一种地下有机污染物快速采样装置的制作方法

本发明涉及一种地下有机污染物快速采样装置，属于土壤调查取样技术领域。

背景技术：

土壤或地下水中挥发性有机污染物污染调查，常规的方法为现场采样，保存并转运于试验室检测，检测周期长，样品保存时效短；目前市场上膜界面采样装备，通过加热到120℃左右，使得挥发性有机污染物透过反应膜进行快速检测，而该方法无法实现采集地下水样品与定量检测，同时也无法实现土壤气定量检测污染浓度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够采集指定深度的地下土壤气的装置。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种地下有机污染物快速采样装置，包括钻头、钻筒以及内管；所述内管位于钻筒内，内管顶部有内螺丝与地上部转杆连接，钻筒底部设有旋转飞轮，内管底端位于旋转飞轮上；所述内管侧壁内侧设有样品室，样品室的开口朝向钻筒的内壁，钻筒的内壁上设有取样口；样品室设有与外部连通的进气管和出气管；当内管旋转使得样品室的开口与钻筒内壁上取样口重叠时，地下土壤气进入样品室，经出气管导出进行采样并检测。

本发明进一步解决的问题是进入样品室的是地下水时，需要对地下水进行加热，使得水中的有机污染物挥发出来。为此，在所述样品室内设有热电偶和水位探测器，底部设置加热组件，所述的水位探测器连接外部的信号接收装置，当监测到样品室充满水后，通过旋转地上部的内管，关闭样品室。所述加热元件的供电电压为220v，通过热电偶和温控仪实现加热元件的供电电压和电流的控制，可将样品室内的地下水快速加热和控制至200℃左右，从而使得水中的有机污染物快速挥发出来，经出气管导出进行采样并检测。

进一步地，所述内管顶端内壁设有内螺纹，其与地上部转杆连接，通过地上部转杆的旋转，实现内管的转动。所述内管中部设有旋转控制板，旋转控制板上留有进气管和出气管穿过的通孔，通过旋转控制板上的突出部分卡入内管侧壁，控制内管的旋转角度，使得样品室的开口与钻筒内壁上取样口重叠或者错开。

优选地，所述钻筒内壁的取样口处设有60目不锈钢钢丝网，避免地下的土壤颗粒或者石子进行样品室发生堵塞。

进一步地，所述钻筒外壁位于旋转控制板处，对应设有环状的凸起，内部为旋转控制板处提供旋转轨道，外部以扩大采样井直径，减少地上部钻管与内管的旋转阻力。

进一步地，所述钻筒外壁设有纵向的垂直凸起，从而在凸起部位嵌入土壤中，防止旋转采样过程中钻筒随着内管发生转动。

进一步地，所述进气管为样品检测结束后的样品排空管，通过真空泵排空样品室内剩下样品。所述排气管可做为样品检测结束后的样品清洗液的进样管，多次清洗样品室后，再进行下一个样品的采集。

有益效果：

1、本发明通过内管和钻筒的配合设计，在内管外壁上设有样品室，在钻筒的内壁设取样口，通过样品室开口与取样口配合实现土壤气的采样和测定，同时能够避免外部的杂物进入样品室发生堵塞，从而提高采样效率；

2、本发明通过在样品室内增设热电偶、水位探测器和加热组件，从而快速采集定量地下水，并将进入样品室中的地下水加热，使得水中的挥发性有机污染物挥发出来，从而进行采样和检测。

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，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是本发明地下有机污染物快速采样装置结构示意图；

图2是某加油站场地挥发性有机污染物检测结果三维模拟示意图。

其中，1、钻头，2、旋转飞轮，3、内管，4、加热组件，5、60目不锈钢丝网，6、钻筒，7、螺纹，8、钻筒环状凸起，9、进气管，10、出气管，11、样品室，12、热电偶，13、旋转控制板，14、垂直凸起，15、水位探测器。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，该采样装置包括钻头1、钻筒6以及内管3；所述内管3位于钻筒6内，钻筒6底部设有旋转飞轮2，内管3底端位于旋转飞轮2上，内管3中部设有旋转控制板13，旋转控制板13上的突出部分卡入钻筒6侧壁，内管3顶部内壁设有螺纹7；钻筒6外壁位于旋转控制板13处，对应设有环状的凸起8；钻筒6外壁还设有纵向的垂直凸起14，从而在凸起部位嵌入土壤中；所述内管3侧壁内侧设有样品室11，样品室11的开口朝向钻筒6的内壁，钻筒6的内壁上设有取样口，取样口处设有60目不锈钢钢丝网5；样品室11内设有热电偶12和水位探测器15，底部设有加热组件4；样品室11设有与外部连通的进气管9和出气管10，旋转控制板13上留有进气管9和出气管10穿过的通孔。

使用时，通过钻头1向地下打入一定的深度，然后将转杆与内管3顶端内壁螺纹连接，将内管连同旋转控制板13顺时针旋转45度，使得样品室11的开口与钻筒6内壁上取样口重叠时，地下有机污染物进入样品室11，若是土壤气则经出气管10导出进行采样，若是地下水，则通过样品室11内的热电偶12和加热组件4对地下水进行加热，使得有机污染物挥发出来，用定流速的载气将气化的挥发性有机污染物经出气管10导出进行采样，并最终应用gc-ms进行定量和定性检测。

实施例1

某加油站场地污染调查项目中，应用该采样装置对场地的3-9米6个不同深度的土壤和地下水进行采样与挥发性有机污染物的快速检测，根据检测结果进行了某加油站场地中挥发性有机污染物分布的三维模拟，模拟示意图如图2所示。

实施例2

某搬迁的石化企业遗留场地污染调查项目中，应用该钻头对场地某区进行的3-12米的地下水进行采样与挥发性有机污染物的快速检测，现场快速检测结果与试验室分析结果进行比对，比对发现氯苯、c6-c9和c10-c40场地污染分布结果拟合性好，与试验室的检测的数值相差小于10％，另外通过1-2米处土壤气进行采样，土壤气中的有机污染物的空间分布结果与试验室检测结果规律拟合性好。

本发明提供了一种一种地下有机污染物快速采样装置的思路及方法，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。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种地下有机污染物快速采样装置，包括钻头、钻筒以及内管；所述内管位于钻筒内，钻筒底部设有旋转飞轮，内管底端位于旋转飞轮上；所述内管侧壁内侧设有样品室，样品室的开口朝向钻筒的内壁，钻筒的内壁上设有取样口；样品室设有与外部连通的进气管和出气管；当内管旋转使得样品室的开口与钻筒内壁上取样口重叠时，地下有机污染物进入样品室，经出气管导出进行采样并检测，该装置能够采样地下土壤气和地下水中的挥发性有机污染物。

技术研发人员：王水;钟道旭;夏威夷;蔡冰杰
受保护的技术使用者：江苏省环境科学研究院
技术研发日：2018.11.28
技术公布日：2019.02.01