土壤氣監(jiān)測技術(shù)-環(huán)境監(jiān)測來源：武漢中地大環(huán)境地質(zhì)研究院 發(fā)布日期：2021-07-13 瀏覽量：
土壤氣采樣點(diǎn)的布置應(yīng)該和土壤與地下水采樣點(diǎn)布設(shè)方案同時(shí)考慮，可在土壤與地下水采樣過程中完成土壤氣監(jiān)測井的建井。
土壤氣采樣點(diǎn)應(yīng)重點(diǎn)布設(shè)于土壤及地下水揮發(fā)性有機(jī)物潛在污染區(qū)域。
評(píng)估揮發(fā)性有機(jī)物污染對(duì)場地內(nèi)正在使用或未來計(jì)劃重復(fù)使用的建筑內(nèi)受體的健康風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)在建筑物室內(nèi)地板下布設(shè)土壤氣采樣點(diǎn)。其中應(yīng)至少有1個(gè)點(diǎn)布置于室內(nèi)空間的中央位置，其余采樣點(diǎn)可布置在墻體附近，但與墻體的距離應(yīng)不大于1.5 m。無法進(jìn)入的建筑物，可在墻體四周布設(shè)土壤氣采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)與墻體應(yīng)盡量靠近，但距離應(yīng)不小于1.0 m。
土壤氣采樣點(diǎn)的布設(shè)數(shù)量應(yīng)足以表征場地的污染現(xiàn)狀，其中，土壤氣確認(rèn)采樣階段每個(gè)污染地塊應(yīng)布設(shè)不少于3個(gè)土壤氣采樣點(diǎn)。詳細(xì)采樣階段可采用網(wǎng)格布點(diǎn)，最少采樣點(diǎn)數(shù)量可按照HJ25.2中詳細(xì)采樣階段土壤采樣點(diǎn)數(shù)量的最低要求執(zhí)行，并應(yīng)在重污染區(qū)適當(dāng)加密采樣。
評(píng)估揮發(fā)性有機(jī)物污染對(duì)場地內(nèi)正在使用或未來計(jì)劃重復(fù)使用的建筑內(nèi)受體的健康風(fēng)險(xiǎn)，建筑物室內(nèi)地板下土壤氣采樣點(diǎn)數(shù)量應(yīng)至少滿足以下要求：
a) 建筑物室內(nèi)面積小于100 m2，地板下土壤氣采樣點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)不少于2個(gè)，其中1個(gè)采樣點(diǎn)布設(shè)于室內(nèi)空間的中央，另1個(gè)采樣點(diǎn)布設(shè)于鄰近重污染區(qū)一側(cè)的墻體附近，與墻體的距離不應(yīng)大于1.5 m；
b) 建筑物室內(nèi)面積大于100 m2而小于1000 m2，應(yīng)確保每100 m2范圍內(nèi)的地板下土壤氣采樣點(diǎn)的數(shù)量不少于1個(gè)，并且至少有1個(gè)采樣點(diǎn)布設(shè)于室內(nèi)空間的中央，至少有1個(gè)采樣點(diǎn)布設(shè)于鄰近重污染區(qū)一側(cè)的墻體附近，且與墻體距離不大于1.5 m；
c) 建筑物室內(nèi)面積大于1000 m2，應(yīng)確保每200 m2范圍內(nèi)的地板下土壤氣采樣點(diǎn)的數(shù)量不少于1個(gè)，并且至少有1個(gè)樣布設(shè)于室內(nèi)空間的中央，至少有一個(gè)點(diǎn)布設(shè)于鄰近重污染區(qū)一側(cè)的墻體附近，且與墻體距離不大于1.5 m；
d) 建筑內(nèi)部分隔成相對(duì)獨(dú)立且相互隔絕的單間，室內(nèi)地板下土壤氣最少采樣點(diǎn)數(shù)量的確定應(yīng)按各獨(dú)立單間的面積確定；
e) 無法進(jìn)入室內(nèi)采集地板下土壤氣，可沿建筑物四周外墻布設(shè)土壤氣采樣點(diǎn)。每堵墻附近土壤氣采樣點(diǎn)的數(shù)量不少于1個(gè)。墻體長度大于15 m，土壤氣采樣點(diǎn)間距不應(yīng)大于15 m。建筑物僅有部分處在潛在污染區(qū)，可僅在臨近污染區(qū)的墻體外側(cè)布設(shè)土壤氣采樣點(diǎn)。
可利用土壤采樣過程形成的鉆孔進(jìn)行土壤氣采樣，土壤氣探頭的埋設(shè)深度應(yīng)結(jié)合污染物埋深及土壤巖性確定，且應(yīng)將土壤氣探頭埋設(shè)在現(xiàn)場揮發(fā)性有機(jī)物便攜檢測設(shè)備讀數(shù)及土壤和地下水樣品檢測結(jié)果較高的位置。
需根據(jù)土壤氣中揮發(fā)性有機(jī)物濃度預(yù)測該區(qū)域室外呼吸途徑或未來建筑物室內(nèi)呼吸途徑的健康風(fēng)險(xiǎn)，整個(gè)縱剖面應(yīng)至少布設(shè)2個(gè)土壤氣采樣點(diǎn)，其中1個(gè)采樣點(diǎn)的深度應(yīng)布設(shè)在地面以下1.5 m處，另1個(gè)采樣點(diǎn)的布設(shè)深度應(yīng)考慮場地污染源特征，具體要求如下：
a) 區(qū)域內(nèi)污染源僅為非飽和帶土壤，該采樣點(diǎn)可布置在污染源土層的正上方；
b) 區(qū)域內(nèi)污染源僅為地下水，緊鄰污染源的采樣點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在地下水最高水位以上，且高于毛細(xì)帶不應(yīng)小于1 m；
c) 以上兩種污染源特征情形下，如果污染源埋深大于4.5 m，應(yīng)在縱剖面上至少增加1個(gè)土壤氣采樣點(diǎn)，確保相鄰采樣點(diǎn)間距不大于3 m；
d) 整個(gè)縱剖面的土壤及地下水均污染，該采樣點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在污染最重的區(qū)域。污染土層大于4.5 m， 應(yīng)在縱剖面上至少增加1個(gè)采樣點(diǎn)，確保相鄰兩個(gè)土壤氣采樣點(diǎn)的間距不應(yīng)大于3 m；
e) 相鄰兩個(gè)土壤氣監(jiān)測點(diǎn)濃度相差2~3個(gè)數(shù)量級(jí)，應(yīng)在這兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)距離的中間位置增設(shè)一個(gè)土壤氣監(jiān)測點(diǎn)；
f) 已知未來建筑物底板的確切埋深，應(yīng)在該深度以下0.3 m范圍內(nèi)增加一個(gè)采樣點(diǎn)。
采集潛在污染范圍內(nèi)建筑物室內(nèi)底板以下土壤氣并以此計(jì)算現(xiàn)有建筑室內(nèi)呼吸途徑的健康風(fēng)險(xiǎn)，土壤氣采樣深度應(yīng)緊貼底板的下表面，距離底板下表面的應(yīng)不大于0.5 m。室內(nèi)地板為自然土壤，土壤氣采樣點(diǎn)的深度應(yīng)不小于1.0 m。
未能進(jìn)入建筑室內(nèi)而只能通過建筑外墻周圍土壤氣的結(jié)果預(yù)測室內(nèi)呼吸暴露途徑的健康風(fēng)險(xiǎn)，土壤氣的采樣深度應(yīng)與待評(píng)估建筑室內(nèi)底板下表面埋深一致，埋深小于1.5 m，采樣深度應(yīng)調(diào)整至1.5 m。
土壤氣檢測數(shù)據(jù)用于評(píng)估當(dāng)前用地現(xiàn)狀情形下?lián)]發(fā)性有機(jī)物室外呼吸暴露途徑的健康風(fēng)險(xiǎn)，土壤氣采樣深度應(yīng)設(shè)置在地表以下1.0 m~1.5 m處。
井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
土壤氣監(jiān)測井結(jié)構(gòu)應(yīng)至少滿足以下技術(shù)要求：
a) 典型土壤氣監(jiān)測井結(jié)構(gòu)可參見附錄F，可根據(jù)具體場地的水文地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)整；
b) 土壤氣探頭可用割縫管或開孔管制作，探頭長度不應(yīng)大于20 cm，直徑可根據(jù)鉆孔直徑確定，建議不大于5 cm，應(yīng)由惰性材質(zhì)組成；
c) 探頭周圍應(yīng)埋設(shè)一定厚度的石英砂濾料，濾料的直徑應(yīng)根據(jù)探頭割縫寬度或開孔直徑確定，濾料裝填高度應(yīng)高出探頭上沿不小于10 cm；
d) 濾料之上應(yīng)填厚度不小于30 cm的干膨潤土，干膨潤土之上填膨潤土泥漿；
e) 一個(gè)土壤鉆孔中僅埋設(shè)一個(gè)土壤氣探頭，膨潤土泥漿應(yīng)填至距離地面50 cm處，待其干固后繼續(xù)填水泥砂漿至高出地面不小于10 cm，高出地面部分應(yīng)做成錐形坡向四周，錐形地面直徑不小于60 cm。同時(shí)，應(yīng)在水泥砂漿中埋設(shè)一節(jié)PVC套管，套管露出地面不小于30 cm，導(dǎo)氣管地上部分應(yīng)置于套管內(nèi)部，頂部用管堵蓋住，采樣時(shí)將管堵擰開后將采樣泵與導(dǎo)氣管連接并開始采樣；
f) 導(dǎo)氣管接口處應(yīng)連接閥門，非采樣時(shí)間應(yīng)將閥門關(guān)閉。土壤氣導(dǎo)氣管應(yīng)由惰性材料制成，不應(yīng)采用低密度聚氯乙烯管、硅膠管、聚乙烯管作為導(dǎo)氣管，管內(nèi)徑建議不大于4 mm；
g) 在同一個(gè)鉆孔不同深度埋設(shè)多個(gè)土壤氣探頭，在埋設(shè)相對(duì)較淺的探頭時(shí)，應(yīng)在膨潤土泥漿頂部先填一層厚度不小于10 cm的干膨潤土，之后再埋設(shè)探頭，裝填石英砂濾料，不同導(dǎo)氣管連接的土壤氣探頭應(yīng)用不易消退的記號(hào)筆做好相應(yīng)深度標(biāo)記；
h) 土壤氣探頭、導(dǎo)氣管、閥門的連接以及導(dǎo)氣管采樣口與采樣泵的連接均應(yīng)采用無油快速密閉接頭，不應(yīng)采用含膠的粘合劑連接。
3.2、鉆探建井
土壤氣監(jiān)測井鉆探建井應(yīng)至少滿足以下技術(shù)要求：
a) 按6.2節(jié)的技術(shù)要求，選擇適合的鉆探設(shè)備及方法；
b) 鉆探過程中不應(yīng)加入水或泥漿，如需采集土樣，所選鉆探技術(shù)還需滿足揮發(fā)性有機(jī)物土壤采樣對(duì)鉆探技術(shù)的要求；
c) 埋設(shè)土壤氣探頭及各種填料的過程中，應(yīng)及時(shí)測量深度，確保探頭和相關(guān)填料埋設(shè)深度及厚度符合設(shè)計(jì)要求；
d) 所有監(jiān)測井的建井結(jié)構(gòu)均應(yīng)整理成冊(cè)并作為調(diào)查報(bào)告的技術(shù)附件。
3.3、成井
土壤氣監(jiān)測井成井過程需至少滿足以下技術(shù)要求：
a) 采用空氣旋轉(zhuǎn)沖擊鉆探或超聲旋轉(zhuǎn)沖擊鉆探等對(duì)土壤擾動(dòng)相對(duì)較大的方式鉆孔，監(jiān)測井成井后應(yīng)進(jìn)行成井洗井，排除鉆探過程中引入的空氣，使各探頭周圍土壤氣恢復(fù)自然平衡狀態(tài)；
b) 采用其它鉆探方式建設(shè)的土壤氣監(jiān)測井，成井后可不抽氣洗井，但成井至正式采樣前，需有足夠的平衡時(shí)間，使探頭周圍的土壤氣恢復(fù)自然平衡狀態(tài)。其中，采用直插式鉆探方式建設(shè)的監(jiān)測井，穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)不少于2h，手動(dòng)及鋼索沖擊鉆探方式建設(shè)的監(jiān)測井平衡時(shí)間應(yīng)不低于48h；
c) 成井洗井過程中，應(yīng)在抽氣泵的排氣口連接便攜式氣體檢測儀（如便攜式揮發(fā)性氣體檢測儀、O2/CO2/CH4便攜式分析儀等），待連續(xù)三天的讀數(shù)穩(wěn)定后成井洗井結(jié)束。
室內(nèi)土壤氣監(jiān)測井需至少滿足以下技術(shù)要求：
a) 室內(nèi)地板下土壤氣監(jiān)測井建設(shè)建議采用成套設(shè)備及配套材料，根據(jù)所選廠家設(shè)備的建井技術(shù)要求進(jìn)行土壤氣監(jiān)測井的建設(shè)；
b) 室內(nèi)是自然土壤地面，土壤氣監(jiān)測井的建井技術(shù)要求可參見室外土壤氣的建井技術(shù)要求，但土壤氣探頭的埋深一般在1 m~1.5 m；
c) 室內(nèi)土壤氣監(jiān)測井建井完成后，應(yīng)讓其平衡穩(wěn)定，平衡時(shí)間應(yīng)不低于48 h。
土壤氣監(jiān)測井建設(shè)完宜進(jìn)行氣密性測試。
土壤氣監(jiān)測井氣密性測試可按如下步驟開展：
a) 按圖2連接好測試系統(tǒng)后，開啟示蹤氣源調(diào)節(jié)閥，使示蹤氣體進(jìn)入密閉罩。開啟氣壓調(diào)節(jié)閥確保密閉罩與大氣聯(lián)通，每隔一段時(shí)間在氣壓調(diào)節(jié)閥處采集密閉罩內(nèi)氣樣，分析惰性示蹤氣的濃度。選用氦氣作為示蹤氣，密閉罩內(nèi)氦氣體積百分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于50%。采用其它示蹤氣，其濃度應(yīng)高于對(duì)應(yīng)氣體現(xiàn)場便攜式檢測儀檢出限至少2個(gè)數(shù)量級(jí)；
b) 待密閉罩內(nèi)示蹤氣體濃度達(dá)到要求值后，開啟真空泵進(jìn)行采樣并分析采集土壤氣樣品中示蹤氣體濃度，如低于10%，認(rèn)為該土壤氣監(jiān)測井氣密性符合技術(shù)要求，否則該井廢棄，并在該井直徑1.5m范圍外新建符合氣密性技術(shù)要求的土壤氣監(jiān)測井；
c) 所有淺層土壤氣監(jiān)測井（即土壤氣探頭埋深不大于1.5m）均應(yīng)進(jìn)行氣密性測試，深層監(jiān)測井可選擇部分進(jìn)行測試，測試比例不應(yīng)低于10%。土壤氣監(jiān)測井的氣密性符合技術(shù)要求，其后每次采樣前不需重新進(jìn)行氣密性測試。氣密性測試過程中相關(guān)參數(shù)應(yīng)記錄成冊(cè)并作為調(diào)查報(bào)告的技術(shù)附件。
a）采樣系統(tǒng)氣密性測試
土壤氣采樣前應(yīng)對(duì)采樣系統(tǒng)氣密性測試，如圖1所示連接好采樣系統(tǒng)，其中負(fù)壓表和流量計(jì)通過T型接頭與采樣管路相連，所有連接件均采用無油連接件，不應(yīng)用膠或其他粘合劑連接。
在每次采樣前，均應(yīng)進(jìn)行采樣系統(tǒng)氣密性測試，氣密性測試過程中相關(guān)參數(shù)應(yīng)記錄成冊(cè)并作為調(diào)查報(bào)告的技術(shù)附件。
b）采樣前洗井
正式采樣前，需對(duì)土壤氣監(jiān)測井進(jìn)行洗井。
1.成井洗井過程中，應(yīng)在抽氣泵的排氣口連接便攜式氣體檢測儀（如便攜式揮發(fā)性氣體檢測儀、O2/CO2/CH4便攜式分析儀等），并每隔2min記錄讀數(shù)。
2.洗井體積一般為3-5倍探頭和導(dǎo)管的體積。
3.洗井體積未達(dá)到3-5倍探頭和導(dǎo)管的體積而便攜式氣體分析儀讀數(shù)穩(wěn)定，可結(jié)束洗井并記錄該采樣點(diǎn)的洗井體積。
4.洗井體積達(dá)到3-5倍探頭和導(dǎo)管的體積而便攜式氣體分析儀讀數(shù)依然變化較大，也可結(jié)束洗井并記錄洗井體積。
5.采樣點(diǎn)周圍土層巖性以粉砂、砂、卵石等高滲透性土壤為主，洗井流速可適當(dāng)增大至500ml/min或1L/min，但應(yīng)控制系統(tǒng)負(fù)壓不高于2.5KPa。
6.采樣點(diǎn)周圍土層巖性以粉土、粉質(zhì)粘土、粘土等低滲透性土壤為主，洗井流速應(yīng)降低至100 ml/min。系統(tǒng)負(fù)壓超過2.5KPa，記錄洗井體積并立即停止洗井并關(guān)閉系統(tǒng)閥門，待系統(tǒng)壓力恢復(fù)后再繼續(xù)洗井，如此循環(huán)直至洗井結(jié)束。如采用這種方式依然無法完成洗井，則應(yīng)廢棄該采樣井并在其周圍1.5 m范圍外重新建井，并適當(dāng)增加鉆孔直徑以及土壤氣探頭周圍石英砂濾料的高度。
c）現(xiàn)場采樣
洗井結(jié)束后應(yīng)立即開始采樣，采樣流速應(yīng)不高于200ml/min，系統(tǒng)采樣負(fù)壓應(yīng)不大于2.5KPa，樣品采集量應(yīng)根據(jù)要求的檢出限及分析方法確定，但不應(yīng)大于1L。采用Tedlar氣袋對(duì)樣品進(jìn)行保存，需借助負(fù)壓采樣箱。Tedlar氣袋應(yīng)連接在負(fù)壓采樣箱內(nèi)，通過采樣泵將采樣箱抽成真空進(jìn)行采樣，避免直接將Tedlar氣袋連接至負(fù)壓采樣泵的排氣口進(jìn)行采樣。
采用蘇瑪罐對(duì)樣品進(jìn)行保存，應(yīng)在采樣前對(duì)蘇瑪罐的真空度和采樣流速進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保利用蘇瑪罐負(fù)壓進(jìn)行采樣時(shí)流速不高于200ml/min，系統(tǒng)負(fù)壓不大于2.5KPa。采用吸附管對(duì)樣品進(jìn)行保存，也應(yīng)借助負(fù)壓真空泵進(jìn)行采樣，吸附管應(yīng)連接在采樣泵的上游。為防止采樣過程中吸附管內(nèi)填料穿透，應(yīng)連續(xù)串聯(lián)兩根吸附管。采樣流速應(yīng)滿足所選吸附管對(duì)采樣流速的技術(shù)要求，同時(shí)也不應(yīng)高于200ml/min，采樣系統(tǒng)負(fù)壓不應(yīng)大于2.5KPa，采樣管內(nèi)裝填的吸附材料對(duì)目標(biāo)揮發(fā)性有機(jī)物應(yīng)有較好的吸附效果。
除采用注射器進(jìn)行采樣外，其余采樣方式均應(yīng)在采樣系統(tǒng)中連接負(fù)壓表及流量計(jì)，以監(jiān)測采樣過程中的采樣流量及系統(tǒng)負(fù)壓。
采樣點(diǎn)附近土壤滲透性較好時(shí)，可適當(dāng)增加采樣速率，但不宜超過1 L/min，系統(tǒng)負(fù)壓不應(yīng)高于2.5KPa。
采樣點(diǎn)附近土壤滲透性較差時(shí)，可降低采樣速率至100ml/min，系統(tǒng)負(fù)壓不能高于2.5KPa。如高于該值，應(yīng)立即停止采樣并關(guān)閉采樣閥，待系統(tǒng)壓力恢復(fù)后繼續(xù)采樣，如此重復(fù)直至采集的樣品體積滿足分析要求。
室外土壤氣采樣前24h內(nèi)降雨強(qiáng)度不大于12mm，采樣過程中，如發(fā)現(xiàn)采樣管路中有明顯的水蒸汽冷凝，應(yīng)停止采樣。
采樣系統(tǒng)所有的連接管應(yīng)由惰性材質(zhì)構(gòu)成，閥門、接頭、三通等連接件應(yīng)由金屬或硬聚氯乙烯材質(zhì)構(gòu)成且應(yīng)具備良好的氣密性，不應(yīng)用膠等粘合劑密封連接。
采樣過程中，應(yīng)記錄每個(gè)采樣點(diǎn)的空氣溫度、濕度、大氣壓、風(fēng)速等氣象參數(shù)以及采樣體積和采樣深度，同時(shí)記錄每個(gè)采樣點(diǎn)氣體便攜設(shè)備的讀數(shù)。
d）土壤氣樣品采集的質(zhì)控要求。
土壤氣現(xiàn)場采樣的質(zhì)量控制除應(yīng)嚴(yán)格遵照本導(dǎo)則對(duì)氣密性檢測、洗井及采樣的技術(shù)要求外，還應(yīng)在同一個(gè)土壤氣監(jiān)測點(diǎn)采集平行樣，數(shù)量不應(yīng)低于樣品總量的10%。每次采樣過程中還應(yīng)分別設(shè)置不少于1個(gè)現(xiàn)場空白樣、設(shè)備空白以及運(yùn)輸空白樣。每次采集土壤氣還應(yīng)同時(shí)采集不少于1個(gè)大氣樣。如采樣區(qū)域相隔較遠(yuǎn)，應(yīng)在每個(gè)相對(duì)集中的區(qū)域分別采集大氣不少于1個(gè)大氣樣品。現(xiàn)場利用柴油發(fā)電機(jī)給相關(guān)采樣設(shè)備供電，現(xiàn)場大氣樣品的采集應(yīng)遠(yuǎn)離柴油發(fā)電機(jī)并處于其上風(fēng)向位置。
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