土壤质量土壤气体取样指引-编制说明-全国土壤质量标准化技术.pdf

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1、土壤质量土壤质量取样取样第七部分：土壤气体取样指南第七部分：土壤气体取样指南编制说明编制说明（征求意见稿）（征求意见稿）南京师范大学南京师范大学二一六年五月二一六年五月目录目录1编制目的和意义.12任务来源.23。编制过程.23.1 预研阶段.23。2 立项阶段.23.3 起草阶段.24。国内外相关分析方法研究.35 标准制订的基本原则和技术路线.35。1 标准制订的基本原则.35.2 标准制订的技术路线.36 标准技术内容说明.46.1 标准适用范围.46.2 规范性引用文件.46.3 术语和定义.46.4 需要考虑的初步要点.56.5 土壤气体采样的调查目的.56。6 制定技术方案.66。

2、7 附录.87、与现行法律、法规、标准的协调性.88、国内外有关标准现状.89、对标准贯彻的建议.81 1编制目的和意义编制目的和意义涉及人身健康及安全预防的现场土壤及地下土壤气体的分析,是评价土壤或垃圾堆填土1质量的重要指标，同时一些高度挥发性有机化合物或无机蒸气（汞），它们在土壤及地下水污染调查的框架中具有特殊意义。取样方法是决定测试数据的先决条件.目前,我国教学、科研机构已经摸索建立了相关测试方法，但与国际通行方法有差别，也未形成与 REACH 方法相符的国家标准.借鉴 ISO 国际标准，规范我国土壤气体取样方法,确保土壤气体测试结果的相对可比性,可以为土壤气体评估和风险评价提供高质量的

3、试验数据，也为我国应对REACH 法规和测试数据的国际互认提供有利条件.2 2任务来源任务来源2011 年 12 月 30 日中国标准化管理委员会下达了 关于下达 2011 年第三批国家标准制修订计划的通知(国标委综合2011 82号）,其中土壤气体取样指南获得批准成为 2011年第三批国家标准制订计划项目，计划编号 20111822-T-326，主管部门为农业部,技术归口单位为全国土壤质量标准化技术委员会，由南京师范大学承担起草工作。3 3。编制过程编制过程3 3。1 1 预研阶段预研阶段2011 年 4 月，由中国科学院南京土壤研究所向全国土壤质量标准化技术委员会提出本标准的标准建议书和标

4、准草案.同时开始查阅文献，收集国际、国家和行业的标准、规范和专著，联络合作单位和具体起草成员。3.23.2 立项阶段立项阶段2011 年 12 月 30 日,根据国标委综合2011 82 号文件的要求，土壤气体取样指南获得批准成为 2011 年第三批国家标准制订计划项目，计划编号 20111822-T326，由南京师范大学承担起草工作。3.33.3 起草阶段起草阶段2012 年 5 月 8 日，按全国土壤质量标准化技术委员会下达的全国土壤质量标准化技术委员会关于 2011年土壤质量标准项目制定工作组的安排(土壤质量标委会函字 2012 4号)，成立标准起草工作组,开始工作组讨论稿和编制说明的编

5、写工作。2012 年 6 至 12 月根据收集的资料修改和完善预研阶段的标准草案，形成工作组讨论稿初稿.2013 年 4 月至 2016 年 1 月,标准编制组根据江苏省质量和标准化研究院反馈意见，对标准文本和编制说明进行了调整与修改,同时编制单位进行了相关资料的收集，形成了标准文本和征求意见稿编制说明初稿。2016 年 4 月至 7 月，标准编制组将修改后的标准文本和征求意见稿编制说明初稿再次2发至江苏省质量和标准化研究院进行格式规范,根据其意见进一步完善了征求意见稿和编制说明，最终形成了标准文本征求意见稿和征求意见稿编制说明。2016 年 8 月，标准编制组将标准工作组讨论稿终稿、工作组讨

6、论稿编制说明和征求意见稿申报表提交全国土壤质量标准化技术委员会。4.4.国内外相关分析方法研究国内外相关分析方法研究较早研究土壤气体取样方法的主要国际组织是 ISO，2005 年其发布了该方法的第一版ISO 103817。基于此标准，2006 年法国标准化协会（NF）、2007 年德国标准化协会（DIN）和西班牙标准化协会（UNE）相继颁布等同采用 ISO 103817 的版本，标准编号分别为NF X31-008-72006,DIN ISO 103817-2007 和 UNEISO 1038172010。ISO 103817标准气体取样方法具有下列特点：（1）对涉及人身健康及安全预防的现场土壤

7、及地下土壤气体的分析和一些高度挥发性有机化合物或无机蒸气（汞）的具体适用范围做出了明确规定，提高了方法的实用性;(2)增加了土壤气体质量控制标准,对气体取样方法的质量要求做出具体规定，提高了气体取样的准确度和可靠性。目前，国内相关土壤气体取样方法还无此方面的研究。5 5 标准制订的基本原则和技术路线标准制订的基本原则和技术路线5 5。1 1 标准制订的基本原则标准制订的基本原则本标准为等同采用土壤质量取样-第七部分：土壤气体取样指南（ISO103817:2005，IDT），即 Soil quality Sampling-Part 7：Guidance on sampling of soil g

8、as。5.25.2 标准制订的技术路线标准制订的技术路线5 5。2 2。1 1 文献调研：对国内外相关标准和文献资料进行调研，翻译和整理 ISO 分析方法标准制订 103817：2005，确定转化 ISO 方法,确定技术路线；5.25.2。2 2 编制标准的征求意见稿和编制说明；5 5。2 2。3 3 对征求的意见进行汇总，编制标准的送审稿和编制说明；5 5。2 2。4 4 送审稿经审查合格后，提交标准报批稿及编制说明；5.25.2。5 5 报批稿经审查合格后发布。本标准制订的具体技术路线，见图1。3国标委下达修订任务成立标准编制组资料调研国内外相关标准情况调研翻译和研究 ISO 10381-

9、7：2005 主要技术内容确定制定本标准的方法和要求编制标准方法文本和编制说明（征求意见稿、征求意见并汇总处理、送审稿、技术审查及完成报批稿）图图 1 1 标准制订的技术路线图标准制订的技术路线图6 6 标准技术内容说明标准技术内容说明6 6。1 1 标准适用范围标准适用范围此标准包含关于土壤气体的取样指南,不适用于从土壤中进入大气的气体测定、大气气体取样或被动式取样程序。6 6。2 2 规范性引用文件规范性引用文件ISO 103811,土壤质量取样第一部分：取样程序设计指南ISO 10381-2，土壤质量取样第二部分：取样技术指南ISO 103813，土壤质量取样第三部分：安全指南ISO 1

10、10741，土壤质量词汇-第一部分：有关土壤保护和污染的术语和定义ISO 110742,土壤质量词汇第二部分:有关取样的术语和定义6 6。3 3 术语和定义术语和定义为了使标准内容易于理解，本标准规定了以下重要术语和定义：主动式气体取样、生物4降解、钻孔、富集/吸附方法、死体积、直接方法、直接计数检测管、气体运移、气体监测井、气体采样、废弃物堆填土、垃圾堆填土气体、爆炸下限、被动式土壤气体取样、永久气体、样本容积、土壤气体、土壤气体监测装置、土壤气体探测器、土壤气体取样探头、土壤气体抽取试验、两阶段土壤气体取样和挥发性有机化合物（VOCs）。6.46.4 需要考虑的初步要点需要考虑的初步要点土

11、壤气体的取样技术（包括后续分析程序）应符合调查要求，也应该考虑调查土壤的性质以及污染的性质及分布、地质和水文地质，采取一切措施防止交叉污染。气体采样工作开始之前，应对土壤进行全面检验以保证没有设施或结构处于风险之中，以及无危险存在（更多关于取样技术及安全的信息见ISO 10381-2 及 ISO 103813）。当采集靠近表面的土壤气体时，需要考虑环境空气渗入的影响.取样深度取决于土壤表面不透性覆盖层的存在、土壤类型（孔性、粘土含量等）以及基岩深度。低温条件易造成土壤气体取样困难。岩土的霜冻极大地限制了土壤中气体的移动性，应该在取样规划、实施以及对测定结果的解读中加以考虑.同样，水饱和岩土也可

12、能限制土壤气体的移动性。冰冻地面下的土壤气体取样的主要问题是由于岩土的冰冻及非冰冻部分中间的分区中水分含量高，造成空气填充孔隙度减小.其结果,必须从更大的深度取得样本。取样时应充分注意一下几点取样时应充分注意一下几点:第一，土壤及土下的一些气相有机污染物可能具有严重程度不一的生态毒理学风险,基于此，应根据其潜在毒性（估计或测定的），人员必须配备恰当的保护材料.第二，某些有机烟气可以与空气一起产生爆炸性混合物（起爆限及自燃温度都应加以考虑），因此适用于在爆炸性空气的电力设备及工具的使用是必须的。第三，任何时候都应该考虑健康及安全事项,必须提供培训使人员了解必要的预防。(更多安全信息见 ISO 1

13、0381-3.）6 6。5 5 土壤气体采样的调查目的土壤气体采样的调查目的由于土壤及垃圾堆填土中的气体具有不同的物理性质和浓度范围，以及土壤气体取样目标具有很大范围的多样性,本导则中，气体采样目标包括土壤和垃圾堆填土气体中的永久气体及挥发性有机化合物（VOCs).6.5.16.5.1 土壤和垃圾堆填土气体中的永久气体调查目的土壤和垃圾堆填土气体中的永久气体调查目的主要包括分析土壤气体组成和测定现场上的浓度差、垃圾堆填土的气体组成.56 6。5.25.2 对土壤气体进行对土壤气体进行 VOCsVOCs分析的主要目标如下：分析的主要目标如下：测定局部浓度及其变化幅度、测定输入地点及污染中心的位置

14、(测得最高浓度的区域)、测定水平及垂直分布、地下水污染制图、观测随时间变化的空间分布、进行测定以验证修复措施有效性。6.66.6 制定技术方案制定技术方案6 6。6 6。1 1 永久气体永久气体永久气体取样策略应该因具体场地而定,以研究场地的具体条件及场地调查中得到的信息为基础（见附录 C），应充分考虑任何侵入式活动都会影响运移模式,并充当气体运移通道。根据场地调查目标、场地概念模型，并考虑健康及安全、地下设施位置等方面，事先规划好取样位置、监测井或其他选用的技术，表1 为各种不同的取样技术。表表 1 1永久气体的采集选项永久气体的采集选项方法描述非常迅速便宜易于安装便宜且易于使用允许对固体进

15、行非针对性取样比砸钉/浅层探测器深最小的岩土干扰最大深度 10m可以通过供分析的岩土建立土壤气体剖面能达到很大深度通过钢缆冲击技术形钻孔（无冲洗装置）成加套管的钻孔，在其中安装穿孔竖管。立管由砾石包围，且抽出套管对岩土的最小干扰可以在一个钻孔中安装几个立管,对不同深度观测钻进过程中可以对不同深度的地层取样可以监测地下水可以通过供分析的岩土建立土壤气体剖面同上，但是注意以下几点：钻孔（带冲洗装置）同上，但是孔由放置工具钻进，并用空气或水冲洗以利于岩石穿透同上，但是比钢缆冲击快相对具有移动性的钻井装置用水冲洗可扩散污染用空气冲洗可造成土壤气体的运移避免对下含水层造成污染6相对较慢及昂贵可能存在到达

16、问题将污染物质带到表面需注意避免造成对下伏含水层的污染优点缺点最大深度 2m可能堵塞可证实气体存在，不能证实其不存在费体力不能穿过有难度的岩土费时不能穿过障碍物在粘质土壤中可能产生拖涂现象，会限制气体进入探孔浅层探测器中空的开孔管压入岩土并连接气体检测器螺纹钻使用手持式螺纹钻钻入岩土具有实心头锥的中空击入式探测器管。机械式击入岩土。易于携带因而不大可能存在到达问题监测管安装于中空管内。提起中空管，头锥留在原处。由于冲洗的影响，不能测定土壤气体剖面不同浓度范围内的各气体测试需要专门的仪器，如果使用便携式仪器,应该将其牢固地连结到取样点，并让气体流经仪器，直至获得稳定的读数,取得峰值及稳态浓度读数

17、。土壤气体的检验受到多种影响因素的干扰，造成误差及误读。在取样规划中必须采用一系列的质量控制程序,主要包括：采集质量控制样本、使用标准化田间取样方式、记录田间仪器的校准及使用情况和测试取样和贮存设备的气密性.6.66.6。1 1 挥发性有机化合物（挥发性有机化合物（VOCs)VOCs)土壤 VOCs 气体采集没有通用策略和程序制定,但要考虑场地的具体情况及场地调查的目标，附录C 提供一些典型的示例。VOCs 气体的采集，或使用一阶段，或使用两阶段程序（从开放或封闭的钻孔中,或从土壤气体测试位置取样），对土层的取样或者通过直接探查,或者单独取样分几步进行（土壤气体剖面)。用于对 VOC 进行土壤

18、气体采集的标准装备列于表 2。表表 2 2 用于对用于对 VOCVOC 进行土壤气体采集的标准装备进行土壤气体采集的标准装备装备及用途用于击入土壤气体探测器的电锤，用窗口取样器对钻孔进行安装运行电力驱动设备的发电机起重器（液压或机械)用于钻穿密封或固化表面的电力驱动锤或取芯钻设备土壤气体探测器稳定、耐热、惰性（不锈钢)、易于操作、可气密性延伸、易清洗、死容积已知、规定的关闭开口面积取样头必要时配备垫片必要时将气体剂量阀与探测器头部（此处的头部是指的上端)相连,使用气相色谱进行直接测定抽取土壤气体用的气泵根据气体流量可调，可能具有连续可调的理想气体容积（也即气体流量计）使用直接读数检测管时 针对

19、检测器管类型的适当的波纹真空管压力表（如未集成到气泵）气体流量计检测土壤气体取样过程中形成的负压如检测取样容积的气体流量计控制气体流量的变面积流量计（即浮子流量计）必要时，水分离器取样装置如 Wulff 瓶如巴氏吸管,gas mice、带聚四氟乙烯衬里垫片的翻边瓶（顶空进样瓶，容积为 10 或 20ml,在注射器插入及抽出之后,垫片会自动封闭）7使用要求及限制应避免石油燃料引擎产生的废气、汽油及油料可能造成污染发电机安装于有充足距离及恰当风向的地方使用之前对取样装置以及，在需要时，对瓶盖进行加热，防止污染转移所谓的气体袋不适合于分析 VOCs带喷灯的贮气罐（丁烷)翻边瓶的封闭指示器带保护管的吸

20、附管用于烧熔装样本的巴斯德吸管使用铝质密封圈将垫片在安瓿上进行气密性扣紧装有活性碳或 XAD-4用于运输及贮存的气密性的可密封保护管净化剂或装备玻璃注射器抽取设备（负压泵或大容量注射器）连结管计时装置用于测定取样开始时间或取样时长气压计，观测（几次测定）取样位置的空气压力温度计，用以测定环境及土壤气体温度用于测定相对大气湿度的干湿表气密可能由惰性材料(不锈钢）制成VOCs 取样规划中必须采用一系列的质量控制程序，其质量保证同永久性气体.VOCs 的采集通常在注射器或土壤气体取样探测器的帮助下进行。样本转移到收集容器（有垫片的瓶、气密性密封的玻璃安瓿），通过吸附材料富集(活性碳或吸附树脂）,气相

21、色谱仪或直读检测管进行直接测定.含 VOCs 的样本运输应隔绝光照，取样 24 小时内样本应到达实验室,并在随后的 24 小时内进行分析。6 6。7 7 附录附录参照 ISO 103817：2005 和等同采用标准编制要求,本标准有 4 个资料性附录，分别为取样准则、土壤气体调查策略、测定气体流速的设备和测定永久气体浓度的便携式仪器。7 7、与现行法律、法规、标准的协调性、与现行法律、法规、标准的协调性本标准的制定附合中华人民共和国标准化法和 国家标准管理办法。目前我国没有和土壤气体取样指南相关的国家标准和行业标准。本标准的制定主要是规范我国土壤气体取样方法，扩大其应用范围，为推荐性标准，与现行的法律、法规无冲突。8 8、国内外有关标准现状、国内外有关标准现状ISO 10381-7：2005 是由国际土壤质量技术委员会(ISO/TC190）分技术委员会（SC2，采样方法）制定的。我国目前没有相关标准。本标准等同采用ISO 10381-7：2005 标准,形成我国土壤质量领域中土壤气体取样指南。9 9、对标准贯彻的建议、对标准贯彻的建议本标准提供土壤气体的取样方法指南,是研究土壤的基础性标准。标准实施后，对土壤学研究具有重要指导意义.建议标准编制组组织标准宣贯,并提供技术咨询。8