接的钻头段接头(13)和钻头；所述钻头中心开有取样孔，所述钻头前端周边设有刀头或齿形金刚石。

2.如权利要求1所述的挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置，其特征在于，整个土壤取样装置为长条杆形，其中每一段即钻杆连接段(1)、取样段(2)和钻头段(3)的截面形状均为环形。

3.如权利要求2所述的挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置，其特征在于，所述钻头为环形刀头(14)；钻头段接头(13)为圆环形，环形刀头(14)为圆锥形；环形刀头(14)的直径比钻头段接头(13)的直径即取样杆体的直径小。

4.如权利要求1所述的挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置，其特征在于，所述齿形金刚石焊接在钻头前端周边。

5.如权利要求1、2、3或4所述的挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置，其特征在于，取样器连接头(5)顶部设有排气孔(8)；上部取样杆体(11)和下部取样杆体(10)上均设有若干排气孔(8)。

6.如权利要求1、2、3或4所述的挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置，其特征在于，取样杆体内部设置有4个格挡(7)，相邻格挡(7)之间可放置土壤取样管(15)；整个取样段(2)系统可放置1-3个土壤取样管(15)。

7.如权利要求1、2、3或4所述的挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置，其特征在于，所述的土壤取样管(15)为特氟龙材料的两端开口的中空管。

8.一种采用如权利要求1-7任一所述的挥发性有机物污染场地非扰动土壤取样装置进行的土壤取样方法，其特征在于，该土壤取样方法为：在污染场地指定的土壤监测点，通过钻杆连接段(1)将该土壤取样装置与工程地质钻机相连，调整该土壤取样装置对准取样点位置，工程地质钻机通过液压动力系统对土壤取样装置施加压力，并配合螺旋旋转，钻头段(3)上的钻头旋转切割土壤并深入指定点位土层，取样段(2)贯入土层取样，土壤进入土壤取样管(15)；钻进一定深度后，停钻，取下土壤取样装置，水平放置，拆卸掉两侧的钻杆连接段(1)和钻头段(3)，将上部取样杆体(11)与下部取样杆体(10)拆卸分离，取出位于取样杆体内部的土壤取样管(15)。

9.如权利要求8所述的土壤取样方法，其特征在于，取出土壤取样管(15)后，根据挥发性有机物土壤采样要求，对土壤取样管(15)使用封口膜或尺寸匹配的封盖进行密封，或现场采用非扰动采样器对土壤取样管(15)内的完整土壤进行装样，样品统一运送至检测实验室进行检测。

10.如权利要求8所述的土壤取样方法，其特征在于，某一取样点位土壤取样完成后即土样取得后，对所述的土壤取样装置进行冲洗，并将所述的土壤取样装置各部件按拆卸顺序依次反过程安装，然后到下一取样点位去进行下一次的取土工作。

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