淺談《地塊土壤和地下水中揮發(fā)性有機(jī)物采樣技術(shù)導(dǎo)則》對現(xiàn)場采樣的指導(dǎo)

尹炳奎

(上海潔壤環(huán)保科技有限公司，上海 201615)

眾所周知，土壤和地下水環(huán)境調(diào)查和監(jiān)測中都需要現(xiàn)場采樣[1]，這個現(xiàn)場采樣也特指土壤和地下水的采樣，然而，關(guān)于現(xiàn)場采樣的具體要求和規(guī)范，雖然散落于近年來頒布的相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則和規(guī)范中，但都沒有詳細(xì)的技術(shù)指導(dǎo)和操作規(guī)程。直到《地塊土壤和地下水中揮發(fā)性有機(jī)物采樣技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 1019-2019)(以下簡稱為“HJ1019”)[2]的發(fā)布實(shí)施，才有了與場地環(huán)境調(diào)查(土壤和地下水環(huán)境調(diào)查)工作更為匹配和更具針對性的技術(shù)指導(dǎo)。

查看導(dǎo)則的編制說明，可以了解到HJ1019的出臺歷經(jīng)了4年多的研究和多輪修訂，一方面可以看出當(dāng)年立項(xiàng)的前瞻性，一方面也可以感受到一個技術(shù)導(dǎo)則的出臺需要較長的論證周期。作為從事土壤和地下水現(xiàn)場采樣服務(wù)多年的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，以下就導(dǎo)則對現(xiàn)場采樣的指導(dǎo)匯總?cè)缦拢?/p>

1 導(dǎo)則的適用范圍

首先，導(dǎo)則適用范圍規(guī)定了本標(biāo)準(zhǔn)適用于地塊土壤和地下水環(huán)境調(diào)查和監(jiān)測中揮發(fā)性有機(jī)物的現(xiàn)場采樣，意味著只有涉及揮發(fā)性有機(jī)物的現(xiàn)場采樣都應(yīng)該遵循該導(dǎo)則。依據(jù)場地環(huán)境調(diào)查/監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則，場地環(huán)境調(diào)查中通?？梢苑譃槌醪秸{(diào)查和詳細(xì)調(diào)查，初步調(diào)查通常都會分析HJ36600中的45項(xiàng)，其中含有23項(xiàng)揮發(fā)性有機(jī)物，這就意味著HJ1019適用于初步調(diào)查的現(xiàn)場采樣工作。在詳細(xì)調(diào)查中，由于污染物的范圍縮小，可能只涉及重金屬或者半揮發(fā)性有機(jī)物，而沒有揮發(fā)性有機(jī)物因子超標(biāo)，從污染因子類型來說，可以不參考上述導(dǎo)則，但由于項(xiàng)目的延續(xù)性以及該導(dǎo)則的時新性，依然可以參考該導(dǎo)則作為現(xiàn)場采樣的標(biāo)準(zhǔn)。

其次，依據(jù)《污染地塊土壤和地下水中揮發(fā)性有機(jī)物采樣技術(shù)導(dǎo)則》(征求意見稿)編制說明，導(dǎo)則的名稱也有多次修訂，從之前的“污染地塊”到最終發(fā)布的“地塊”，擴(kuò)大了使用的范圍，同時也體現(xiàn)命名的準(zhǔn)確性，因?yàn)楹芏鄨龅丨h(huán)境調(diào)查的初期是很難辨識目標(biāo)場地是否屬于污染地塊。

2 土壤鉆探與采樣

2.1 土壤鉆探工具的適用性

土壤采樣需要用到專業(yè)的鉆探設(shè)備，導(dǎo)則中對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行了適用性分析，目前主要采用的土壤鉆探設(shè)備有沖擊式鉆機(jī)和直壓式鉆機(jī)。沖擊式鉆機(jī)的主要代表是傳統(tǒng)工程地質(zhì)鉆機(jī)，也叫探礦鉆機(jī)，該類鉆機(jī)具有沖擊和回旋兩種鉆探法；而直壓式鉆機(jī)的主要代表是進(jìn)口的Geoprobe鉆機(jī)，及其類似的國產(chǎn)鉆機(jī)。導(dǎo)則中強(qiáng)調(diào)，土壤的鉆探要防止土壤的擾動和發(fā)熱，以減少揮發(fā)性有機(jī)物的損失，因此進(jìn)一步明確了空氣鉆探和回旋鉆探都是不允許的，這也與目前土壤采樣領(lǐng)域廣泛采用的設(shè)備較為一致。

2.2 土壤樣品現(xiàn)場篩查

關(guān)于土壤樣品的篩查，導(dǎo)則中針對揮發(fā)性有機(jī)物的快速識別，也明確了相關(guān)便攜式儀器的選擇，主要包括基于紫外燈的便攜式光離子化檢測儀(PID)和基于氫氣燃燒的便攜式火焰離子化檢測儀(FID)，兩種儀器的檢測范圍、靈敏度和干擾因素等方面進(jìn)行了介紹。參比導(dǎo)則中匯總的部分揮發(fā)性有機(jī)物的電離電位，當(dāng)前廣泛采用的PID紫外燈電能為10.6eV，表中32種揮發(fā)性物質(zhì)有12種沒有覆蓋。從法律用詞來看，關(guān)于儀器的選用，導(dǎo)則中文字用的是“應(yīng)”，“優(yōu)先”，“選用合適的”等，可見導(dǎo)則也充分考慮了當(dāng)前行業(yè)和儀器的現(xiàn)狀，同時也兼顧了儀器在篩查中的定位，在執(zhí)行中保留了一定的靈活性。

3 地下水監(jiān)測井建設(shè)與采樣

3.1 監(jiān)測井建設(shè)的相關(guān)依據(jù)

關(guān)于地下水采樣，導(dǎo)則中提出應(yīng)建地下水監(jiān)測井，并對井管的內(nèi)徑做了要求，一般為5-10cm，特殊情況可以放大，因此，原則上早期外資咨詢公司在特殊項(xiàng)目中設(shè)置的1英寸臨時井以及地下水快速采樣就不宜推行。監(jiān)測井的建設(shè)應(yīng)符合HJ25.1，HJ25.2和HJ/T164的相關(guān)要求，事實(shí)上HJ25中對地下水監(jiān)測井的要求描述較少。值得一提的是《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》HJ/T164-2004，該規(guī)范中指出“應(yīng)選用取水層與監(jiān)測目的層相一致、且是常年使用的民井、生產(chǎn)井為監(jiān)測井，一般不專門鉆鑿。新鑿監(jiān)測井的終孔直接不宜小于0.25m，井管內(nèi)徑不宜小于0.1m，反濾層厚度不小于0.05m，成井后應(yīng)進(jìn)行抽水洗井”等。由于該規(guī)范于2004年12月9日頒布實(shí)施，當(dāng)時主要適用于國控監(jiān)測井/地方控制監(jiān)測井的設(shè)置。因此，考慮到場地環(huán)境調(diào)查屬于新興領(lǐng)域，新頒布的HJ1019中對地下水監(jiān)測井建設(shè)的要求，應(yīng)該是在日常工作開展中要遵守的。

3.2 監(jiān)測井建設(shè)的設(shè)備

HJ1019對監(jiān)測井的鉆探設(shè)備進(jìn)行了對比，傳統(tǒng)的直接旋轉(zhuǎn)鉆，繩索沖擊鉆或空心鉆桿螺旋鉆都是適用的，同時也明確了空氣旋轉(zhuǎn)鉆是不允許的。此外，對建井的材料進(jìn)行了綜合分析，可供選擇的井管材質(zhì)有：不銹鋼，高密度聚乙烯(HDPE)，硬質(zhì)聚氯乙烯(UPVC)，聚四氟乙烯(PTFE)和丙乙烯-苯乙烯-丁二烯共聚物(SBS)等五種，其中不銹鋼和PTFE材質(zhì)適用于各類場地情形，而UPVC是最常用的，且?guī)缀跛械捻?xiàng)目(高溫區(qū)域以外)都是用UPVC作為井管。但是，依據(jù)HJ1019，UPVC井管是不適用于存在高密度非水相液體(有機(jī)氯溶劑)的情形。在實(shí)際工作中，也發(fā)現(xiàn)存在有機(jī)氯類物質(zhì)嚴(yán)重污染的場地，UPVC材質(zhì)的井管會發(fā)生變軟變形的現(xiàn)象。此外，由于場地環(huán)境調(diào)查通常分為初步調(diào)查和詳細(xì)調(diào)查，初步調(diào)查中難以識別污染的程度且間隔的時間較短，因而在實(shí)際作業(yè)中，依然可以采用更為經(jīng)濟(jì)和便利的UPVC作為井管，若后續(xù)的詳細(xì)調(diào)查或者修復(fù)項(xiàng)目用的監(jiān)測井，則可以依據(jù)識別的污染狀況優(yōu)化調(diào)整。

3.3 成井洗井

監(jiān)測井建設(shè)完成8h后，需要進(jìn)行成井洗井，HJ1019中也對成井洗井進(jìn)行了定義，“地下水監(jiān)測井建設(shè)完成后，去除監(jiān)測井中所有污染物或鉆井產(chǎn)生的巖層破壞以及來自天然巖層的細(xì)小顆粒，使得篩管周邊地下水水力特征恢復(fù)的過程”。因此，超量的抽水和汲取是需要的，但HJ25.2中提及反沖和氣洗等常見洗井方法，由于對地下水有較大的擾動，會對地下水中可能的揮發(fā)性有機(jī)物造成比較大的影響，是不允許的。關(guān)于成井洗井水量，導(dǎo)則中規(guī)定了不少于3倍井體積，同時也給出了井體積的計(jì)算公式，但由于缺少對常用建井方式的相關(guān)參數(shù)建議，不同作業(yè)單位計(jì)算的井體積會有一定的差異。關(guān)于成井洗井的要求，HJ25.2中描述的比較簡單，且沒有對水質(zhì)參數(shù)測試進(jìn)行明確要求，7.2.7中提到“地下水采樣前應(yīng)先進(jìn)行洗井，采樣應(yīng)在水質(zhì)參數(shù)和水位穩(wěn)定后進(jìn)行”，對采樣前洗井有了水質(zhì)參數(shù)的相關(guān)要求。HJ1019中則對成井洗井的要求進(jìn)行了細(xì)化，并明確需要采用便攜式水質(zhì)測定儀進(jìn)行測試，并依據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，有兩種結(jié)束洗井的方式，一是出水濁度小于或等于10NTU；一是出水濁度大于10NTU，但每個間隔約1倍井體積的洗井水量對出水的濁度、電導(dǎo)率和pH進(jìn)行連續(xù)三次測定，在規(guī)定的變化范圍即可。

3.4 地下水濁度

在實(shí)際工作中，地下水監(jiān)測井的濁度是一個非常難以實(shí)現(xiàn)的參數(shù)，針對導(dǎo)則中推進(jìn)的成井洗井設(shè)備進(jìn)行綜合分析，洗井設(shè)備有潛水泵，貝勒管或慣性泵等。貝勒管因?yàn)槠洳僮骱唵吻医?jīng)濟(jì)，是目前成井洗井使用最多的設(shè)備，但對于洗井效果而言，貝勒管由于人工抽提且質(zhì)地比較輕，其工作效率較低且難以去除井內(nèi)下沉的細(xì)小顆粒；潛水泵由于井管管徑的狹小、需要使用一次性出水管材，以及井內(nèi)泥沙對泵體容易造成損壞，因而目前PE質(zhì)的潛水泵應(yīng)用較少，而不銹鋼的潛水泵大多為進(jìn)口，價格較為昂貴；而慣性泵，操作較為簡便，但對地下水中揮發(fā)有機(jī)物依然有一定的影響，國內(nèi)目前應(yīng)用較少。在實(shí)際作業(yè)過程中，部分監(jiān)測井由于成井反濾層的厚度不足，或者場地特殊的地質(zhì)條件，常常導(dǎo)致成井洗井的濁度偏高且難以穩(wěn)定。作為從業(yè)單位，也咨詢導(dǎo)則編制單位的意見，其反饋是濁度不應(yīng)該成為成井洗井中最關(guān)注的參數(shù)。

3.5 地下水采樣

采集地下水樣品，HJ1019中進(jìn)行了諸多規(guī)定，比如成井洗井結(jié)束后至少穩(wěn)定24h才可以采樣。地下水的采樣設(shè)備包括氣囊泵、不銹鋼潛水泵和配流速控制閥的貝勒管，且建議一般情況下，優(yōu)先選擇氣囊泵或潛水泵等機(jī)械采樣設(shè)備，并增加了現(xiàn)場測試的水質(zhì)指標(biāo)，相比于成井洗井，增加了氧化還原電位，溫度和溶解氧，同時還需要控制洗井的出水流速和降深，結(jié)合實(shí)際工作分析，要達(dá)到這個技術(shù)要求，進(jìn)口的不銹鋼潛水泵應(yīng)該是最適合的，但是由于該類專用地下水采用泵尚未實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，價格較為昂貴，實(shí)際工作中還是以貝勒管采樣為主。

4 質(zhì)量控制與安全管理

4.1 質(zhì)量控制

HJ1019中對質(zhì)量控制提出了明確的要求，包括全程序空白樣，運(yùn)輸空白樣，設(shè)備空白樣等，對采樣過程和樣品的流轉(zhuǎn)提出更高的要求。

4.2 健康防護(hù)與廢物處置

HJ25.1中提及了采樣的安全計(jì)劃，但在HJ1019中提出了更為具體且人性化的要求，比如采樣人員應(yīng)佩戴合適的防護(hù)器具，減少吸入，避免與污染土壤和地下水直接接觸。此外，對于采樣過程中的剩余土壤、洗井和設(shè)備清洗廢水都提出了更為具體的要求，土壤和廢水等廢物都需要收集，并明確不允許任意丟棄或排放，應(yīng)結(jié)合后續(xù)的檢測結(jié)果，按照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978或者污染土壤進(jìn)行綜合管理和合法合規(guī)處理。

5 結(jié)語

場地環(huán)境調(diào)查在中國啟動較晚，目前在采樣規(guī)范，采樣設(shè)備，采樣技術(shù)等方面還需要逐步完善。HJ1019于2019年頒布實(shí)施，雖然定位于揮發(fā)性有機(jī)物，但實(shí)際上已經(jīng)覆蓋了場地環(huán)境調(diào)查需要遵循的大部分技術(shù)要求，因而也就成為目前場地環(huán)境調(diào)查領(lǐng)域主要參照的技術(shù)導(dǎo)則，充分的了解其制訂的緣由，并結(jié)合實(shí)際工作綜合分析，對于從業(yè)單位更好的開展相關(guān)工作有較好的借鑒意義。