一种地下挥发性有机物原位测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种地下挥发性有机物原位测试系统，系统由探头、流量计、吸风机、挥发性有机物测试仪、温控仪及连接管道组成。本测试系统适用于测试饱和－非饱和土壤内的挥发性有机污染物。探头中设有加热装置，受热土壤中的挥发性有机物在吸风机作用下依次流经流量计、挥发性有机物测试仪，可实现对不同深度土壤在不同温度下挥发性有机污染物种类、流量、浓度的测试。测试系统具有结构简单、操作方便、测试项目多、测试周期短等特点。为揭示挥发性有机污染物地下迁移转化规律提供数据，同时为土壤环境监测、污染控制及治理提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种地下挥发性有机物原位测试系统，属于资源与环境

技术介绍
我国的土地污染尤其是耕地污染越来越严重。大量的工业和生活废水、废渣不经 处理直接排放到河流及地表，给土壤带来了极大的污染，目前全国受污染的耕地约有1.5 亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩，合计约占中国耕 地总面积的1/10以上，并且每年以较快的速度在增长。据《第一次全国污染源普查公报》，全国各类源废水排放总量2092. 81亿吨，废气 排放总量637203. 69亿立方米。未来几年间，国家将重点加强以上污染物的减排及治理工 作，保护生态环境，特别是土壤环境安全。随着我国经济和社会的蓬勃发展，在持续的城市化进程中，各大城市进行战略布 局的重新规划，大量工厂进行搬迁，企业遗留下许多被污染的场地，据统计我国“毒地”的面 积相当于12个北京。当对这些土地进行重新开发时，如果不对其做环评和勘测，以及采取 相应的修复手段，会留下严重的环境风险，2007年初武汉“毒地”事件就造成了严重的人员 伤亡和巨大的财产损失。挥发性有机污染物作为土壤污染的重要来源，具有吸附性、不均勻性、隐蔽性和滞 后性，只有通过对土壤样品进行测试才能发现其危害，吸附于土壤表面的有机物很难检测 到，必须通过加热等手段才能精确测试其浓度和种类，因此土壤有机物污染一般不被重视， 同时，从遭受污染到产生“恶果”往往需要一个相当长的过程，其对人体的健康危害极大。加 强土壤环境监测，提高测试的精度，根据测试结果制定相应的有效措施进行土壤修复，这对 于保护人民生命安全和缓解土地资源紧缺的现状迫在眉睫！因此，提供一种使用方便、功 能强大的挥发性有机污染物测试系统，不仅有利于保护生态环境和人民生命安全，而且能 为污染物土壤传输规律的研究和修复提供数据和技术支持。目前，国内外所研发的相关测 试系统及设备或多或少存在以下几个方面的问题(1)地下土壤系统本身是一个平衡的整体，异位测试必将改变其相关参数，数据缺 乏真实性。(2)地下污染物传输是一个动态变化过程，随深度变化较大，测试深度太小影响分 析的全面性。(3)吸附的挥发性有机物有遇热挥发的性质，且随温度的变化挥发量不同，常温测 试其精度难保证。(4)大多数装置未能实现数据同步自动采集，温度控制和流量测试功能，这必将影 响测试周期和结果分析。随着国家对环境信息的需求与日俱增，需要大量的相关环境监测设备，重点需要 具有自主知识产权的实施性能好、自动化程度高和系统功能完善的污染物测试装置及系 统。对于土壤有机物污染，则需要一套原位，在不同深度和温变下能准确测试污染物种类、3浓度和流量等的集加热、温控和数据同步采集于一体的测试设备或系统。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种结构合理、测试深度大、加热和 温控相结合、测试项目多、操作方便的挥发性有机物原位测试系统，其技术解决方案为一种地下挥发性有机物原位测试系统，测试系统由探头、吸风机、流量计、挥发性 有机物测试仪、温控仪及连接管道组成，探头由加热装置、温度传感器、防水透气膜、导热体 构成，在探头中部设有内凹的储气仓，防水透气膜位于储气仓的开口处，在探头中轴线上开 有由顶部向下延伸的导气孔，导气孔下端对称开有与其贯通的进气孔，进气孔位于储气仓 内，加热装置位于储气仓下方，并镶嵌在探头内，加热装置与探头的三个接触面上设有绝缘 隔热材料，加热装置的开放面上设有导热体，导热体位于上下绝缘隔热材料之间，在储气仓 和加热装置之间设有温度传感器，导气孔上端与导气管一端密封连接，导气管的另一端与 吸风机的进气口密封连接，吸风机的出气口通过第一输气管与流量计的进气口密封连接， 流量计的出气口通过第二输气管与挥发性有机物测试仪进气口密封连接，加热装置通过电 线与温控仪连接，温度传感器通过缆线与温控仪连接。所述的加热装置采用电阻丝。所述的导气管为硬质管。所述的导热体的导热率大于400W/m*k。由于采用了以上技术方案，本专利技术的测试系统集加热、温控、数据同步采集于一 体，探头中设有加热装置，受热土壤中的挥发性有机物在吸风机作用下依次流经流量计、挥 发性有机物测试仪，可实现对不同深度土壤在不同温度下挥发性有机污染物种类、流量及 浓度的测试。该测试系统具有结构合理、操作方便、测试项目多、测试周期短等特点。通过 该测试系统开展土壤环境检测，为理论分析和数值模拟研究提供大量数据，同时可为土壤 环境质量评价和污染治理提供技术支持。附图说明图1是本专利技术测试系统的使用状态示意图。图2是探头的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述一种地下挥发性有机物原位测试系统，测试系统由探头2、吸风机6、流量计5、挥 发性有机物测试仪4、温控仪3及连接管道组成，探头2由加热装置11、温度传感器10、防 水透气膜13、导热体14构成，在探头2中部开有凹槽，凹槽开口处覆有防水透气膜13，防水 透气膜13位于储气仓17的开口处，防水透气膜13和凹槽形成储气仓17，防水透气膜13防 止固体颗粒和地下水进入储气仓17，在探头2中轴线上开有由顶部向下延伸的导气孔16， 导气孔16下端对称开有与其贯通的进气孔15，进气孔15位于储气仓17内，加热装置11位 于储气仓17下方，加热装置11采用电阻丝，加热装置11镶嵌在探头2内，加热装置11的 开放面上设有导热体14，导热体14的导热率大于400W/m*k，导热体14可选用铜质材料或4银质材料，加热装置11与探头2的另外三个接触面上设有绝缘隔热材料12，与探头2绝缘 隔热，以免造成探头2受热，影响其使用寿命和加热范围，在储气仓17和加热装置11之间 设有温度传感器10，温度传感器10位于探头2的外表面处，温度传感器10用于测土壤加 热温度，导气孔16上端与导气管8 一端密封连接，导气管8为硬质管，用于输送探头2和防 止变形而阻塞气体流通，导气管8的另一端与吸风机6的进气口密封连接，吸风机6抽取挥 发了的有机物，吸风机6的出气口通过第一输气管7与流量计5的进气口密封连接，流量计 5测试该深度土壤挥发性有机物的含量，可以得到土壤污染的程度，流量计5的出气口通过 第二输气管9与挥发性有机物测试仪4进气口密封连接，该测试仪能测量挥发性有机物的 种类、浓度并自动采集数据和绘图，加热装置11通过电线与温控仪3连接，温度传感器10 通过缆线与温控仪3连接。 钻机1钻入土壤设定深度，将导气管8与探头2顶部连接，然后将探头2送至测试 位置，并将导气管8固定于钻机1上，保证测试系统的稳定，再将吸风机6、流量计5、挥发性 有机物测试仪4和温控仪3连接安装，通过温控仪3设定土壤加热温度，加热装置11对土 壤进行加热，土壤温度通过温度传感器10反馈给温控仪3，温控仪3根据反馈温度控制加热 装置11的加热，土壤中受热挥发的有机物在吸风机6的作用下经防水透气膜13进入储气 仓17，然后气体从进气口 15流经导气孔16、导气管8进入吸风机6，继而通过导气管流入流 量计5，测试总的挥发性有机物含量，最后气体流入挥发性有机物测试仪4，挥发性有机物 测试仪4在线同步自动测试和采集气体的种类、浓度数据，并绘图分析。权利要求一种地下挥发性有机物原位测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下挥发性有机物原位测试系统，测试系统包括：探头（２）、吸风机（６）、流量计（５）、挥发性有机物测试仪（４）、温控仪（３）及连接管道，其特征在于：探头（２）由加热装置（１１）、温度传感器（１０）、防水透气膜（１３）、导热体（１４）构成，在探头（２）中部设有内凹的储气仓（１７），防水透气膜（１３）位于储气仓（１７）的开口处，在探头（２）中轴线上开有由顶部向下延伸的导气孔（１６），导气孔（１６）下端对称开有与其贯通的进气孔（１５），进气孔（１５）位于储气仓（１７）内，加热装置（１１）位于储气仓（１７）下方，并镶嵌在探头（２）内，加热装置（１１）与探头（２）的三个接触面上设有绝缘隔热材料（１２），加热装置（１１）的开放面上设有导热体（１４），导热体（１４）位于上下绝缘隔热材料（１２）之间，在储气仓（１７）和加热装置（１１）之间设有温度传感器（１０），导气孔（１６）上端与导气管（８）一端密封连接，导气管（８）的另一端与吸风机（６）的进气口密封连接，吸风机（６）的出气口通过第一输气管（７）与流量计（５）的进气口密封连接，流量计（５）的出气口通过第二输气管（９）与挥发性有机物测试仪（４）进气口密封连接，加热装置（１１）通过电线与温控仪（３）连接，温度传感器（１０）通过缆线与温控仪（３）连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛强，李江山，李先旺，胡竹云，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]