CN110208074A - 一种土壤中挥发性有机物快速检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土壤中挥发性有机物快速检测装置及其检测方法，快速检测装置包括：封闭式加热装置、TOC测量仪、尾气处理装置和若干个气体流通管道，封闭式加热装置顶部的出气孔与TOC测量仪进气口密闭连通，TOC测量仪出气口与尾气处理装置密闭连通；尾气处理装置顶部设有可拆卸式出气口，可与气体流通管道匹配连；检测方法包括加热土壤样品，挥发性有机物进入TOC测量仪连续测量得挥发性有机物TOC总量，吸收尾气后排放，并建立土壤样品TOC总量与目标污染物VOC的TOC‑VOC关系。解决现有技术中土壤有机物含量指标检测周期长和费用高的问题，检测及时快速，对连续生产作业具有及时指导作用。
Description
技术领域
本发明属于环保检测和土壤修复技术领域，具体涉及一种土壤中挥发性有机物快速检测装置及其检测方法。
背景技术
挥发性有机物(VOCs)是指室温下饱和蒸汽压超过70.91Pa或沸点小于260℃的有机物，是石油、化工、制药、印刷、建材和喷涂行业排放的最常见污染物。土壤中的挥发性有机物具有隐蔽性、不均匀性、挥发性、毒害性等不同于其他污染物的污染特性，成分复杂、潜在危险性大，在土壤污染治理中应予以优先控制。土壤中挥发性有机物是近年来重大环境事故的重要污染物组成部分，其治理效果为判断土壤修复工程项目治理效果的重要依据，对其在现场进行快速监测能够很大程度推进项目进度。目前，土壤中挥发性有机物检测分析方法主要有两类：钻探取样实验室分析和现场检测分析。其中：
(1)钻探取样实验室分析。利用钻探设备将土壤样品取出，密封后送往实验室进行检测分析。该方法能够对污染物质进行较为准确的定性和定量分析，但取样和检测工作繁琐，成本偏高，且耗时较长。此外，土壤中污染物浓度分布具有不均匀性，且随深度变化较大，取样点太少会影响分析的全面性，取样点太多则会增加检测分析工作量。
(2)现场检测分析。其具有便携性、快速性和可连续监测等特点，目前土壤中挥发性有机物的现场快速检测主要有：(a)检测管化学法，通过毒物与固化在玻璃管中试剂产生的变色反应，对毒物作定性和半定量检测，主要针对有毒气体和VOCs；但该方法无法提供连续警报检测，且需大量储备检测管以备使用，可能造成玻璃和化学污染。(b)PID光离子化检测器，采用一支紫外灯光源将有机物打成可被检测到的正负离子，离子化的气体电荷转化成电流信号，显示VOCs浓度。PID检测器适用于电离电位在10.3eV以下的化合物，如果选择高于11eV以上的电离电位，PID很容易损坏。除此之外，土壤气体很难达到全部释放的状态，PID设备精度不高，检测结果难以及时有效地指导生产，造成生产停滞成本升高的问题(c)FID，能检测可燃烧有机物，需配置氢气瓶作为电离源，且需以进样气体作为氧气源点燃火焰，存在安全隐患。(d)便携式气相色谱仪，通常配置PID、FID或者串/并联式，虽然测量精度大，检测范围广，但操作复杂且设备昂贵。
发明内容
本发明解决的技术问题克服现有技术中土壤有机物含量指标检测依赖于实验室检测且周期长、数据出具慢和费用高，难以及时有效地指导生产导致因生产停滞成本升高的问题，本发明的目的在于提供一种土壤中挥发性有机物的快速检测方法，检测及时快速，检测结果准确可靠，且满足对连续生产作业及时指导的要求。
本发明的另一目的在于提供上述检测方法快速检测土壤中挥发性有机物的装置，设备操作简单，无需额外监测设备即可满足作为快速检测设备的测量精度要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
第一方面，土壤中挥发性有机物快速检测装置，包括：封闭式加热装置、TOC测量仪、尾气处理装置和若干个气体流通管道；其中：
所述封闭式加热装置顶部设有出气孔，且所述出气孔与所述TOC测量仪的进气口通过气体流通管道Ⅰ密闭连通，所述TOC测量仪的出气口与所述尾气处理装置通过气体流通管道Ⅱ密闭连通；所述尾气处理装置为装有水的封闭式尾气吸收装置，其顶部设有可拆卸式排气口，可与所述气体流通管道匹配连接。
第二方面，通过上述快速检测装置快速检测土壤中挥发性有机物的方法，具体地，包括以下步骤：
S1：将土壤样品取出密封后在低温环境下运输和存放；
S2：将步骤S1的土壤样品均匀放入所述封闭式加热装置内进行加热，挥发性有机物经所述挥发气体流通管道进入所述TOC测量仪内；其中，加热温度为50～260℃且比所述沸点最高的挥发性有机物沸点高10～20℃；
S3：在持续加热所述封闭式加热装置的条件下，所述TOC测量仪连续测量步骤S2所得挥发性有机物内TOC含量并记录测试数据，直至所述挥发性有机物内TOC含量保持不变为止，得所述挥发性有机物TOC总量；
S4：打开所述TOC测量仪的出气管，并通入所述尾气处理装置内吸收至不高于排放标准后排放；
S5：将步骤S3所得挥发性有机物TOC总量与目标污染物VOC标定，建立TOC-VOC关系。
进一步，步骤S5中，所述目标污染物测定指标包括PAHs、PCBs和TPH。
进一步，步骤S5中，所述TOC-VOC关系呈线性关系，且斜率近似为1。
更进一步，步骤S5中，所述TOC-VOC关系呈线性关系，且斜率为1。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的快速检测装置内TOC检测仪检测精度较高，土壤处理前后数据差值能够较为准确地反映处理效果，且通过封闭式加热装置加热能够将目标有机污染物完全释放出来，进一步提高检测精度。
2、本发明的检测方法大大提高土壤修复工程效率，降低检测成本，能够及时调整土壤修复方法，且对修复效果可直观快速地作出判断，规避土壤挥发性有机物检测不准确性，对连续生产作业具有及时指导作用。
附图说明
图1为本发明中土壤中挥发性有机物快速检测装置结构示意图；其中，1-封闭式加热装置，2-TOC测量仪，3-尾气处理装置，4-出气孔，5-气体流通管道Ⅰ，6-气体流通管道Ⅱ。
图2为本发明土壤中挥发性有机物的快速检测方法流程图。
图3为本发明中土壤样品TOC总量与目标污染物VOC之间的TOC-VOC关系图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参见图1，土壤中挥发性有机物快速检测装置，包括：封闭式加热装置1、TOC测量仪2、尾气处理装置3和若干个气体流通管道；其中：封闭式加热装置1顶部设有出气孔4，且出气孔4与TOC测量仪2的进气口通过气体流通管道Ⅰ5密闭连通，TOC测量仪2的出气口与尾气处理装置3通过气体流通管道Ⅱ6密闭连通；尾气处理装置3为装有水的封闭式尾气吸收装置，其顶部设有可拆卸式排气口，可与气体流通管道匹配连接。
参见图2，通过上述快速检测装置快速检测土壤中挥发性有机物的方法，具体步骤为：
(ⅰ)将土壤样品取出密封后在低温环境下运输和存放。
(ⅱ)将上述土壤样品放入封闭式加热装置内进行加热，挥发性有机物经挥发气体流通管道进入TOC测量仪内；其中，加热温度为50～260℃且比沸点最高的挥发性有机物沸点高10～20℃。
(ⅲ)在持续加热封闭式加热装置的条件下，TOC测量仪连续测量步骤(ⅱ)所得挥发性有机物内TOC含量并记录测试数据，直至挥发性有机物内TOC含量数据保持不变为止，得挥发性有机物TOC总量。
(ⅳ)打开TOC测量仪的出气管，并通入尾气处理装置内吸收至不高于排放标准后排放。
(ⅵ)将步骤(ⅲ)所得挥发性有机物TOC总量与目标污染物VOC标定，建立TOC-VOC关系，如图3所示，TOC-VOC关系呈线性关系且斜率为1。
通过具体事例进一步解释说明本发明的技术方案，具体如下：
在土壤修复工程实施前，选定三个重点监测区域并采样，将取得的土样进行过筛，将过筛后的土样平均分成三份，另外两份作为第一份的平行样进行检测，土样先放置于封闭式加热装置1，设定温度根据目标污染物的不同设定在50～260℃之间，加热后的尾气进入TOC检测仪2。
在修复工程实施后，在原检测区域内取得的土样进行过筛，保证过筛后的土样质量与第一次检测时相同，并平均分成三份(如使用原位处理技术)，或在修复后的土壤中随机取得相同质量的土壤(如使用异位处理技术)，另外两份作为第一份的平行样进行检测，土样先放置于封闭式加热装置1，设定温度根据目标污染物的不同设定在50～260℃之间，加热后的尾气进入TOC检测仪2。比较两次TOC检测仪所得数据，若数据降低则判定有机污染物VOC治理达到一定程度效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.土壤中挥发性有机物快速检测装置，其特征在于，包括：封闭式加热装置(1)、TOC测量仪(2)、尾气处理装置(3)和若干个气体流通管道；其中：
所述封闭式加热装置(1)顶部设有出气孔(4)，且所述出气孔(4)与所述TOC测量仪(2)的进气口通过气体流通管道Ⅰ(5)密闭连通；所述TOC测量仪(2)的出气口与所述尾气处理装置(3)通过气体流通管道Ⅱ(6)密闭连通；所述尾气处理装置(3)为装有水的封闭式尾气吸收装置，其顶部设有可拆卸式出气口，可与所述气体流通管道匹配连接。
2.土壤中挥发性有机物的检测方法，其特征在于，通过权利要求1所述快速检测装置快速检测土壤中挥发性有机物，包括以下步骤：
S1：将土壤样品取出密封后在低温环境下运输和存放；
S2：将步骤S1的土壤样品均匀放入所述封闭式加热装置内进行加热，挥发性有机物经所述挥发气体流通管道进入所述TOC测量仪内；其中，加热温度为50～260℃且比所述沸点最高的挥发性有机物沸点高10～20℃；
S3：在持续加热所述封闭式加热装置的条件下，所述TOC测量仪连续测量步骤S2所得挥发性有机物内TOC含量并记录测试数据，直至所述挥发性有机物内TOC含量保持不变为止，得所述挥发性有机物TOC总量；
S4：打开所述TOC测量仪的出气管，并通入所述尾气处理装置内吸收至不高于排放标准后排放；
S5：将步骤S3所得挥发性有机物TOC总量与目标污染物VOC标定，建立TOC-VOC关系。
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，步骤S5中，所述目标污染物测定指标包括PAHs、PCBs和TPH。
4.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，步骤S5中，所述TOC-VOC关系呈线性关系，且斜率近似为1。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190906 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |