汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置的製作方法

2023-07-15 21:43:41

專利名稱：汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於汙染場地健康風險評估領域，具體涉及一種應用於汙染場地揮發性有機物揮發通量的測定裝置，以及該裝置的測量方法。
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，計算出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。為克服採用RBCA_toolkit帶來的這一問題，可通過現場直接監測的方法，同時結合大氣汙染物擴散模型計算不同情形下的暴露濃度，再進行後續風險計算。現有用於採集揮發物的裝置結構較為簡單，採樣箱內收集的樣氣直接通過管路送至檢測系統，採樣點和採樣管路單一，氣樣無法充分混合，造成檢測結果不準確，需進行多次測量。現有揮發物採集裝置通常用於檢測大氣或水中的揮發物，不適用於土壤揮發性有機物的採集。採樣箱底部難於與土地有效固定，箱體拆卸、清洗麻煩。為滿足對汙染場地健康風險進行更客觀、更科學的評價需要，需要開發一種能夠快速、準確監測特定場地揮發性有機物揮發通量的裝置。

實用新型內容本實用新型提供一種汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置，要解決現有計算汙染場地土壤中揮發性有機物的方法風險結果過於保守，修複目標過於嚴格，修復成本偏高的技術問題；並解決現有揮發物採集箱不適用於土壤揮發性有機物揮發通量測定，樣氣無法充分混合、檢測效率低、測定結果不準確，以及裝置安裝拆卸不便的技術問題。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是這種汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置，包括通量測試腔體，所述通量測試腔體為頂部封閉、底部敞口的筒形結構，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，氣體混合器有多個進氣口，各進氣口分別經採樣管與分散在通量測試腔體各處的採樣孔連接，氣體混合器的出氣口經管道依次與調節閥、流量計、樣品採集管和採樣泵連接，壓力表和溫度表的測量端均伸入通量測試腔體內部。所述通量測試腔體內頂部中心安裝有用於使通量測試腔體內氣體混合均勻的風扇，風扇的轉軸由電機驅動旋轉，電機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於與監測點土壤固定的底座，通量測試腔體與底座之間密封連接。所述底座整體為環狀，底座下部帶有一圈用於插入土壤內部的尖邊。所述通量測試腔體與底座之間的連接處有上下對應的裙邊，並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矽膠密封圈，並在兩裙邊外
3側接縫處塗有一層矽膠。所述電源盒內裝有電機的驅動器、控制開關和可攜式電源。所述調節閥的出口安裝有用於與流量計連接的快速接頭II，進氣口和採樣孔上均連接有快速接頭I。所述採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對稱提手。本實用新型的有益效果如下本實用新型在通量測試腔體上設有多個位置分散的採樣孔，通過採樣管將腔體內部的揮發性有機物樣品集中至氣體混合器內，可使採集的樣品混合更加均勻，檢測結果更加準確。在通量測試腔體內部安裝有風扇，可使腔體內的樣品混合更加均勻，增加了採樣的一致性。採樣管及其他管路的連接均可採用快速接頭，可提高裝置的安裝速度。通量測試腔體底部可安裝有與監測點土壤連接底座，從而方便裝置拆卸和更換。本實用新型的測定裝置可現場直接監測場地中揮發性有機物的揮發通量，具有結構簡單、安裝拆卸方便、檢測結果準確、成本低的優點。本實用新型的測定方法是在揮發性有機物汙染區域選擇並確定具有代表性的監測點，將測定儀固定在選定的監測點土壤表面；根據設計的監測方案採集所需的樣品量； 根據樣品濃度隨時間的變化率，並結合腔室的有效高度，計算監測點揮發性有機物的揮發通量，帶入相應的模型計算不同暴露情景下的健康風險。該方法能夠快速測定土壤中揮發性有機物的揮發通量，並以此為基準計算健康風險，克服了傳統直接用RBCA_toolkit軟體以土壤中揮發性有機物濃度為基準導致計算結果過於保守的問題，具有風險評估更客觀、 更科學，使得修複目標更經濟等特點。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的結構示意圖。[0020]圖2是本實用新型的縱剖面結構示意圖。圖3是本實用新型的俯視結構示意圖。圖4是本實用新型的測定方法流程圖。附圖標記1 一通量測試腔體、2 —調節閥、3 —流量計、4 一樣品採集管、5 —採樣泵、6 —快速接頭11、7 —氣體混合器、8 —溫度表、9 一壓力表、10 —快速接頭I、ll-採樣管、 12-電源盒、13-提手、14-固定螺栓、15-電機、16-風扇、17-底座、18-矽膠密封圈、19-裙邊、20-進氣口、21-採樣孔、22-出氣口。
具體實施方式
實施例參見圖1-3所示，這種汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置，包括通量測試腔體1，所述通量測試腔體1為頂部封閉、底部敞口的筒形結構，材質可採用不鏽鋼， 通量測試腔體1外部頂面連接有氣體混合器7、電源盒12、壓力表9和溫度表8，以及兩個提手13，氣體混合器7有多個進氣口 20，各進氣口分別經採樣管11與分散在通量測試腔體1 各處的採樣孔21連接，進氣口 20和採樣孔21上均連接有快速接頭110，採樣管11採用高壓耐腐蝕的PU軟管，氣體混合器7的出氣口 22經管道依次與調節閥2、流量計3、樣品採集管4和採樣泵5連接，調節閥2的出口安裝有用於與流量計3連接的快速接頭II 6。壓力表9和溫度表8的測量端均伸入通量測試腔體1內部，電源盒12內裝有電機15的驅動器、 控制開關和可攜式電源。所述通量測試腔體1內頂部中心安裝有用於使通量測試腔體1內氣體混合均勻的風扇16，風扇的轉軸由電機15驅動旋轉，電機15由電源線與通量測試腔體1外部的電源盒 12連接。所述通量測試腔體1的底部連接有用於與監測點土壤固定的底座17，通量測試腔體1與底座17之間密封連接。底座17整體為環狀，底座下部帶有一圈用於插入土壤內部的尖邊。通量測試腔體1與底座17之間的連接處有上下對應的裙邊19，並由固定螺栓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矽膠密封圈18， 並在兩裙邊外側接縫處塗有一層矽膠。參見圖4所示，這種汙染場地揮發性有機物揮發通量測定方法，測定步驟如下步驟一，現場採樣a、選定通量測試區域並布置測試點。b、將通量測定裝置固定在測試點土壤表面，先採用垂直壓入或敲擊的方式將底座 17壓入監測點土壤中，之後在底座17的裙邊上表面墊矽膠密封圈18並將通量測試腔體1 垂直置於矽膠密封圈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， 最後沿兩裙邊接縫處外側塗抹一層矽膠，確保底座17與通量測試腔體1連接處不透氣。C、連接管路，在氣體混合器7的出氣口 22用管道依次連接調節閥2、流量計3、樣品採集管4和採樣泵5。d、關閉調節閥2，記錄此時壓力表及溫度表的讀數。e、開啟風扇16的控制開關使其在低轉速下旋轉，確保通量測試腔體1內氣體混合均勻，同時開始計時，每5分鐘記錄一次壓力表9及溫度表8的讀數。f、按照設計的採樣方案，在設計的採樣時間開啟調節閥2進行採樣，採集完畢後迅速關閉調節閥2，更換採樣管11待下次採樣，重複上述步驟，直至完成所有樣品的採集。步驟二，數據處理與計算A、樣品實驗室檢測及數據分析，根據採集樣品的濃度及其對應的採樣時間，繪製擬合曲線。B、通量及風險計算，求出曲線斜率K值，再將K值代入公式一計算對應監測點揮發性有機物的揮發通量，最後將揮發通量代入公式二和三，計算不同情形下的風險。FllAX = KxH......(一)
,β]Ρ χ β￡}
「00371 IR\ = Flux χ-χ-:-χ URF χ 10 ......(一)
L JU— AT、一；
ι KW χ ED , IR 2 = FIux χ————χ ————χ UEF χ 10 ■ ......(—)
ER κ Ii ATk一乂式中Flux—測試點 VOCs 的揮發通量，mg/ (m2 · S)。K一不同採樣時間樣品濃度隨時間變化曲線斜率，mg/ Cm3 · s)cH—通量測試腔體有效高度，m。IRl—室外暴露健康風險。[0044]IR2—室內暴露健康風險。W 一下風向最大的VOC汙染源的長度，m。Uair —平均風速，m/s。Sair —混合帶高度，m。EF—暴露頻率，單位為天每年(d/a)。ED—暴露年限，單位為年(a)。AT—平均致癌作用時間，單位為年(a)。URF—苯的單位致癌風險因子，(yg/n^r1。ER—建築物換氣率，1/s。Lb—建築物高度，m。
權利要求1.一種汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置，包括通量測試腔體(1)，其特徵在於所述通量測試腔體(1)為頂部封閉、底部敞口的筒形結構，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)有多個進氣口 (20)，各進氣口分別經採樣管(11)與分散在通量測試腔體(1)各處的採樣孔(21)連接，氣體混合器(7)的出氣口(22)經管道依次與調節閥(2)、流量計(3)、樣品採集管(4)和採樣泵(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)內部；所述通量測試腔體(1)內頂部中心安裝有用於使通量測試腔體(1)內氣體混合均勻的風扇(16)，風扇的轉軸由電機(15)驅動旋轉，電機(15)由電源線與通量測試腔體(1)外部的電源盒(12)連接。
2.根據權利要求1所述的汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置，其特徵在於所述通量測試腔體(1)的底部連接有用於與監測點土壤固定的底座(17)，通量測試腔體(1) 與底座(17)之間密封連接。
3.根據權利要求2所述的汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置，其特徵在於所述底座(17)整體為環狀，底座(17)下部帶有一圈用於插入土壤內部的尖邊。
4.根據權利要求2所述的汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置，其特徵在於所述通量測試腔體(1)與底座(17)之間的連接處有上下對應的裙邊(19)，並由固定螺栓(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矽膠密封圈 (18),並在兩裙邊外側接縫處塗有一層矽膠。
5.根據權利要求1所述的汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置，其特徵在於所述所述電源盒(12)內裝有電機(15)的驅動器、控制開關和可攜式電源。
6.根據權利要求1所述的汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置，其特徵在於所述調節閥(2)的出口安裝有用於與流量計(3)連接的快速接頭II (6)；進氣口(20)和採樣孔(21)上均連接有快速接頭I (10)。
7.根據權利要求1所述的汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置，其特徵在於所述採樣管(11)為高壓耐腐蝕的PU軟管。
8.根據權利要求1所述的汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置，其特徵在於所述通量測試腔體(1)的外部連接有兩個對稱提手。
專利摘要一種汙染場地揮發性有機物揮發通量測定裝置，包括通量測試腔體，所述通量測試腔體為頂部封閉、底部敞口的筒形結構，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，氣體混合器有多個進氣口，各進氣口分別經採樣管與分散在通量測試腔體各處的採樣孔連接，氣體混合器的出氣口經管道依次與調節閥、流量計、樣品採集管和採樣泵連接，壓力表和溫度表的測量端均伸入通量測試腔體內部。本實用新型可現場直接監測場地中揮發性有機物的揮發通量，具有結構簡單、安裝方便、檢測結果準確、成本低的優點。
文檔編號G01F1/86GK202018312SQ20112011754
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月20日 優先權日2011年4月20日
發明者夏天翔, 姚珏君, 姜林, 尤金尼奧·拿玻裡, 張丹, 張麗娜, 朱笑盈, 梁競, 樊豔玲, 菲洛·吉奧瓦尼, 鍾茂生, 馬克·克雷莫尼尼 申請人:北京市環境保護科學研究院