CN205449593U - 一种土壤有机物采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土壤有机物采样装置，其包括位于地下用于采集土壤有机气体的气体采集单元和位于地上的气体收集单元与温度控制单元，该气体收集单元连接气体采集单元用于收集土壤中的有机气体，该温度控制单元连接该气体采集单元用于监测并控制气体采集单元中的温度。本实用新型采用电加热方式使土壤中有机物解析到气相并进行采样，可以根据需要采取挥发、半挥发性有机物，适用性更为广泛，且原位采取的气体样品更能准确反映土壤污染情况。

Description

一种土壤有机物采样装置

技术领域

本实用新型有关一种用于环境监测领域的土壤采样装置，特别是涉及一种土壤挥发、半挥发性有机物采样装置。

背景技术

目前，由于石油化工工业的快速发展，造成了严重的土壤有机物污染。国内外工业污染场地中，主要有烷烃、烯烃、芳香烃、多环芳烃、卤代烃等挥发、半挥发性有机污染物。土壤中有机物的监测，是环境监测领域的重要组成部分，同时也为场地风险评估和土壤修复提供指导。

准确采取土壤有机物是土壤监测以及确定土壤污染程度的前提。目前，针对土壤气体采样研究较少。主要方法有（1）将土壤挖出，通过溶剂萃取、有机蒸汽萃取等手段将有机物分离出；（2）原位下埋取样罐，被动收集或采用抽提泵主动收集气体。上述两种方法均存在一定缺陷，方法（1）对土壤扰动较大，在采集、运输、处理过程中，容易导致挥发性有机物的损失和样品污染，导致测量结果不准；方法（2）只能针对挥发性较强的有机物，无法采集沸点较高、蒸气压较低的半挥发有机物。因此，研究一种更加准确，应用型更为广泛的采样系统和采样方法，具有重要的应用价值和前景。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种控制精确、且能对挥发、半挥发性有机物采样的土壤有机物采样装置。

为达到上述目的，本实用新型提供一种土壤有机物采样装置，其包括位于地下用于采集土壤有机气体的气体采集单元和位于地上的气体收集单元与温度控制单元，该气体收集单元连接气体采集单元用于收集土壤中的有机气体，该温度控制单元连接该气体采集单元用于监测并控制气体采集单元中的温度。

所述气体采集单元包括网桶、设于网桶内上方的集气罩及设于网桶内的至少一个加热棒。

所述加热棒为八根，均匀布置在所述网桶的内壁。

所述集气罩呈倒置漏斗形状，所述集气罩顶部通过一导气软管连接所述气体收集单元，所述集气罩敞口端设置有筛板，所述集气罩内填充陶瓷纤维。

所述导气软管、所述筛板及所述集气罩的材料为聚四氟乙烯。

所述气体收集单元包括设于所述导气软管一端的气体收集装置及设于所述导气软管上的流量计、干燥器、阀门与空气泵。

所述干燥器内填充有干燥剂，该干燥剂为变色硅胶。

所述温度控制单元采用PID温度控制器，所述网桶内设有热电偶，该PID温度控制器分别连接该热电偶与加热棒。

所述网桶材料为防腐不锈钢。

所述加热棒为不锈钢铠加热棒。

本实用新型采用电加热方式使土壤中有机物解析到气相并进行采样，可以根据需要采取挥发、半挥发性有机物，适用性更为广泛，且原位采取的气体样品更能准确反映土壤污染情况。

附图说明

图1为本实用新型土壤有机物采样装置的实施结构示意图。

具体实施方式

为便于对本实用新型的结构及达到的效果有进一步的了解，现结合附图并举较佳实施例详细说明如下。

本实用新型的土壤有机物采样装置用于采样土壤的有机物气体，其包括位于地下的气体采集单元和位于地上的气体收集单元与温度控制单元，该气体采集单元用于采集土壤有机气体，该气体收集单元连接气体采集单元用于收集土壤中的有机气体，该温度控制单元连接该气体采集单元用于监测并控制气体采集单元中的温度。

该气体采集单元包括网桶10、设于网桶10内上方的集气罩11及设于网桶10内的至少一个加热棒12。

本实用新型中的网桶10材料可选用防腐不锈钢，其顶部和底部为不锈钢板，顶部设有通孔，其中网桶10的桶身为不锈钢网，网孔直径为2mm。

本实用新型中的加热棒12可为八根，均匀布置在网桶10的内壁，加热棒12可为不锈钢铠加热棒，加热温度0～280oC，采集挥发性有机物时，控制温度低于170oC，采集半挥发性有机物时，控制温度高于170oC。

本实用新型的集气罩11采用聚四氟乙烯材料，呈倒置漏斗形状，该集气罩11顶部通过一导气软管12穿过网桶10顶部的通孔连接该气体收集单元，该集气罩11敞口端设置有筛板，集气罩11内填充陶瓷纤维，可过滤有机气体中的杂质。该导气软管12与筛板的材料可为聚四氟乙烯。

本实用新型的气体收集单元包括设于导气软管12一端的气体收集装置20及设于导气软管12上的阀门21与空气泵22。其中空气泵22选用小型气泵，流量为0～25L/min，并可在导气软管12上设置流量计23监控流量。该导气软管12上还可设有干燥器24，干燥器24内填充有不与有机气体反应的干燥剂，如变色硅胶等。

本实用新型中的温度控制单元可采用PID（比例-积分-微分）温度控制器3，该网桶10内设有热电偶13，该PID温度控制器3分别连接热电偶13与加热棒12，PID温度控制器3通过热电偶13监测网桶10内的温度，并控制加热棒12以调节网桶10内的温度。

本实用新型的采样主要原理是：通过加热采样装置周围土壤，使土壤中的挥发、半挥发性有机物挥发到气体中，通过地表气泵抽提的方式收集有机气体。本实用新型采用PID温控加热，可以采取不同沸点的有机物。采样的具体操作步骤如下：

步骤一：在目的采样点，目的采样深度钻孔，孔径大小略大于网桶直径。将采样装置地下部分放入钻孔中，连接好地面的温控、干燥、抽提装置。然后回填部分钻孔土，保证良好的密封性，防止气体逸散。关闭阀门，让地下气体稳定24小时以上。

步骤二：打开阀门和小型气泵进行抽提，抽出气体排空，当抽出气体体积约为地下采样装置和导气管路总体积的3倍左右时，关闭气泵和阀门。

步骤三：连接气体收集装置，打开阀门、加热器和小型气泵开始采集土壤有机气体，若需要采集挥发性有机物，将温度控制在低于170oC，气体收集装置可为密封集气袋，采用密封集气袋收集气体样品；若需要采集半挥发有机物，控制温度高于170oC，气体收集装置内设有有机溶剂，使用有机溶剂吸收气体样品，有机溶剂可为乙醇、二硫化碳等。

步骤四：当达到采样要求后，关闭加热棒和气泵，取下收集装置，完成采样。待温度降低至气温时，关闭阀门。若需要长期检测，则不需从地下取出采样器，避免对土壤的扰动。

本实用新型的采样装置在使用时有以下注意事项：

1、钻孔孔径略大于采样装置的网桶直径，若孔径过大，网桶与土壤间距较大，会出现加热不充分、有机气体逸散等问题，影响采样效率；

2、若土壤含水率过高，钻孔后出现孔壁渗水，孔底积水的情况，不适合使用本实用新型的采样装置采样，因为加热产生的高温水蒸气会对设备造成损伤；

3、采样前要检查设备，温度控制、温度感应系统运行正常；确保气路通畅，无漏气点，无堵塞；

4、采样人员要做好防护措施，采样装置工作时温度较高，防止高温气体烫伤。采样结束后要等待温度下降到安全范围时再将采样装置地下部分取出；取出采样器时，要做好口鼻防护措施，防止吸入钻孔内的有机气体；

5、采样工作结束后，及时清理采样器，保证采样器及导气管路清洁、通畅，防止污染、堵塞。

本实用新型相对于传统采样装置具有如下优势：

1、可以在目标位置和深度采样，操作简便快捷，原位采取的气体样品更能准确反映土壤污染情况，并且可以根据需要，进行长期采样检测；

2、本实用新型采用的主要材料为防腐不锈钢和聚四氟乙烯，材料容易获取，有较强的抗腐蚀能力，可以长时间埋在地下。采用其各个部件组分连接方便，操作简单，能适用于大多数污染场地的土壤气体采样工作。

3、本实用新型采用电加热方式使土壤中有机物解析到气相并进行采样，可以根据需要采取挥发、半挥发性有机物，适用性更为广泛。气体被加热后，密度减小，体积膨胀，会自然从导气管流出，因此本实用新型采用小型气泵进行抽提即可有效的采集气体样品，不需要大功率真空泵，节约了设备成本、人力成本以及真空泵调试的时间成本。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种土壤有机物采样装置，其特征在于，其包括位于地下用于采集土壤有机气体的气体采集单元和位于地上的气体收集单元与温度控制单元，该气体收集单元连接气体采集单元用于收集土壤中的有机气体，该温度控制单元连接该气体采集单元用于监测并控制气体采集单元中的温度；

所述气体采集单元包括网桶、设于网桶内上方的集气罩及设于网桶内的至少一个加热棒；

所述集气罩呈倒置漏斗形状，所述集气罩顶部通过一导气软管连接所述气体收集单元，所述集气罩敞口端设置有筛板，所述集气罩内填充陶瓷纤维。

2.如权利要求1所述的土壤有机物采样装置，其特征在于，所述加热棒为八根，均匀布置在所述网桶的内壁。

3.如权利要求1所述的土壤有机物采样装置，其特征在于，所述导气软管、所述筛板及所述集气罩的材料为聚四氟乙烯。

4.如权利要求1所述的土壤有机物采样装置，其特征在于，所述气体收集单元包括设于所述导气软管一端的气体收集装置及设于所述导气软管上的流量计、干燥器、阀门与空气泵。

5.如权利要求4所述的土壤有机物采样装置，其特征在于，所述干燥器内填充有干燥剂，该干燥剂为变色硅胶。

6.如权利要求1所述的土壤有机物采样装置，其特征在于，所述温度控制单元采用PID温度控制器，所述网桶内设有热电偶，该PID温度控制器分别连接该热电偶与加热棒。

7.如权利要求1所述的土壤有机物采样装置，其特征在于，所述网桶材料为防腐不锈钢。

8.如权利要求1所述的土壤有机物采样装置，其特征在于，所述加热棒为不锈钢铠加热棒。