一种集土壤采集、检测、治理的车载式一体化平台的制作方法

本发明涉及土壤检测器械领域，特别是一种集土壤采集、检测、治理的车载式一体化平台。

背景技术

土壤是难再生资源，当土壤中有害物质含量超过土壤本身的自净能力时便会使得土壤性状和质量恶化，导致土壤污染。同时土壤作为陆地系统的中心，不仅在自身系统内进行能量和物质循环，同时也与水、大气和生物体间不断进行着物质交换，一旦发生污染，整个生态系统都会遭到破坏，最终损害人的健康。由于土壤自净能力缓慢且十分有限，土壤污染又存在着隐蔽性、累积性和不可逆性等特点，因此对于土壤污染的及时发现、监测和治理十分必要。

目前我国的土壤污染问题十分严重，据统计受污染耕地已达到4000万公顷，土壤污染类型多样，呈现出新老污染物并存、有机无机复合污染的局面。因此对受污染土壤中污染物质的准确检测和治理提出了很高的要求。准确检测要求既能够科学选取污染场地内的土壤、地下水并进行系统的取样，在保证取样的可靠性下能够对污染物质的种类和含量进行定量的和及时的准确分析。根据准确的检测结果和相应的地质环境，并及时共享相关数据，才能联合各领域专家进行因地制宜的治理，使得土壤污染得到及时有效的控制和治理。

目前国内一般采用钻探或者安装采样井采集土壤样品、土壤气并送实验室进行土壤检测的传统方法。这种方法不仅设备复杂、操作难度大、工作周期长，而且采集的土壤样品和土壤气不能得到及时的检测，往往需要数日甚至数周才能得到在实验室中得到结果，同时土壤样品和土壤气经过长时间放置后容易流失或变质，大大影响测量的可靠性和准确性。这种滞后性往往使得土壤治理错失了最佳时间，尤其是当发生紧急泄露事故时，迅速可靠的采样、分析和针对性地治理才能阻止污染的扩散。根据调研，目前膜界面探测器(membraneinterfaceprobe，mip)能够实时对土壤中的挥发性有机物进行半定量的测定，可以迅速确定污染的范围。但mip检测限高、分辨率低、抗干扰能力差，而且不能检测土壤中无机污染物的含量，无法对土壤污染提供完整精确的资料。同时由于土壤污染的复杂性，针对性的治理往往要结合现场的地质环境和精确污染情况资料，需要各方面相关专家及时地共享相关信息和资料，而这样及时共享土壤信息的平台目前国内还并未完善。

技术实现要素：

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种集土壤采集、检测、治理的车载式一体化平台。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集土壤采集、检测、治理的车载式一体化平台，包括车，所述车内设有动力装置和便携式钻机，车通过动力装置给便携式钻机提供动力，所述车上还配有供便携式钻机使用的用于土壤取样的土壤取样钻头、用于土壤气取样的土壤气取样钻头和用于土壤修复与治理的双液注射钻头。

所述动力装置包括位于车内的变速箱以及连接到变速箱上的取力器，取力器连接钻机主泵，钻机主泵连接液压油箱，液压油箱连接到连接架，连接架连接快插接头，快插接头连接液压连接管，液压连接管连接便携式钻机。

本发明，所述车内设有对土壤样品进行前处理的xrf土壤样品前处理装置。

本发明，所述车内设有对前处理后的样品进行测试的xrf测试仪。

本发明，所述车内设有对土壤气进行前处理的gc-ms进样前处理装置。

本发明，所述车内设有对前处理后的土壤气进行测试的gc-ms测试仪以及作为gc-ms测试仪的载流器氮气钢瓶。

本发明，所述xrf测试仪和gc-ms测试仪均连接到计算机。

本发明的一种采集土壤样品和土壤气的车载式钻机，以箱式车为载体，能够在各种工作场地间快速切换，钻机以车的速度运输，提高了采样的效率和速度。

本发明的一种采集土壤样品和土壤气的车载式钻机，其中钻机通过快插方式从箱式车取得全液压式动力来源，钻探深度最高能够达到15m，无需配套安装柴油机。钻机操作简单，机动性强，在采样时对车厢内检测仪器无干扰。

本发明的一种采集土壤样品和土壤气的车载式钻机，可以通过更换钻头实现对土壤表层样品，深层样品。

本发明的一种采集土壤样品和土壤气的车载式钻机，可以通过更换钻头对土壤气进行原位采集。

本发明的一种采集土壤样品和土壤气的车载式钻机，可以通过更换双液注射钻头对被污染土壤进行及时的原位修复。

本发明的一种车载式检测土壤样品和土壤气的检测方法，通过更换双液注射钻头，将钻头打入地层需修复处，通过钻头的注射化学药剂进行紧急修复，包括对固体土壤样品采用便携式x射线荧光光谱(xrayfluorescence，xrf)分析法，该方法操作简单，时间短，损失小，准确度高。

本发明的一种车载式检测土壤样品和土壤气的检测方法，包括对土壤气采用便携式气相-色谱质谱(gaschromatography-massspectrometer，gc-ms)法，将采集的土壤气通过顶空进样或者气体密封注射器进行测试，该方法对各易挥发有机组分分辨率高，检测限低，准确度高。

本发明的一种集土壤采集、检测、治理的车载式一体化平台，包括在pc端和移动端开发的土壤信息共享软件平台，能够及时上传被污染土壤的地质条件与检测结果到云数据库，经过大数据的对比分析与相关专家及时的处理意见，能对被污染土壤的治理提出针对性的解决方案。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本发明的一种采集土壤样品和土壤气的车载式钻机工作时示意图；

图2为本发明的一种检测土壤样品和土壤气时的车载式平台示意图；

示意图中的标号说明：

1、箱式车；2、取力器；3、钻机主泵；4、液压油箱；5、连接架；6、快插接头；7、液压连接管；8、便携式钻机；9、土壤取样钻头；10、土壤气取样钻头；11、双液注射钻头；12、xrf土壤样品前处理装置；13、xrf测试仪；14、氮气钢瓶；15、gc-ms进样前处理装置；16、gc-ms测试仪；17、计算机数据收集和共享端。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细说明。

如图1、图2，本实施例的一种集土壤采集、检测、治理的车载式一体化平台，包括厢式车1作为载具；取力器2、钻机主泵3和液压油箱4作为动力源；连接架5、快插接头6和液压连接管作为便携式钻机7的能量传输装置；取力器2连接钻机主泵3，钻机主泵3连接液压油箱4，液压油箱4连接到连接架5，连接架5连接快插接头6，快插接头6连接液压连接管7，液压连接管7连接便携式钻机8。土壤取样钻头9可连接在便携式钻机7进行土壤浅层、深层取样；土壤气取样钻头10可连接在便携式钻机7进行土壤气取样；双液注射钻头11可连接在便携式钻机7进行土壤修复与治理；将土壤取样钻头9取得的土壤样品在xrf土壤样品前处理装置12进行前处理；将经过xrf土壤样品前处理装置12得到土壤样品在xrf测试仪13进行测试；氮气钢瓶14作为gc-ms测试仪16的载流器，将土壤气取样钻头10取得的土壤气经过gc-ms进样前处理装置15前处理后进入gc-ms测试仪16测试；由xrf测试仪13和gc-ms测试仪16测的数据会上传到计算机数据收集和共享端17，存储到云数据库，共享给土壤研究领域专家，进过大数据对比和专家的处理意见，通过双液注射钻头11填充化学试剂，连接在便携式钻机7进行土壤修复和治理。

本发明中，土壤取样钻头采用外径2.25英寸的取土钻杆，由外金属钻杆和内pvc取样管组成；土壤气取样钻头为外径2.25英寸的金属钻杆和内油管取气管组成；双液注射钻头为2.5英寸的多通道的金属钻杆。

本发明中，xrf土壤样品前处理装置：将土壤装袋、除根、平整放置的平台；

xrf测试仪：可选用奥林巴斯公司产品；

gc-ms前处理装置为浓缩痕量目标物，提供测定精确度和灵敏度。主要包括溶剂萃取、固相萃取、微博萃取等操作装置和平台；

gc-ms测试仪选择便携式/车载式气相色谱-质谱联用仪(便携式gc-ms)，由气相色谱仪和质谱仪、载气和内部标准气体瓶、高真空泵、以及控制电子件、电池、键盘、显示器和探头组成。便携式gc-ms可以实现直接进样，完全适合在现场工作。

具体的，高速公路上发生了农药罐车事故，造成了有毒农药的大面积泄露。现场处理人员可以驾驶箱式车1迅速到达现场，根据风向和现场的地理位置，确定采样点。利用便携式钻机8的机动性迅速利用采集土壤取样钻头9采集土壤气样品，利用土壤气取样钻头10采集土壤气。取得的土壤样品直接在箱式车1上的xrf土壤样品前处理装置12处理后，在xrf测试仪上测试；取得的土壤气样品直接在箱式车1上的gc-ms进样前处理装置15处理后；在gc-ms测试仪16上测试；测试的结果会直接上传到计算机数据收集和共享端17。从而能够快速确定污染的范围和土壤污染的深度。检测结果和现场的地质情况会通过计算机数据收集和共享端17上传到云数据库并发送给相关领域专家，根据大数据的对比结果和相关领域专家的意见确定治理方案为注射纳米铁试剂作为紧急处理方式，将硫酸亚铁药剂(feso4)注入到双液注射钻头11的一腔内，将硼氢化钠(nabh4)注射到双液注射钻头的另一腔内，通过便携式钻机8将双液注射钻头打入待处理的污染土壤，进行原位注射治理与修复土壤。利用本发明的一种集土壤采集、检测、治理的车载式一体化平台可以迅速及时处理类似的泄露事故。

本发明提供了一种集土壤采集、检测、治理的车载式一体化平台，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。