專利名稱：污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污染場地健康風(fēng)險(xiǎn)評估領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量的測定裝置，以及該裝置的測量方法。
背景技術(shù)：
目前對于污染場地中揮發(fā)性有機(jī)污染的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)主要基于土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的濃度，通過RBCA_toolkit軟件進(jìn)行模擬預(yù)測，計(jì)算出不同暴露情形下人群的暴露濃度及健康風(fēng)險(xiǎn)。但國內(nèi)外大量工程實(shí)踐的評價(jià)結(jié)果顯示采用這種方式的風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果過于保守，最終制定的修復(fù)目標(biāo)過于嚴(yán)格，導(dǎo)致修復(fù)成本過高。為克服采用RBCA_toolkit帶來的這一問題，可通過現(xiàn)場直接監(jiān)測的方法，同時(shí)結(jié)合大氣污染物擴(kuò)散模型計(jì)算不同情形下的暴露濃度，再進(jìn)行后續(xù)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算。現(xiàn)有用于采集揮發(fā)物的裝置結(jié)構(gòu)較為簡單，采樣箱內(nèi)收集的樣氣直接通過管路送至檢測系統(tǒng)，采樣點(diǎn)和采樣管路單一，氣樣無法充分混合，造成檢測結(jié)果不準(zhǔn)確，需進(jìn)行多次測量?，F(xiàn)有揮發(fā)物采集裝置通常用于檢測大氣或水中的揮發(fā)物，不適用于土壤揮發(fā)性有機(jī)物的采集。采樣箱底部難于與土地有效固定，箱體拆卸、清洗麻煩。為滿足對污染場地健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行更客觀、更科學(xué)的評價(jià)需要，需要開發(fā)一種能夠快速、準(zhǔn)確監(jiān)測特定場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定裝置及方法，要解決現(xiàn)有計(jì)算污染場地土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的方法風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果過于保守，修復(fù)目標(biāo)過于嚴(yán)格，修復(fù)成本偏高的技術(shù)問題；并解決現(xiàn)有揮發(fā)物采集箱不適用于土壤揮發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定，樣氣無法充分混合、檢測效率低、測定結(jié)果不準(zhǔn)確，以及裝置安裝拆卸不便的技術(shù)問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這種污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定裝置，包括通量測試腔體，所述通量測試腔體為頂部封閉、底部敞口的筒形結(jié)構(gòu)， 通量測試腔體外部連接有氣體混合器、電源盒、壓力表和溫度表，氣體混合器有多個(gè)進(jìn)氣口，各進(jìn)氣口分別經(jīng)采樣管與分散在通量測試腔體各處的采樣孔連接，氣體混合器的出氣口經(jīng)管道依次與調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、樣品采集管和采樣泵連接，壓力表和溫度表的測量端均伸入通量測試腔體內(nèi)部。所述通量測試腔體內(nèi)頂部中心安裝有用于使通量測試腔體內(nèi)氣體混合均勻的風(fēng)扇，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)由電源線與通量測試腔體外部的電源盒連接。所述通量測試腔體的底部連接有用于與監(jiān)測點(diǎn)土壤固定的底座，通量測試腔體與底座之間密封連接。所述底座整體為環(huán)狀，底座下部帶有一圈用于插入土壤內(nèi)部的尖邊。所述通量測試腔體與底座之間的連接處有上下對應(yīng)的裙邊，并由固定螺栓穿過上下兩裙邊將通量測試腔體與底座固定，在上下兩裙邊之間夾有硅膠密封圈，并在兩裙邊外側(cè)接縫處涂有一層硅膠。所述電源盒內(nèi)裝有電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器、控制開關(guān)和便攜式電源。所述調(diào)節(jié)閥的出口安裝有用于與流量計(jì)連接的快速接頭II，進(jìn)氣口和采樣孔上均連接有快速接頭I。所述采樣管為高壓耐腐蝕的PU軟管。所述通量測試腔體的外部連接有兩個(gè)對稱提手。這種污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定方法，測定步驟如下 步驟一，現(xiàn)場采樣
a、選定通量測試區(qū)域并布置測試點(diǎn)。b、將通量測定裝置固定在測試點(diǎn)土壤表面。C、連接管路，在氣體混合器的出氣口用管道依次連接調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、樣品采集管和采樣泵。d、關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，記錄此時(shí)壓力表及溫度表的讀數(shù)。e、開啟風(fēng)扇的控制開關(guān)使其在低轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，確保通量測試腔體內(nèi)氣體混合均勻，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，每5分鐘記錄一次壓力表及溫度表的讀數(shù)。f、按照設(shè)計(jì)的采樣方案，在設(shè)計(jì)的采樣時(shí)間開啟調(diào)節(jié)閥進(jìn)行采樣，采集完畢后迅速關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，更換采樣管待下次采樣，重復(fù)上述步驟，直至完成所有樣品的采集。步驟二，數(shù)據(jù)處理與計(jì)算
A、樣品實(shí)驗(yàn)室檢測及數(shù)據(jù)分析，根據(jù)采集樣品的濃度及其對應(yīng)的采樣時(shí)間，繪制擬合曲線。B、通量及風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，求出曲線斜率K值，再將K值代入公式一計(jì)算對應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)揮發(fā)性有機(jī)物的揮發(fā)通量，最后將揮發(fā)通量代入公式二和三，計(jì)算不同情形下的風(fēng)險(xiǎn)。
權(quán)利要求
1.一種污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定裝置，包括通量測試腔體(1)，其特征在于所述通量測試腔體(1)為頂部封閉、底部敞口的筒形結(jié)構(gòu)，通量測試腔體(1)外部連接有氣體混合器(7)、電源盒(12)、壓力表(9)和溫度表(8)，氣體混合器(7)有多個(gè)進(jìn)氣口 (20)，各進(jìn)氣口分別經(jīng)采樣管(11)與分散在通量測試腔體(1)各處的采樣孔(21)連接，氣體混合器(7)的出氣口(22)經(jīng)管道依次與調(diào)節(jié)閥(2)、流量計(jì)(3)、樣品采集管(4)和采樣泵(5 )連接，壓力表(9 )和溫度表(8 )的測量端均伸入通量測試腔體(1)內(nèi)部；所述通量測試腔體(1)內(nèi)頂部中心安裝有用于使通量測試腔體(1)內(nèi)氣體混合均勻的風(fēng)扇(16)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)軸由電機(jī)(15)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)(15)由電源線與通量測試腔體(1)外部的電源盒(12)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定裝置，其特征在于所述通量測試腔體(1)的底部連接有用于與監(jiān)測點(diǎn)土壤固定的底座(17)，通量測試腔體(1) 與底座(17)之間密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定裝置，其特征在于所述底座(17)整體為環(huán)狀，底座(17)下部帶有一圈用于插入土壤內(nèi)部的尖邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定裝置，其特征在于所述通量測試腔體(1)與底座(17)之間的連接處有上下對應(yīng)的裙邊(19)，并由固定螺栓(14) 穿過上下兩裙邊將通量測試腔體(1)與底座(17)固定，在上下兩裙邊之間夾有硅膠密封圈 (18),并在兩裙邊外側(cè)接縫處涂有一層硅膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定裝置，其特征在于所述所述電源盒(12)內(nèi)裝有電機(jī)(15)的驅(qū)動(dòng)器、控制開關(guān)和便攜式電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定裝置，其特征在于所述調(diào)節(jié)閥(2)的出口安裝有用于與流量計(jì)(3)連接的快速接頭II (6)；進(jìn)氣口(20)和采樣孔(21)上均連接有快速接頭I (10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定裝置，其特征在于所述采樣管(11)為高壓耐腐蝕的PU軟管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定裝置，其特征在于所述通量測試腔體(1)的外部連接有兩個(gè)對稱提手。
9.一種采用權(quán)利要求1 8任意一項(xiàng)所述裝置的污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定方法，其特征在于測定步驟如下步驟一，現(xiàn)場采樣a、選定通量測試區(qū)域并布置測試點(diǎn)；b、將通量測定裝置固定在測試點(diǎn)土壤表面；c、連接管路，在氣體混合器(7)的出氣口(22)用管道依次連接調(diào)節(jié)閥(2)、流量計(jì)(3)、 樣品采集管(4)和采樣泵(5);d、關(guān)閉調(diào)節(jié)閥(2)，記錄此時(shí)壓力表及溫度表的讀數(shù)；e、開啟風(fēng)扇(16)的控制開關(guān)使其在低轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，確保通量測試腔體(1)內(nèi)氣體混合均勻，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，每5分鐘記錄一次壓力表(9)及溫度表(8)的讀數(shù)；f、按照設(shè)計(jì)的采樣方案，在設(shè)計(jì)的采樣時(shí)間開啟調(diào)節(jié)閥(2)進(jìn)行采樣，采集完畢后迅速關(guān)閉調(diào)節(jié)閥(2)，更換采樣管(11)待下次采樣，重復(fù)上述步驟，直至完成所有樣品的采集； 步驟二，數(shù)據(jù)處理與計(jì)算A、樣品實(shí)驗(yàn)室檢測及數(shù)據(jù)分析，根據(jù)采集樣品的濃度及其對應(yīng)的采樣時(shí)間，繪制擬合曲線；B、通量及風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，求出曲線斜率K值，再將K值代入公式一計(jì)算對應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)揮發(fā)性有機(jī)物的揮發(fā)通量，最后將揮發(fā)通量代入公式二和三，計(jì)算不同情形下的風(fēng)險(xiǎn)；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定方法，其特征在于所述步驟一中，通量測定裝置的固定方法是先采用垂直壓入或敲擊的方式將底座(17)壓入監(jiān)測點(diǎn)土壤中，之后在底座(17)的裙邊上表面墊硅膠密封圈(18)并將通量測試腔體(1)垂直置于硅膠密封圈(18)上，通過固定螺栓(14)將通量測試腔體(1)與底座(17)的裙邊連接固定，最后沿兩裙邊接縫處外側(cè)涂抹一層硅膠，確保底座(17)與通量測試腔體(1)連接處不透氣。
全文摘要
一種污染場地?fù)]發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)通量測定裝置及方法，包括通量測試腔體，所述通量測試腔體為頂部封閉、底部敞口的筒形結(jié)構(gòu)，通量測試腔體外部連接有氣體混合器、電源盒、壓力表和溫度表，氣體混合器有多個(gè)進(jìn)氣口，各進(jìn)氣口分別經(jīng)采樣管與分散在通量測試腔體各處的采樣孔連接，氣體混合器的出氣口經(jīng)管道依次與調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、樣品采集管和采樣泵連接，壓力表和溫度表的測量端均伸入通量測試腔體內(nèi)部。本發(fā)明可現(xiàn)場直接監(jiān)測場地中揮發(fā)性有機(jī)物的揮發(fā)通量，具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、檢測結(jié)果準(zhǔn)確、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N1/38GK102243225SQ20111009938
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者夏天翔, 姚玨君, 姜林, 尤金尼奧·拿玻里, 張丹, 張麗娜, 朱笑盈, 梁競, 樊艷玲, 菲洛·吉奧瓦尼, 鐘茂生, 馬克·克雷莫尼尼 申請人:北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院