CN205352764U - 污染场地取样装置及渗漏污染探测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及污染场地取样装置及渗漏污染探测系统，属于环境污染检测技术领域。该取样装置包括：取样体、集液槽、抽真空部件、加压部件及取样瓶；取样体为多孔陶瓷结构，集液槽为内部封闭的腔体结构，设置在取样体的上方并通过输液管与取样体连通；抽真空部件通过管道与集液槽连通；加压部件通过管道与集液槽连通；取样瓶通过取样管与集液槽连通。该探测系统包括多个取样装置；多个取样装置中的取样体和集液槽固定在污染场地设定的多个取样点；多个取样点位于不同的深度。该污染场地取样装置及渗漏污染探测系统能对污染土壤进行长期持续取样并监测，且监测信息全面、安装取样便捷、监测实时高效、渗漏探测位置精确。

Description

污染场地取样装置及渗漏污染探测系统

技术领域

本实用新型涉及环境污染检测技术领域，特别涉及污染场地取样装置及渗漏污染探测系统。

背景技术

根据环保部发布的全国土壤污染调查公报显示：全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。全国土壤总的超标率为16.1％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8％。调查结果显示：在我国土壤污染中，重金属污染占有相当大的比例，且污染严重，急需治理。

土壤污染后最直接的影响就是地下水的质量，随着污染物在土壤中的迁移和扩散，地下水或者污染场地周边农业用地深受污染场地威胁。目前，全国十大水质有将近一半收到污染，湖泊水质四成受到污染。同时，各大污染场地周边的农业用地、地下水深受土壤污染的威胁。

针对目前现存的污染场地、填埋场等对周边农田以及污染源有潜在威胁污染源，对污染物运移以及地下水的监测方式还较为单一。现有技术中填埋场多采用预设监测井的方式进行监测，监测井对污染源的监测方式较为单一，并且监测井仅能描述一个点的水质平均污染状况，无法对填埋场整体状况进行有效监测。另外一种较为常见的污染监测设计就是土壤溶液取样器，此种取样器即将取样头预埋与污染场地某一点，定期进行取样检测。此种方法的弊端也在于取样点单一，取样不连续并且长期监测困难，难以实现多点实时监测。同时，对于污染场地的调查，现有技术中的检测系统只能采用单点调查并整合调查数据以获得污染场地污染信息，方法复杂效率较低。同时，针对现有填埋场地的渗漏探测问题，目前的探测技术还难以精确的确定渗漏的深度。

实用新型内容

本申请提供的污染场地取样装置及渗漏污染探测系统，解决了或部分解决了现有技术中的检测装置取样点单一，取样不连续并且长期监测困难，难以实现多点实时监测的技术问题，实现了对污染土壤的长期持续取样、监测信息全面、安装取样便捷、监测实时高效的技术效果。

本申请提供了一种污染场地取样装置，所述取样装置包括：取样体、集液槽、抽真空部件、加压部件及取样瓶；所述取样体为多孔陶瓷结构；所述集液槽为内部封闭的腔体结构，设置在所述取样体的上方并通过输液管与所述取样体连通；所述抽真空部件通过管道与所述集液槽连通；所述加压部件通过管道与所述集液槽连通；所述取样瓶通过取样管与所述集液槽连通。

作为优选，所述抽真空部件为真空泵，所述真空泵的输出端连通第一气管，所述第一气管上设置第一阀门；

所述加压部件为空压机，所述空压机的输出端连通第二气管，所述第二气管上设置第二阀门；

所述第一气管与第二气管通过三通管与导气管连通，所述导气管连通所述集液槽，所述导气管端部的管口位于所述集液槽的顶部；

所述取样管上设置第三阀门；所述取样管端部的管口位于所述集液槽的底部；

其中，所述第一阀门打开且所述第二阀门及第三阀门关闭时，所述真空泵工作使所述集液槽内呈负压状态，渗入所述取样体内的污染土壤水样通过所述输液管被吸入所述集液槽；当所述集液槽内所述水样的液面高于所述取样管的管口后，关闭所述第一阀门且打开所述第二阀门及第三阀门，所述空压机工作将高压气体充入所述集液槽内部，所述高压气体将所述水样通过所述取样管挤入所述取样瓶内。

作为优选，所述取样装置还包括：pH电极、氨氮电极、重金属电极及数据采集器；

所述pH电极固定在所述集液槽的内部底端，通过信号传输线与所述数据采集器连通；

所述氨氮电极固定在所述集液槽的内部底端，通过信号传输线与所述数据采集器连通；

所述重金属电极固定在所述集液槽的内部底端，通过信号传输线与所述数据采集器连通；

其中所述pH电极、氨氮电极及重金属电极位置处于同一水平面，当所述水样浸没所述pH电极、氨氮电极及重金属电极后，所述pH电极将所述水样的pH值信息发送给所述数据采集器；所述氨氮电极将所述水样的氨氮含量信息发送给所述数据采集器；所述重金属电极将所述水样的重金属浓度信息发送给所述数据采集器。

作为优选，所述取样装置还包括液位计；

所述液位计设置在所述集液槽内；所述液位计通过逻辑电路与所述数据采集器连通。

作为优选，所述取样装置还包括保护套；所述保护套将所述取样体及集液槽包裹成一体；所述保护套的材质为交联架桥聚乙烯发泡材。

本申请还提供了一种渗漏污染探测系统，所述探测系统包括多个所述取样装置；所述多个取样装置中的取样体和集液槽固定在污染场地设定的多个取样点；所述多个取样点位于不同的深度。

作为优选，所述多个取样点设置在同一个钻孔的不同深度，所述钻孔通过钻孔工具以设定倾斜角度钻成；

所述保护套将所述取样体及集液槽包裹并塑形成一体；

其中，所述多个取样装置中的所述取样体和集液槽放置在对应所述取样点时，多个所述保护套的外壁分别紧贴四周的所述污染场地的土壤。

作为优选，所述探测系统包括5个所述取样装置；所述5个取样装置中的取样体和集液槽固定在所述污染场地的5个取样点。

作为优选，所述5个取样装置中的取样体和集液槽固定在倾斜角度为45°的同一个钻孔中；

所述5个取样点相邻两点之间的横向间距相同；

所述5个取样点相邻两点之间的纵向间距相同；

所述5个取样点相邻两点之间的竖直方向间距相同。

作为优选，所述5个取样装置共用同一个真空泵和空压机；

所述真空泵的输出端通过5根支管连通所述集液槽，所述5根支管上分别设置5个第一气阀；

所述空压机的输出端通过5根支管连通所述集液槽，所述5根支管上分别设置5个第二气阀。

本实用新型提供的污染场地取样装置通过设置取样体、集液槽、抽真空部件、加压部件及取样瓶的结构，将取样体放置在污染场地的设定位置后，污染场地中污染土壤的水样渗透进入取样体，抽真空部件将集液槽内的气体抽出形成负压，使取样体中的水样通过输液管被吸入集液槽，当集液槽内的水样高度达到设定值后，抽真空部件停止工作，加压部件将高压气体充入集液槽，使集液槽内的水样在气压作用下被挤入取样瓶内，这样完成取样工作；其中，由多孔陶瓷构成的取样体能保证水样渗透的同时能够阻止污染物对取样体的堵塞，保证对污染土壤的持续取样。通过保护套将取样体及集液槽包裹并塑形成一体，保护套选用交联架桥聚乙烯发泡材，有一定强度，变形性好，保护套放入钻孔后能够协调变形与孔壁贴合，保证取样长期顺利进行。通过在集液槽内设置PH电极、氨氮电极、重金属电极及数据采集器，三个电极分别能够检测土壤溶液中的pH、重金属浓度和氨氮含量，并通过数据采集器实现数据的转换与现实，掌握污染场地下方不同深度的污染状况，便于实时监测。

进一步的，本实用新型提供的渗漏污染探测系统通过将多个上述取样装置设置在同一个倾斜钻孔的不同深度，对应的多个数据采集器实现了污染场地不同位置的水样采集，实现多点实时监测，即将同一时间不同位置的水样监测数据分析，通过倾斜角度以及取样体间距计算出竖直高度以及两个水平方向之间土壤溶液中水质参数的变化，统计分析后，便能了解采样区内土壤以及地下水的三维污染状况，确定污染源的扩散范围以及污染运移方向，便于及时采取措施，有效防止污染源对周边土壤或者地下水的进一步污染。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的污染场地取样装置的结构示图；

图2为本实用新型实施例提供的渗漏污染探测系统的结构示图。

(图示中各个标号代表的部件依次为：1取样瓶、2空压机、3真空泵、4导气管、5液位计、6集液槽、7保护套、8取样体、9输液管、10pH电极、11氨氮电极、12重金属电极、13数据采集器、14取液管、15第三阀门、16钻孔、17污染土壤、18取样点。)

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步详细描述：

参见附图1，本申请提供了一种污染场地取样装置包括：取样体8、集液槽6、抽真空部件、加压部件及取样瓶1；取样体8为多孔陶瓷结构，能够保证污染土壤17中的水样渗透的同时能够阻止污染物对取样体8的堵塞，保证对污染土壤17的持续取样；集液槽6为内部封闭的腔体结构，设置在取样体8的上方并通过输液管9与取样体8连通；抽真空部件通过管道与集液槽6连通；加压部件通过管道与集液槽6连通；取样瓶1通过取样管14与集液槽6连通。将取样体8放置在污染场地的设定位置后，污染土壤17中的水样渗透进入取样体8，抽真空部件将集液槽6内的气体抽出形成负压，使取样体8中的水样通过输液管9被吸入集液槽6，当集液槽6内的水样高度达到设定值后，抽真空部件停止工作，加压部件将高压气体充入集液槽6，使集液槽6内的水样在气压作用下被挤入取样瓶1内，这样完成取样工作。其中，在高压气体挤压集液槽6内的水样时，由于取样体8为多孔陶瓷结构，污染土壤17中的水样能渗透进入取样体8，但很难反向从取样体8流入土壤中，所以集液槽6内的水样只能在气压作用下挤入取样瓶1内。

作为优选，抽真空部件为真空泵3，真空泵3的输出端连通第一气管，第一气管上设置第一阀门；加压部件为空压机2，空压机2的输出端连通第二气管，第二气管上设置第二阀门；第一气管与第二气管通过三通管与导气管4连通，导气管4连通集液槽6，导气管4端部的管口位于集液槽6的顶部；取样管14上设置第三阀门15；取样管14端部的管口位于集液槽6的底部。

其中，第一阀门打开且第二阀门及第三阀门15关闭时，真空泵3工作使集液槽6内呈负压状态，渗入取样体8内的水样通过输液管9被吸入集液槽6；当集液槽6内水样的液面高于取样管14的管口后，关闭第一阀门且打开第二阀门及第三阀门15，空压机2工作将高压气体充入集液槽6内部，高压气体将水样通过取样管14挤入取样瓶1内。

进一步的，取样装置还包括：pH电极10、氨氮电极11、重金属电极12及数据采集器13；pH电极10固定在集液槽6的内部底端，通过信号传输线与数据采集器13连通；氨氮电极11固定在集液槽6的内部底端，通过信号传输线与数据采集器13连通；重金属电极12固定在集液槽6的内部底端，通过信号传输线与数据采集器13连通；其中，pH电极10、氨氮电极11及重金属电极12位置处于同一水平面，当土壤溶液浸没pH电极10、氨氮电极11及重金属电极12后，pH电极10将水样的pH值信息发送给数据采集器13；氨氮电极11将水样的氨氮含量信息发送给数据采集器13；重金属电极12将水样的重金属浓度信息发送给数据采集器13。集液槽6在污染土壤17的水样收集过程中，水样浸没pH电极10、氨氮电极11、重金属电极12，三个电极分别能够检测水样中的pH、重金属浓度和氨氮含量，并通过数据采集器13实现数据的转换与现实，掌握场地下方不同深度的污染状况，便于实时监测。

进一步的，在集液槽6内设置一个液位计5，液位计5通过逻辑电路与数据采集器13连通，当集液槽6内的水样液面接触液位计5后，液位计5发送水位信号给数据采集器13，操作人员通过数据采集器13的数据显示得知集液槽6内的水样达到了设定高度，可以关闭真空泵3的第一阀门，打开第二阀门及第三阀门15，空压机2开始向集液槽6内充入高压气体，在气压作用下，集液槽6内的水样被挤入取样瓶1。

进一步的，取样装置还包括保护套7；保护套7将取样体8及集液槽6包裹成一体；保护套7的材质为交联架桥聚乙烯发泡材。取样体8以及与之连接的集液槽6外部均由交联架桥聚乙烯发泡材包裹，该材料有一定强度，变形性好，取样体8及集液槽6放入钻孔后保护套7能够协调变形与孔壁贴合，防止土壤挤压取样体8堵塞取样体8的渗透孔，保证取样长期顺利进行。

本实用新型提供的一种渗漏污染探测系统包括多个取样装置；多个取样装置中的取样体8和集液槽6固定在污染场地设定的多个取样点18；多个取样点18位于不同的深度。将多个上述取样装置设置在同一个倾斜钻孔16的不同深度，对应的多个数据采集器13实现了污染场地不同位置的水样采集，实现多点实时监测，即将同一时间不同位置的水样监测数据分析，通过倾斜角度以及取样体8间距计算出竖直高度以及两个水平方向之间土壤溶液中水质参数的变化，统计分析后，便能了解采样区内土壤以及地下水的三维污染状况，确定污染源的扩散范围以及污染运移方向，便于及时采取措施，有效防止污染源对周边土壤或者地下水的进一步污染。

进一步的，多个取样点18设置在同一个钻孔16的不同深度，钻孔16通过钻孔工具以设定倾斜角度钻成，作为一种优选的实施例，钻孔16的倾斜角度为45°；保护套7将取样体8及集液槽6包裹并塑形成一体；其中，多个取样装置中的取样体8和集液槽6放置在对应取样点18时，多个保护套7的外壁分别紧贴四周的污染场地的土壤。

进一步的，参见附图2，该探测系统包括5个取样装置；5个取样装置中的取样体8和集液槽6固定在污染场地的5个取样点18；5个取样装置中的取样体8和集液槽6固定在倾斜角度为45°的同一个钻孔16中；5个取样点18相邻两点之间的横向间距相同；5个取样点18相邻两点之间的纵向间距相同；5个取样点18相邻两点之间的竖直方向间距相同。

进一步的，5个取样装置共用同一个真空泵3和空压机2；真空泵3的输出端通过5根支管连通集液槽6，5根支管上分别设置5个第一气阀，5个第一气阀分别控制对应集液槽6的抽真空过程的实施或停止；空压机2的输出端通过5根支管连通集液槽，5根支管上分别设置5个第二气阀，5个第二气阀分别控制对应集液槽6的加压过程的实施或停止，通过共用真空泵3和空压机2在满足实时监测的功能基础上，能优化探测系统的结构，缩减设备成本。

本实用新型提供的污染场地取样装置通过设置取样体8、集液槽6、抽真空部件、加压部件及取样瓶1的结构，将取样体8放置在污染场地的设定位置后，污染场地中的水样渗透进入取样体8，抽真空部件将集液槽6内的气体抽出形成负压，使取样体8中的水样通过输液管9被吸入集液槽6，当集液槽6内的水样高度达到设定值后，抽真空部件停止工作，加压部件将高压气体充入集液槽6，使集液槽6内的水样在气压作用下被挤入取样瓶1内，这样完成取样工作；其中，由多孔陶瓷构成的取样体8能保证水样渗透的同时能够阻止污染物对取样体8的堵塞，保证对污染土壤7的持续取样。通过保护套7将取样体8及集液槽6包裹并塑形成一体，保护套7选用交联架桥聚乙烯发泡材，有一定强度，变形性好，保护套7放入钻孔16后能够协调变形与孔壁贴合，保证取样长期顺利进行。通过在集液槽6内设置pH电极10、氨氮电极11、重金属电极12及数据采集器13，三个电极分别能够检测土壤溶液中的pH、重金属浓度和氨氮含量，并通过数据采集器13实现数据的转换与现实，掌握污染场地下方不同深度的污染状况，便于实时监测。

进一步的，本实用新型提供的渗漏污染探测系统通过将多个上述取样装置设置在同一个倾斜钻孔16的不同深度，对应的多个数据采集器13实现了污染场地不同位置的水样采集，实现多点实时监测，即将同一时间不同位置的水样监测数据分析，通过倾斜角度以及取样体8间距计算出竖直高度以及两个水平方向之间土壤溶液中水质参数的变化，统计分析后，便能了解采样区内土壤以及地下水的三维污染状况，确定污染源的扩散范围以及污染运移方向，便于及时采取措施，有效防止污染源对周边土壤或者地下水的进一步污染。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污染场地取样装置，其特征在于，所述取样装置包括：取样体、集液槽、抽真空部件、加压部件及取样瓶；所述取样体为多孔陶瓷结构；所述集液槽为内部封闭的腔体结构，设置在所述取样体的上方并通过输液管与所述取样体连通；所述抽真空部件通过管道与所述集液槽连通；所述加压部件通过管道与所述集液槽连通；所述取样瓶通过取样管与所述集液槽连通。

2.如权利要求1所述的取样装置，其特征在于，

所述抽真空部件为真空泵，所述真空泵的输出端连通第一气管，所述第一气管上设置第一阀门；

所述加压部件为空压机，所述空压机的输出端连通第二气管，所述第二气管上设置第二阀门；

所述第一气管与第二气管通过三通管与导气管连通，所述导气管连通所述集液槽，所述导气管端部的管口位于所述集液槽的顶部；

所述取样管上设置第三阀门；所述取样管端部的管口位于所述集液槽的底部；

其中，所述第一阀门打开且所述第二阀门及第三阀门关闭时，所述真空泵工作使所述集液槽内呈负压状态，渗入所述取样体内的污染土壤水样通过所述输液管被吸入所述集液槽；当所述集液槽内所述水样的液面高于所述取样管的管口后，关闭所述第一阀门且打开所述第二阀门及第三阀门，所述空压机工作将高压气体充入所述集液槽内部，所述高压气体将所述水样通过所述取样管挤入所述取样瓶内。

3.如权利要求1所述的取样装置，其特征在于，

所述取样装置还包括：pH电极、氨氮电极、重金属电极及数据采集器；

所述pH电极固定在所述集液槽的内部底端，通过信号传输线与所述数据采集器连通；

所述氨氮电极固定在所述集液槽的内部底端，通过信号传输线与所述数据采集器连通；

所述重金属电极固定在所述集液槽的内部底端，通过信号传输线与所述数据采集器连通；

其中所述pH电极、氨氮电极及重金属电极位置处于同一水平面，当水样浸没所述pH电极、氨氮电极及重金属电极后，所述pH电极将所述水样的pH值信息发送给所述数据采集器；所述氨氮电极将所述水样的氨氮含量信息发送给所述数据采集器；所述重金属电极将所述水样的重金属浓度信息发送给所述数据采集器。

4.如权利要求3所述的取样装置，其特征在于，

所述取样装置还包括液位计；

所述液位计设置在所述集液槽内；所述液位计通过逻辑电路与所述数据采集器连通。

5.如权利要求1所述的取样装置，其特征在于，

所述取样装置还包括保护套；所述保护套将所述取样体及集液槽包裹成一体；所述保护套的材质为交联架桥聚乙烯发泡材。

6.一种渗漏污染探测系统，其特征在于，所述探测系统包括多个权利要求1～5所述的取样装置；所述多个取样装置中的取样体和集液槽固定在污染场地设定的多个取样点；所述多个取样点位于不同的深度。

7.如权利要求6所述的探测系统，其特征在于，

所述多个取样点设置在同一个钻孔的不同深度，所述钻孔通过钻孔工具以设定倾斜角度钻成；

保护套将所述取样体及集液槽包裹成一体；所述保护套的材质为交联架桥聚乙烯发泡材；

其中，所述多个取样装置中的所述取样体和集液槽放置在对应所述取样点时，多个所述保护套的外壁分别紧贴四周的所述污染场地的土壤。

8.如权利要求6所述的探测系统，其特征在于，

所述探测系统包括5个所述取样装置；所述5个取样装置中的取样体和集液槽固定在所述污染场地的5个取样点。

9.如权利要求8所述的探测系统，其特征在于，

所述5个取样装置中的取样体和集液槽固定在倾斜角度为45°的同一个钻孔中；

所述5个取样点相邻两点之间的横向间距相同；

所述5个取样点相邻两点之间的纵向间距相同；

所述5个取样点相邻两点之间的竖直方向间距相同。

10.如权利要求9所述的探测系统，其特征在于，

所述5个取样装置共用同一个真空泵和空压机；

所述真空泵的输出端通过5根支管连通所述集液槽，所述5根支管上分别设置5个第一气阀；

所述空压机的输出端通过5根支管连通所述集液槽，所述5根支管上分别设置5个第二气阀。