宋家音，趙 玲，滕 應(yīng)*，駱永明，徐德福

污染場(chǎng)地采樣調(diào)查技術(shù)與設(shè)備研究進(jìn)展①

宋家音1,2，趙 玲2，滕 應(yīng)2*，駱永明2，徐德福1*

(1 南京信息工程大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210044；2 中國(guó)科學(xué)院土壤環(huán)境與污染修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南京土壤研究所)，南京 210008)

近年來(lái)，隨著重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)用地土壤污染狀況調(diào)查工作的開(kāi)展，以及建設(shè)用地地塊環(huán)境調(diào)查制度的規(guī)范，我國(guó)污染場(chǎng)地調(diào)查的市場(chǎng)需求急劇增長(zhǎng)。污染場(chǎng)地采樣是保障場(chǎng)地調(diào)查結(jié)果可靠性的重要環(huán)節(jié)，但是我國(guó)污染場(chǎng)地調(diào)查采樣技術(shù)與設(shè)備的研究和實(shí)踐還處于初級(jí)階段。因此，本文系統(tǒng)梳理了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的土壤和地下水采樣技術(shù)與設(shè)備，包括其發(fā)展情況、適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，并分析了采樣設(shè)備在采樣過(guò)程中產(chǎn)生擾動(dòng)的原因；總結(jié)了實(shí)地采樣過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)，為我國(guó)污染場(chǎng)地調(diào)查原位弱擾動(dòng)采樣技術(shù)和設(shè)備研發(fā)提供基礎(chǔ)信息。

污染場(chǎng)地；調(diào)查采樣；采樣技術(shù)；采樣設(shè)備

污染場(chǎng)地是指因生產(chǎn)、管理、儲(chǔ)存及不正當(dāng)處理有毒有害物質(zhì)或者危險(xiǎn)廢棄物、進(jìn)行礦山開(kāi)采等活動(dòng)對(duì)人體健康或自然環(huán)境造成危害的場(chǎng)地[1]。近些年來(lái)，隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、城市布局調(diào)整以及“退二進(jìn)三”、“退城進(jìn)園”等政策的實(shí)施，全國(guó)各個(gè)城市出現(xiàn)了大批污染企業(yè)關(guān)停和搬遷后遺留下來(lái)的工業(yè)場(chǎng)地[2]。場(chǎng)地調(diào)查則是明確場(chǎng)地污染情況及修復(fù)的首要前提。然而，我國(guó)污染場(chǎng)地管理一直存在著“輕調(diào)查、重修復(fù)”的觀(guān)念。早期，除了法律法規(guī)的不完善外，還與相關(guān)部門(mén)的環(huán)保意識(shí)薄弱有關(guān)。自2004年發(fā)生了“宋家莊事件”[3]，污染場(chǎng)地調(diào)查才逐漸引起了重視。目前，我國(guó)的污染場(chǎng)地調(diào)查還處于缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系以及自主研發(fā)先進(jìn)調(diào)查采樣技術(shù)與設(shè)備的初級(jí)階段。為了獲知場(chǎng)地實(shí)際污染狀況，除了要求樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠外，現(xiàn)場(chǎng)采樣的規(guī)范性和樣品采集的準(zhǔn)確性是直接決定污染場(chǎng)地調(diào)查結(jié)果可靠性的重要環(huán)節(jié)。

對(duì)于污染場(chǎng)地調(diào)查采樣來(lái)說(shuō)，布點(diǎn)作為第一步同時(shí)也是最為關(guān)鍵的一步，必須嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。根據(jù)已頒布的HJ 25.1—2014《場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》[4]、HJ 25.2—2014《場(chǎng)地環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》[5]、HJ 166—2004《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》[6]、HJ 164—2004《地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》[7]的要求，首先編制符合調(diào)查需求的布點(diǎn)方案。在制定了合理的布點(diǎn)方案的前提下，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的采樣技術(shù)和設(shè)備對(duì)于保證樣品的準(zhǔn)確性起著至關(guān)重要的作用。

針對(duì)采樣技術(shù)與設(shè)備問(wèn)題，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)的采樣設(shè)備及技術(shù)，但這些技術(shù)并不能完全適應(yīng)我國(guó)污染場(chǎng)地土壤和地下水所存在的問(wèn)題，如場(chǎng)地土壤類(lèi)型復(fù)雜、水文地質(zhì)條件差異大、污染物類(lèi)型多樣、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合、污染成因復(fù)雜等[8]。因此，根據(jù)調(diào)查采樣目的和場(chǎng)地條件，研發(fā)適用于我國(guó)土壤和地下水的采樣技術(shù)與設(shè)備，才是有效保證場(chǎng)地調(diào)查采樣可靠性的關(guān)鍵。本文梳理分析了國(guó)內(nèi)外污染場(chǎng)地采樣技術(shù)與設(shè)備的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，以及污染場(chǎng)地采樣過(guò)程中產(chǎn)生擾動(dòng)的原因，以期為我國(guó)污染場(chǎng)地調(diào)查原位弱擾動(dòng)采樣技術(shù)和設(shè)備研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)資料。

1 土壤采樣技術(shù)和設(shè)備

1.1 采樣技術(shù)

土壤的采樣分為表層土以及深層土。表層土壤的采集深度為0 ~ 20 cm[5]，主要是利用簡(jiǎn)單工具進(jìn)行人工挖掘，深層土壤則以鉆孔取樣為主，包括人工和機(jī)械鉆進(jìn)。大多數(shù)情況下土壤采樣以機(jī)械鉆進(jìn)為主。目前，常用的幾種鉆進(jìn)方式有沖擊鉆進(jìn)、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、螺旋鉆進(jìn)以及聲波鉆進(jìn)。

沖擊鉆進(jìn)指的是利用鉆具自身重力進(jìn)行沖擊來(lái)破壞土層的方法。沖擊鉆進(jìn)起源于中國(guó)，早在2 200多年前已被用于鉆鑿鹽井和水井。直到20世紀(jì)中葉，美國(guó)才出現(xiàn)沖擊鉆進(jìn)工具進(jìn)行硬巖鉆探，70年代又出現(xiàn)了用沖擊力破碎巖層，再利用反循環(huán)排出鉆屑的沖擊反循環(huán)技術(shù)，這是沖擊鉆進(jìn)工藝的一項(xiàng)重大突破。回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)是通過(guò)軸心壓力作用使鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖石的技術(shù)。1958年出現(xiàn)的沖擊–回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)同時(shí)具備沖擊鉆進(jìn)和回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)在20世紀(jì)七八十年代發(fā)展迅速，引起了國(guó)內(nèi)外鉆探界的矚目[9]。螺旋鉆進(jìn)算是一種干式回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法，就是電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋鉆桿使得鉆頭在鉆壓作用下回轉(zhuǎn)進(jìn)入地層，最早用于露天煤礦，20世紀(jì)50年代末才開(kāi)始在工程鉆探中廣泛使用，自70年代以來(lái)，螺旋鉆進(jìn)有了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了振動(dòng)、沖擊、空氣、取芯、泥漿循環(huán)等新型的螺旋鉆進(jìn)技術(shù)，被譽(yù)為當(dāng)今大口徑工程鉆進(jìn)鉆孔施工的三大方法之一[10]。但以上幾種鉆進(jìn)技術(shù)多應(yīng)用于地質(zhì)勘探領(lǐng)域，達(dá)不到污染場(chǎng)地調(diào)查弱擾動(dòng)的采樣要求。

聲波鉆進(jìn)(振動(dòng)鉆進(jìn))是指利用高頻振動(dòng)力、回轉(zhuǎn)力和壓力結(jié)合將鉆頭切入土層進(jìn)行鉆孔的方法[11](圖1A)。從20世紀(jì)40年代起，聲波鉆進(jìn)技術(shù)開(kāi)始有了初步研究，但因振動(dòng)能過(guò)高損壞設(shè)備未能成功，70年代開(kāi)始小功率振動(dòng)器逐漸出現(xiàn)，90年代以后經(jīng)過(guò)多方面的改進(jìn)，高頻聲波鉆進(jìn)技術(shù)開(kāi)始日益成熟，國(guó)外多家公司生產(chǎn)了高頻聲波鉆機(jī)，使得這項(xiàng)技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，目前，這仍是國(guó)際上較為先進(jìn)的鉆進(jìn)技術(shù)。

近20年來(lái)，直接推進(jìn)鉆探技術(shù)作為新興的土壤采樣技術(shù)，以其快速精確的優(yōu)點(diǎn)在發(fā)達(dá)國(guó)家迅速推廣。所謂的直推式技術(shù)，就是以貫入、推進(jìn)和振動(dòng)的方式將小直徑空心鋼管直接壓入地層取樣，空心鋼管內(nèi)附有取樣器[14](圖1B)，鉆探深度可達(dá)6 m，采集到的樣品比較完整，具有很好的代表性。

此外，針對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物(volatile organic compounds，VOCs)和半揮發(fā)性有機(jī)污染物(semi- volatileorganic compounds，SVOCs)，直接推進(jìn)設(shè)備搭配膜界面探測(cè)器進(jìn)行采樣分析，此組合被稱(chēng)為膜界面探測(cè)技術(shù)(MIP)。膜界面探測(cè)器在使用過(guò)程中能夠加熱土壤，揮發(fā)性成分?jǐn)U散到探針側(cè)面的薄透膜后進(jìn)入探針內(nèi)部，惰性載氣會(huì)將化學(xué)物質(zhì)帶到表面進(jìn)行分析[15]，可以估算VOCs或SVOCs的分布范圍及相對(duì)污染程度，但是該技術(shù)應(yīng)用不僅受土壤中有機(jī)污染物含量和土壤理化性質(zhì)的影響，而且不能區(qū)分有機(jī)污染物單組分的含量，甚至還會(huì)出現(xiàn)重疊現(xiàn)象[16](圖2)。

1.2 采樣設(shè)備

根據(jù)不同的鉆進(jìn)方法，常用的設(shè)備有沖擊、回轉(zhuǎn)、螺旋、聲波和直推式鉆機(jī)，主要靠機(jī)械傳動(dòng)或液壓氣壓等方式進(jìn)行鉆探。表1列出了這幾種鉆進(jìn)設(shè)備的適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)以及對(duì)土體產(chǎn)生擾動(dòng)或者弱擾動(dòng)的原因。

表1 土壤鉆進(jìn)設(shè)備

沖擊鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、螺旋鉆機(jī)在國(guó)內(nèi)目前主要運(yùn)用于地質(zhì)勘探，在鉆孔過(guò)程中很容易引起土壤的交叉污染，難以運(yùn)用于環(huán)境調(diào)查采樣。聲波鉆機(jī)和直推式鉆機(jī)是適用于環(huán)境調(diào)查土壤采樣的鉆進(jìn)設(shè)備。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)引進(jìn)了荷蘭Eijkelkamp SonicSampDrill公司生產(chǎn)的SRS-PL高頻聲波鉆機(jī)[29]，該鉆機(jī)通過(guò)線(xiàn)性共振切屑穿透地層，獲得精確的地質(zhì)信息，不僅鉆進(jìn)速度快，效率高，同時(shí)還可以獲得幾乎無(wú)擾動(dòng)的樣品，采樣時(shí)不會(huì)損失易揮發(fā)有機(jī)物以及其他污染物，對(duì)環(huán)境的污染比較小。

在使用國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的同時(shí)，國(guó)內(nèi)的企業(yè)也在積極地進(jìn)行自主研發(fā)，我國(guó)的第一臺(tái)YGL-S100型聲波鉆機(jī)由無(wú)錫金帆鉆鑿設(shè)備股份有限公司生產(chǎn)[30]，具有地層適應(yīng)性強(qiáng)、鉆孔速度快、鉆孔質(zhì)量好、樣品無(wú)擾動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。2013年1月向家壩電站污水廠(chǎng)不取樣快速成孔鉆進(jìn)試驗(yàn)對(duì)此鉆機(jī)的取樣能力進(jìn)行了很好的驗(yàn)證[31]。鉆孔穿過(guò)的地層有填方層、砂卵礫石層以及基巖，利用配套的繩索取芯鉆具采集到了較為完整的土壤樣品，但是在使用過(guò)程中，鉆頭的壽命可能無(wú)法支持深孔內(nèi)一個(gè)鉆頭一個(gè)孔，另外，可能存在高頻振動(dòng)下螺紋脫扣的情況，因此需要加強(qiáng)設(shè)備的穩(wěn)定性，盡可能地延長(zhǎng)鉆頭的壽命。

直推式鉆機(jī)中以美國(guó)Kejr. Inc.公司的Geoprobe系列的直推式鉆機(jī)[32]為代表，該類(lèi)鉆機(jī)具有很大容量，廣泛應(yīng)用于土壤取樣、巖石取心、地下水監(jiān)測(cè)、巖土工程等。此外，該類(lèi)鉆機(jī)還具有采樣速度快、取樣方式先進(jìn)、使用簡(jiǎn)便、功能多樣的優(yōu)點(diǎn)，是目前最為先進(jìn)的且常用的直推式鉆機(jī)。目前，國(guó)內(nèi)已有可以生產(chǎn)直推式鉆機(jī)的公司，如江蘇蓋亞環(huán)境科技股份有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的GY-SR60直推式土壤采樣鉆機(jī)，具有直推密閉無(wú)擾動(dòng)取原狀土、取水以及螺旋鉆探設(shè)置監(jiān)測(cè)井的功能。

搭載在Geoprobe鉆機(jī)上的膜界面探測(cè)器[33]可測(cè)量揮發(fā)性烴類(lèi)和溶劑等污染物以及土壤的電導(dǎo)率和滲透率，確定污染物的分布范圍和遷移途徑，實(shí)時(shí)生成污染物篩選信息。2015年，上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司在上海北部區(qū)域的某一主要生產(chǎn)大型高壓變壓器的總石油烴(TPH)污染場(chǎng)地進(jìn)行了環(huán)境調(diào)查[34]，利用MIP配合火焰離子探測(cè)器(FID)對(duì)場(chǎng)地內(nèi)土壤和地下水中的TPH進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)篩選檢測(cè)，同時(shí)準(zhǔn)確獲得了場(chǎng)地內(nèi)TPH的空間分布情況以及擴(kuò)散情況。

2 地下水采樣技術(shù)和設(shè)備

2.1 采樣技術(shù)

目前，地下水采樣技術(shù)分為直接推進(jìn)型原位地下水采樣技術(shù)和監(jiān)測(cè)井技術(shù)[35]。其中，應(yīng)用較為普遍的是監(jiān)測(cè)井采樣技術(shù)，包括單管單層監(jiān)測(cè)井、單管多層監(jiān)測(cè)井、從式監(jiān)測(cè)井、巢式監(jiān)測(cè)井、連續(xù)多通道監(jiān)測(cè)井等多種形式[36]。單管單層監(jiān)測(cè)井是指一個(gè)鉆孔內(nèi)安裝單根井管來(lái)監(jiān)測(cè)單一目標(biāo)含水層。單管多層監(jiān)測(cè)井是指一個(gè)鉆孔內(nèi)安裝單根井管監(jiān)測(cè)不同深度的多個(gè)目標(biāo)含水層。從式監(jiān)測(cè)井是指在一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近鉆多個(gè)不同深度的監(jiān)測(cè)井分別監(jiān)測(cè)不同深度的目標(biāo)含水層。巢式監(jiān)測(cè)井是指在一個(gè)鉆孔中安裝多根不同長(zhǎng)度的井管分別監(jiān)測(cè)不同深度的多個(gè)目標(biāo)含水層。連續(xù)多通道監(jiān)測(cè)井是指一根獨(dú)立的具有多通道的管子采用連續(xù)方式擠出帶有7個(gè)通道的高密度聚乙烯管[37]，在一個(gè)鉆孔中完成地下水的分層采樣和監(jiān)測(cè)。

對(duì)于深層地下水，采集原狀流體具有相當(dāng)大的困難，一方面操作不當(dāng)容易對(duì)地下水產(chǎn)生擾動(dòng)，另一方面鉆進(jìn)液會(huì)產(chǎn)生交叉污染，最重要的是井下存在很高的液柱壓力，對(duì)采樣的要求比較高[38]。由于深層地下水的取樣工藝極其復(fù)雜，成本相當(dāng)高，我國(guó)在這方面的取樣技術(shù)還處于薄弱階段。

目前，最為先進(jìn)的深層地下水取樣技術(shù)是U形管采樣技術(shù)，其最大特點(diǎn)是可以在環(huán)狀間隙很小的井筒內(nèi)實(shí)現(xiàn)深層取樣，U形管取樣器就是一個(gè)簡(jiǎn)單的流體容積泵，使用高壓氣體驅(qū)動(dòng)(圖3)。其原理就是取樣管和驅(qū)動(dòng)管形成一個(gè)U形回路[38]，采集地下水樣品時(shí)，驅(qū)動(dòng)管和取樣管管頭連接大氣，地下水通過(guò)單向閥進(jìn)入U(xiǎn)形管，單向閥關(guān)閉后高壓氮?dú)鈴尿?qū)動(dòng)管管頭注入，地下水則從取樣管流出。U形管采樣器可以采集3 000 m深度以下的地下水。我國(guó)引進(jìn)此項(xiàng)技術(shù)后不斷地進(jìn)行改進(jìn)和應(yīng)用，已經(jīng)改造出可以適用于淺層地下水采樣的U形管[39]，但目前尚未廣泛應(yīng)用。

2.2 采樣設(shè)備

目前，國(guó)內(nèi)外用于地下水采樣的設(shè)備主要有貝勒管、不連續(xù)間隔取樣器以及各種取樣泵，包括氣囊泵、潛水泵、氣提泵、慣性泵(底閥泵)、蠕動(dòng)泵、膜片泵等[40]，其優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍以及對(duì)地下水產(chǎn)生擾動(dòng)或弱擾動(dòng)的原因見(jiàn)表2。

表2 地下水監(jiān)測(cè)井采樣設(shè)備

貝勒管作為最常用的地下水采樣器，使用簡(jiǎn)便快速，多年來(lái)一直是地下水采樣的首選設(shè)備。一般使用的是美國(guó)Geotech公司的一次性和可重復(fù)使用貝勒管，其中，一次性的貝勒管具有非常好的可生物降解性，同時(shí)有雙止回閥可以隔絕不同深度下獲得的樣品。

取樣泵中的慣性泵是目前最為簡(jiǎn)單最常用的地下水洗井采樣泵，且在多層監(jiān)測(cè)井采樣中有著重要作用[50]。加拿大Solinst公司的404型慣性泵可以在淺深度手動(dòng)操作，也可以使用地面抽水機(jī)輕松操作，油管和底閥的尺寸范圍適合大多數(shù)井徑和采樣應(yīng)用，具有低成本、避免交叉污染、消除重復(fù)的泵消毒、操作簡(jiǎn)單快速的優(yōu)點(diǎn)。除了404型慣性泵，407型膜片泵在采樣過(guò)程中沒(méi)有空氣/水的接觸，可以避免脫氣或污染樣品，還可以還減少重復(fù)采樣的需要，縮短每一輪采樣所需的時(shí)間，低吹掃體積保證快速采樣，能夠節(jié)省成本；410型可逆流動(dòng)蠕動(dòng)泵適用于淺井和地表水的蒸汽采樣或水采樣，可以用于真空抽送和液體的壓力輸送。美國(guó)Xylem公司Steady 1300系列潛水泵高效且能處理固體顆粒的葉輪設(shè)計(jì)，能夠確保水泵平穩(wěn)的運(yùn)行，并且節(jié)省維護(hù)成本和能耗。

加拿大Solinst公司的425型不連續(xù)間隔取樣器作為一種新型的地下水取樣器，提供了一個(gè)無(wú)吹掃采樣選項(xiàng)，用于從井和井眼的離散水平和流入點(diǎn)收集地下水樣本。以離散間隔進(jìn)行采樣應(yīng)得到代表性的樣本，而無(wú)需清除。取樣器可以不接觸油而獲取樣品，非常適合從水表面的油/產(chǎn)品層下面取樣，能夠取得高質(zhì)量樣品且對(duì)水幾乎無(wú)擾動(dòng)。

隨著采樣技術(shù)的逐漸成熟，低流量采樣日益成為獲得高質(zhì)量地下水樣品的方法[49]，樣品的抽取速度與周?chē)叵滤牧魉傧喈?dāng)，水位下降至最低，能夠降低井內(nèi)渾濁度和擾動(dòng)。美國(guó)Geotech公司的氣囊泵系列用于地下水水質(zhì)和污染物監(jiān)控，具有專(zhuān)用采樣系統(tǒng)或便攜式系統(tǒng)，是真正的低流量采樣，對(duì)地下水的擾動(dòng)非常小，采集的樣品能真實(shí)反映地下水狀況。

3 存在問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)

3.1 存在問(wèn)題

目前，我國(guó)污染場(chǎng)地調(diào)查理論研究與實(shí)踐工作尚處于初級(jí)階段[51]，現(xiàn)場(chǎng)采樣技術(shù)還存在以下一些問(wèn)題：

1)水文地質(zhì)調(diào)查的開(kāi)展，可以有效地研究污染物在土壤與地下水中的污染深度與遷移規(guī)律，從而可以合理地布置采樣點(diǎn)、采樣深度以及選擇采樣設(shè)備，但在實(shí)際過(guò)程中，常由于忽視水文地質(zhì)調(diào)查導(dǎo)致采樣過(guò)程中針對(duì)性不強(qiáng)，準(zhǔn)確性不高。

2)在采樣過(guò)程中，因?yàn)椴僮鞑灰?guī)范，例如采樣工具材料使用錯(cuò)誤、儀器使用順序不正確、洗井后水質(zhì)參數(shù)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)便采樣等，使得采集到的樣品不具有代表性，另外設(shè)備使用之后清洗工作不到位也會(huì)引起前后樣品交叉污染。

3)取樣結(jié)束后，需要對(duì)廢物進(jìn)行處理、鉆孔和監(jiān)測(cè)井進(jìn)行回填，防止周邊污染物進(jìn)入鉆孔對(duì)土壤和地下水產(chǎn)生污染。但是，由于管理不當(dāng)，常出現(xiàn)鉆孔或監(jiān)測(cè)井直接廢棄而不回填的情況，導(dǎo)致嚴(yán)重的二次污染。

4)我國(guó)對(duì)于污染場(chǎng)地管理與修復(fù)這一方面的法律法規(guī)還不夠完善，相關(guān)部門(mén)缺少針對(duì)污染場(chǎng)地調(diào)查設(shè)置的機(jī)構(gòu)和管理人員，因管理不夠而導(dǎo)致項(xiàng)目的實(shí)施遇到多方面的困難，難以長(zhǎng)期進(jìn)行下去。

3.2 采樣建議

在實(shí)際采樣過(guò)程中，由于不規(guī)范導(dǎo)致采集到的樣品不具有代表性，使得采樣結(jié)果出現(xiàn)偏差。針對(duì)以上出現(xiàn)的問(wèn)題，提出如下建議：

1)在鉆探之前，需要進(jìn)行場(chǎng)地偵查，了解場(chǎng)地或周?chē)鷧^(qū)域可能存在的污染源，進(jìn)一步查詢(xún)資料，確定污染物類(lèi)型、濃度以及空間分布。另外，應(yīng)該在垂直和水平方向描述和定義選定地點(diǎn)內(nèi)的土壤和地下水條件。根據(jù)不同的污染情況及地質(zhì)條件，選擇適合的鉆探方法以及鉆井設(shè)備。

2)無(wú)論是土壤還是地下水，取樣設(shè)備使用前后清洗工作都必須到位，防止點(diǎn)位之間存在交叉污染。所有鉆孔可以用一個(gè)能夠鎖定的蓋子蓋住，以避免地表水、灰塵或者其他異物的進(jìn)入。另外，套管、鉆進(jìn)液和鉆孔中使用的任何材料都不可以有污染物。

3)對(duì)于地下水來(lái)說(shuō)，盡可能地根據(jù)地球物理調(diào)查[12]來(lái)選擇最優(yōu)的鉆井方法。在安裝監(jiān)測(cè)井時(shí)，首先考慮不使用或者少量使用鉆進(jìn)液的方法。在鉆井同時(shí)利用套管前進(jìn)能夠最小化鉆進(jìn)液對(duì)井壁的侵入影響，但是在取樣之前，必須去除套管中的積水。一般來(lái)說(shuō)，至少去除3套管體積的積水[49]。如果鉆井時(shí)要對(duì)監(jiān)測(cè)井進(jìn)行水質(zhì)取樣，也必須考慮鉆進(jìn)液侵入井壁造成的損害以及含水層污染。

3.3 發(fā)展趨勢(shì)

采樣是污染場(chǎng)地調(diào)查中非常重要的一步，采集的樣品好壞對(duì)于調(diào)查結(jié)果有決定性作用。因此，要根據(jù)污染場(chǎng)地的條件和調(diào)查目的選擇最合適的方法，嚴(yán)格按照步驟采集最具代表性的樣品。目前，國(guó)外對(duì)于土壤和地下水采樣的技術(shù)無(wú)論在理論還是實(shí)踐方面都較為成熟，我國(guó)在借鑒學(xué)習(xí)國(guó)外采樣技術(shù)和引進(jìn)使用國(guó)外采樣設(shè)備的同時(shí)，更要自主研發(fā)適用于我國(guó)污染場(chǎng)地調(diào)查需求的采樣技術(shù)和設(shè)備，以提高我國(guó)污染場(chǎng)地調(diào)查水平。

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Research Progresses on Sampling Survey Technology and Equipment for Contaminated Sites

SONG Jiayin1,2, ZHAO Ling2, TENG Ying2*, LUO Yongming2, XU Defu1*

(1 School of Environmental Science and Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China; 2 Key Laboratory of Soil Environment and Pollution Remediation, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China)

In recent years, with the development of soil pollution surveys of enterprise lands in key industries and the standardization of environmental survey systems for construction lands, the market demands for polluted site surveys have increased dramatically in China. Contaminated site sampling is an important link to ensure the reliability of site survey results, but the research and practice of survey techniques and equipment on contaminated sites are still in the initial stage. Therefore, in order to provide basic information on the research and development of in situ weak disturbance sampling techniques and equipment for polluted site surveys in China, in this paper, the current advanced soil and groundwater sampling techniques and equipment at home and abroad were systematically reviewed, including their development, scope of application, advantages and disadvantages, the reasons for the disturbance of the sampling equipment during the sampling process were analyzed, and the problems and development trends in the field sampling process were finally summarized.

Contaminated site; Survey sampling; Sampling technology; Sampling equipment

X53

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.03.004

宋家音, 趙玲, 滕應(yīng), 等. 污染場(chǎng)地采樣調(diào)查技術(shù)與設(shè)備研究進(jìn)展. 土壤, 2021, 53(3): 468–474.

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2018YFC1800800)資助。

(yteng@issas.ac.cn; defuxu1@163.com)

宋家音(1995—)，女，江蘇南通人，碩士研究生，主要從事污染場(chǎng)地調(diào)查技術(shù)與設(shè)備采樣性能驗(yàn)證研究。E-mail : 1933696540@qq.com