可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置的製作方法

2023-09-24 12:24:00

專利名稱：可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於汙染場地調查與健康風險評估領域，具體涉及一種採集汙染場地揮發性有機氣體用的可攜式採樣裝置。
背景技術：
目前對於汙染場地中揮發性有機汙染的健康風險評價主要基於土壤中揮發性有機物的濃度，通過RBCA_toolkit軟體進行模擬預測，計算不同暴露情形下人群的暴露濃度及健康風險。但國內外大量工程實踐的評價結果顯示，採用這種方式的風險結果過於保守， 最終制定的修複目標過於嚴格，導致修復成本過高。為克服直接採用RBCA_toolkit帶來的這一問題，目前，國外通常採用的解決方法之一是採集汙染區域內的揮發性有機氣體並對關注汙染物濃度分析，之後代入相應的遷移模型計算不同情形下的暴露濃度，最後再結合相應的風險計算模型進行後續健康風險計算。但是目前為止，還沒有一種能夠現場快速採集不同深度揮發性有機氣體的可攜式裝置， 採集人員需攜帶大量設備(泵體、流量計等)並在現場花費大量的時間和精力安裝調試後， 才能採集到揮發性有機氣體，並且由於操作非常的繁瑣和不方便，可能會導致採集氣體濃度與實際氣體濃度有一定偏差。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置，要解決傳統採集不同深度揮發性有機氣體的設備和方法結構複雜、操作使用繁瑣和不易攜帶的技術問題。為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置，包括有導氣裝置、導氣軟管、抽氣裝置和收集裝置，其中導氣軟管的進氣端與導氣裝置連通，導氣軟管的出氣端通過抽氣裝置與收集裝置連通，導氣軟管上還設有採樣閥門，其特徵在於所述抽氣裝置為可攜式採集器，該可攜式採集器包括採集器箱體和放置在採集器箱體內的壓力表、流量計、抽氣泵、電池、進氣連接管、出氣連接管，所述壓力表和流量計設在進氣連接管上，所述抽氣泵設在出氣連接管上並且抽氣泵由電池驅動，所述採集器箱體上開有進氣孔、出氣孔、回氣孔和排氣孔共四個孔，每個孔中均連接有標準快速接頭，所述進氣連接管的進氣端通過進氣孔中的標準快速接頭與導氣軟管的出氣端連通， 進氣連接管的出氣端與出氣孔中的標準快速接頭連接，所述出氣連接管的進氣端與回氣孔中的標準快速接頭連接，出氣連接管的出氣端通過排氣孔中的標準快速接頭與外界大氣連
ο所述收集裝置為真空採樣箱，真空採樣箱上開有收氣孔和抽氣孔，並且收氣孔和抽氣孔中也均連接有標準快速接頭。所述導氣裝置包括不鏽鋼筒體和螺紋連接在不鏽鋼筒體上端的不鏽鋼悶蓋，所述不鏽鋼筒體包括不鏽鋼底板和不鏽鋼側壁板，所述不鏽鋼側壁板上設有豎向間隔分布的橫縫，所述導氣軟管的進氣端通過標準快速接頭與不鏽鋼悶蓋連接。所述出氣連接管的出氣端通過排氣孔中的標準快速接頭與一根排氣管連通，該排氣管與大氣連通。所述採集器箱體上連接有提手。所述真空採樣箱上的收氣孔通過標準快速接頭與一根採集器出氣管的出氣端連通，採集器出氣管的進氣端通過可攜式採集器上的出氣孔中的標準快速接頭與進氣連接管的出氣端連通；所述真空採樣箱上的抽氣孔通過標準快速接頭與一根採集器進氣管的進氣端連通，採集器進氣管的出氣端通過可攜式採集器上的回氣孔中的標準快速接頭與出氣連接管的進氣端連通。在採集器箱體的外側，所述出氣孔中的標準快速接頭與回氣孔中的標準快速接頭之間連接有一根連接軟管。與現有技術相比本實用新型具有以下特點和有益效果本實用新型提供了一套能夠現場快速採集不同深度揮發性有機氣體的可攜式採集系統和應用這種可攜式採集系統採集揮發性有機氣體的方法，使用本實用新型所述的採集系統和採集方法採集到揮發性有機氣體後，對關注汙染物濃度分析，之後代入相應的遷移模型計算不同情形下的暴露濃度，最後再結合相應的風險計算模型進行後續健康風險計算，就可以克服直接採用RBCA_ toolkit計算汙染場地土壤中揮發性有機物導致風險結果過於保守、修複目標過於嚴格、修復成本偏高的缺陷。本實用新型中的採集系統的結構非常簡單，其採集效率和採集效果非常好，採集人員無需攜帶大量設備並無需在現場花費大量的時間和精力安裝，只需打開監測井，將可攜式採集器和真空採樣箱與導氣軟管進行簡單的安裝即可，操作十分簡單、方便，並且由於操作變得簡便，所以採集氣體濃度與實際氣體濃度也不再會出現偏差。所述可攜式採集器和真空採樣箱可隨身攜帶使用，而導氣裝置、導氣軟管和採樣閥門可一直放置在監測井中而不被腐蝕，因此可以重複使用多年，大大降低了採集揮發性有機氣體的成本。所述的採集方法能夠快速的採集汙染區域的揮發性有機氣體樣品，使汙染場地的調查及風險評價更客觀、科學，滿足了對汙染場地進行更客觀的汙染調查及健康風險評價的需要。
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型的示意圖。圖2是導氣裝置的示意圖。圖3是可攜式採集器與真空採樣箱連接的示意圖。圖4是可攜式採集器上連有連接軟管時的示意圖。圖5是真空採樣箱的示意圖。附圖標記1 一導氣裝置、2 —導氣軟管、3 —採樣閥門、4 一標準快速接頭、5 — 採集器箱體、5. 1 一進氣孔、5. 2 一出氣孔、5. 3 一回氣孔、5. 4 一排氣孔、6 —真空採樣箱、 6. 1 一收氣孔、6. 2 一抽氣孔、7 —排氣管、8 —礫石導氣層、9 一幹膨潤土填充層、10 —溼膨潤土填充層、11 一混凝土層、12 —套管、13 —管帽、14 一不鏽鋼底板、15 —不鏽鋼側壁板、 16 一橫縫、17 —不鏽鋼悶蓋、18 —壓力表、19 一流量計、20 —抽氣泵、21 —電池、22 —進氣連接管、23 —採集器出氣管、24 —採集器進氣管、25 —出氣連接管、26 —連接軟管、27 —提手。
具體實施方式
實施例參見圖1-4所示，這種可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置，包括有導氣裝置1、導氣軟管2、抽氣裝置和收集裝置，其中導氣軟管2的進氣端與導氣裝置1連通， 導氣軟管2的出氣端通過抽氣裝置與收集裝置連通，導氣軟管2上還設有採樣閥門3。本實施例中，導氣軟管2為PU導氣軟管，耐高壓耐腐蝕，導氣軟管的內徑為6mm。參見圖1、圖2，所述導氣裝置1包括不鏽鋼筒體和螺紋連接在不鏽鋼筒體上端的不鏽鋼悶蓋17，所述不鏽鋼筒體包括不鏽鋼底板14和焊接在不鏽鋼底板上的不鏽鋼側壁板15，所述不鏽鋼側壁板15上設有豎向間隔分布的橫縫16，所述導氣軟管2的進氣端通過標準快速接頭4與不鏽鋼悶蓋17連接；本實施例中，導氣裝置1的內徑為60mm，高285mm， 不鏽鋼底板14、不鏽鋼側壁板15和不鏽鋼悶蓋17均是採用厚度為3mm不鏽鋼板製作，結實耐用，不鏽鋼側壁板15的上端部為外螺紋，不鏽鋼悶蓋17上有與外螺紋對應的內螺紋，不鏽鋼側壁板15的上端部與不鏽鋼悶蓋17螺紋連接；不鏽鋼底板14與不鏽鋼側壁板15在連接處採用無縫焊接，橫縫16的縫寬度為0. 5mm，橫縫與橫縫的縫間距為5mm。參見圖1、圖3、圖4，所述抽氣裝置為可攜式採集器，該可攜式採集器包括採集器箱體5和放置在採集器箱體5內的壓力表18、流量計19、抽氣泵20、電池21、進氣連接管 22、出氣連接管25，所述壓力表18和流量計19設在進氣連接管22上，所述抽氣泵20設在出氣連接管25上並且抽氣泵20由電池21驅動，所述採集器箱體5上開有進氣孔5. 1、出氣孔5. 2、回氣孔5. 3和排氣孔5. 4共四個孔，每個孔中均連接有標準快速接頭4，所述進氣連接管22的進氣端通過進氣孔5. 1中的標準快速接頭與導氣軟管2的出氣端連通，進氣連接管22的出氣端與出氣孔5. 2中的標準快速接頭連接，所述出氣連接管25的進氣端與回氣孔5. 3中的標準快速接頭連接，出氣連接管25的出氣端通過排氣孔5. 4中的標準快速接頭與外界大氣連通；所述出氣連接管25的出氣端通過排氣孔5. 4中的標準快速接頭與一根排氣管7連通，該排氣管7與大氣連通。所述標準快速接頭4是從市場買來的成品，本實施例中，標準快速接頭4的內徑為6mm。所述採集器箱體5整體採用厚度為3mm不鏽鋼板製作， 採集器箱體5上還連接有提手27。參見圖1、圖3、圖5，所述收集裝置為真空採樣箱6，真空採樣箱6上開有收氣孔 6. 1和抽氣孔6. 2，並且收氣孔6. 1和抽氣孔6. 2中也均連接有標準快速接頭4。真空採樣箱6也是外購的標準設備。這種應用可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置採集揮發氣體的採集方法，其步驟如下。步驟一、根據採樣點的設計深度埋設導氣裝置1和導氣軟管2，並按相應規範建設監測井，規範參考Field Sampling Procedures Manual (New Jersey Department of Environmental Protection^iSiZj2005) ；A Practical Strategy for Assessing theSubsurface Vapor-to—Indoor Air Migration Pathway at Petroleum Hydrocarbon Sites (American Petroleum Institute2005)，Mf^H^i 2 的出氣端伸出地面，同時在導氣軟管2上連接採樣閥門3 ；步驟二、監測井建好後，關閉採樣閥門3，穩定48小時以上；步驟三、將導氣軟管2的出氣端與可攜式採集器上的進氣孔5. 1 中的標準快速接頭4連接，使導氣軟管2與進氣連接管22連通，將進氣連接管22的出氣端與出氣連接管25的進氣端連通，即在出氣孔5. 2中的標準快速接頭與回氣孔5. 3中的標準快速接頭之間連接連接軟管26 ；步驟四、開啟可攜式採集器中的抽氣泵20進行抽氣，當抽出氣體體積約為導氣裝置1及導氣軟管2的有效體積的3 5倍時，關閉抽氣泵20 ；步驟五、斷開進氣連接管22與出氣連接管25的連通，將採集器出氣管23的進氣端與出氣孔 5.2中的標準快速接頭連接，將採集器出氣管23的出氣端與收氣孔6. 1中的標準快速接頭連接，使進氣連接管22與真空採樣箱6連通，同時將採集器進氣管24的出氣端與回氣孔 5. 3中的標準快速接頭連接，將採集器進氣管24的進氣端與抽氣孔6. 2中的標準快速接頭連接，使出氣連接管25與真空採樣箱6連通；步驟六、開啟抽氣泵20進行樣品採集，並將採集好的樣品在24小時內送往實驗室進行後續的監測結果分析及健康風險計算。參見圖4，在上述步驟三和步驟四中，在採集器箱體5的外側，所述出氣孔5. 2中的標準快速接頭與回氣孔5. 3中的標準快速接頭之間連接有一根連接軟管26。參見圖1、圖3、圖5，在上述步驟五和步驟六中，所述真空採樣箱6上的收氣孔6. 1 通過標準快速接頭與採集器出氣管23的出氣端連通，採集器出氣管23的進氣端通過可攜式採集器上的出氣孔5. 2中的標準快速接頭與進氣連接管22的出氣端連通；所述真空採樣箱6上的抽氣孔6. 2通過標準快速接頭與採集器進氣管24的進氣端連通，採集器進氣管24 的出氣端通過可攜式採集器上的回氣孔5. 3中的標準快速接頭與出氣連接管25的進氣端連通。所述監測井包括設置於地下的礫石導氣層8 (礫石直徑3mm)、幹膨潤土填充層9、 溼膨潤土填充層10和混凝土層11，以及插在混凝土層11上的套管12和蓋在套管12上端的管帽13，所述導氣軟管2的進氣端從套管12的下端向下依次穿過溼膨潤土填充層10和幹膨潤土填充層9後、插在礫石導氣層8中。在不使用時，導氣軟管2的上端和採樣閥門3 放置在套管12中。所述套管12的上端蓋有管帽13，可防雨，同時管帽13上還可以做標記， 起標識作用。所述套管12為UPVC套管，不但結實，還耐腐蝕。本實用新型的實用新型已用於某焦化廠健康風險評價過程中苯汙染區域的氣體採集。根據該焦化廠土壤及地下水中苯的汙染狀況，在粗苯車間及焦油分廠所在區域設置了 7個採樣點，採樣深度為地面以下1.5m處。當使用本實用新型採集完揮發性有機氣體後，將揮發性有機氣體送往實驗室分析關注汙染物苯，並以苯濃度為基準，結合相應擴散模型及風險計算模型對這兩個區域的人群健康風險進行計算；同時，將結果與傳統直接採用 RBCA_Toolkit軟體以土壤中及地下水中苯濃度為基準計算相應暴露情形下的風險結果進行比較發現，前者風險值較後者低，差異最大的點前者風險值為後者的3%，差異最小的點前者風險值為後者的43%，兩者差異的平均值是前者風險值為後者的15%。
權利要求1.一種可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置，包括有導氣裝置(1)、導氣軟管(2)、 抽氣裝置和收集裝置，其中導氣軟管(2)的進氣端與導氣裝置(1)連通，導氣軟管(2)的出氣端通過抽氣裝置與收集裝置連通，導氣軟管(2)上還設有採樣閥門(3)，其特徵在於所述抽氣裝置為可攜式採集器，該可攜式採集器包括採集器箱體(5)和放置在採集器箱體(5)內的壓力表(18)、流量計(19)、抽氣泵(20)、電池(21)、進氣連接管(22)、出氣連接管(25 )，所述壓力表(18 )和流量計(19 )設在進氣連接管(22 )上，所述抽氣泵(20 )設在出氣連接管(25)上並且抽氣泵(20)由電池(21)驅動，所述採集器箱體(5)上開有進氣孔 (5. 1)、出氣孔(5. 2)、回氣孔(5. 3)和排氣孔(5. 4)共四個孔，每個孔中均連接有標準快速接頭(4)，所述進氣連接管(22)的進氣端通過進氣孔(5. 1)中的標準快速接頭與導氣軟管 (2)的出氣端連通，進氣連接管(22)的出氣端與出氣孔(5. 2)中的標準快速接頭連接，所述出氣連接管(25)的進氣端與回氣孔(5. 3)中的標準快速接頭連接，出氣連接管(25)的出氣端通過排氣孔(5. 4)中的標準快速接頭與外界大氣連通；所述收集裝置為真空採樣箱(6)，真空採樣箱(6)上開有收氣孔(6. 1)和抽氣孔(6. 2)， 並且收氣孔(6. 1)和抽氣孔(6. 2 )中也均連接有標準快速接頭(4)。
2.根據權利要求1所述的可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置，其特徵在於所述導氣裝置(1)包括不鏽鋼筒體和螺紋連接在不鏽鋼筒體上端的不鏽鋼悶蓋(17)，所述不鏽鋼筒體包括不鏽鋼底板(14)和不鏽鋼側壁板(15)，所述不鏽鋼側壁板(15)上設有豎向間隔分布的橫縫(16)，所述導氣軟管(2)的進氣端通過標準快速接頭(4)與不鏽鋼悶蓋(17) 連接。
3.根據權利要求1所述的可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置，其特徵在於所述出氣連接管(25)的出氣端通過排氣孔(5. 4)中的標準快速接頭與一根排氣管(7)連通，該排氣管(7)與大氣連通。
4.根據權利要求1所述的可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置，其特徵在於所述採集器箱體(5 )上連接有提手(27 )。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置，其特徵在於所述真空採樣箱(6)上的收氣孔(6. 1)通過標準快速接頭與一根採集器出氣管(23) 的出氣端連通，採集器出氣管(23)的進氣端通過可攜式採集器上的出氣孔(5. 2)中的標準快速接頭與進氣連接管(22)的出氣端連通；所述真空採樣箱(6)上的抽氣孔(6. 2)通過標準快速接頭與一根採集器進氣管(24)的進氣端連通，採集器進氣管(24)的出氣端通過可攜式採集器上的回氣孔(5. 3)中的標準快速接頭與出氣連接管(25)的進氣端連通。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置，其特徵在於在採集器箱體(5)的外側，所述出氣孔(5. 2)中的標準快速接頭與回氣孔(5. 3)中的標準快速接頭之間連接有一根連接軟管(26 )。
專利摘要一種可攜式汙染場地揮發有機氣體採集裝置，包括導氣裝置、導氣軟管、抽氣裝置和收集裝置，所述抽氣裝置為可攜式採集器，該可攜式採集器包括採集器箱體和放置在採集器箱體內的壓力表、流量計、抽氣泵、電池、進氣連接管、出氣連接管，所述壓力表和流量計設在進氣連接管上，所述抽氣泵設在出氣連接管上並且抽氣泵由電池驅動，所述採集器箱體上開有進氣孔、出氣孔、回氣孔和排氣孔共四個孔，每個孔中均連接有標準快速接頭。本裝置的結構非常簡單，其採集效率和採集效果非常好，採集人員無需攜帶大量設備並無需在現場花費大量的時間和精力安裝，只需打開監測井，將可攜式採集器和真空採樣箱與導氣軟管進行簡單的安裝即可，操作十分簡單、方便。
文檔編號G01N1/24GK202041410SQ20112014868
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月11日 優先權日2011年5月11日
發明者夏天翔, 姚珏君, 姜林, 張丹, 張麗娜, 朱笑盈, 樊豔玲, 王琪, 賈曉洋, 鍾茂生 申請人:北京市環境保護科學研究院