淺談《地塊土壤和地下水中揮發性有機物采樣技術導則》對現場采樣的指導

尹炳奎

(上海潔壤環保科技有限公司，上海 201615)

眾所周知，土壤和地下水環境調查和監測中都需要現場采樣[1]，這個現場采樣也特指土壤和地下水的采樣，然而，關于現場采樣的具體要求和規范，雖然散落于近年來頒布的相關技術導則和規范中，但都沒有詳細的技術指導和操作規程。直到《地塊土壤和地下水中揮發性有機物采樣技術導則》(HJ 1019-2019)(以下簡稱為“HJ1019”)[2]的發布實施，才有了與場地環境調查(土壤和地下水環境調查)工作更為匹配和更具針對性的技術指導。

查看導則的編制說明，可以了解到HJ1019的出臺歷經了4年多的研究和多輪修訂，一方面可以看出當年立項的前瞻性，一方面也可以感受到一個技術導則的出臺需要較長的論證周期。作為從事土壤和地下水現場采樣服務多年的技術團隊，以下就導則對現場采樣的指導匯總如下：

1 導則的適用范圍

首先，導則適用范圍規定了本標準適用于地塊土壤和地下水環境調查和監測中揮發性有機物的現場采樣，意味著只有涉及揮發性有機物的現場采樣都應該遵循該導則。依據場地環境調查/監測技術導則，場地環境調查中通常可以分為初步調查和詳細調查，初步調查通常都會分析HJ36600中的45項，其中含有23項揮發性有機物，這就意味著HJ1019適用于初步調查的現場采樣工作。在詳細調查中，由于污染物的范圍縮小，可能只涉及重金屬或者半揮發性有機物，而沒有揮發性有機物因子超標，從污染因子類型來說，可以不參考上述導則，但由于項目的延續性以及該導則的時新性，依然可以參考該導則作為現場采樣的標準。

其次，依據《污染地塊土壤和地下水中揮發性有機物采樣技術導則》(征求意見稿)編制說明，導則的名稱也有多次修訂，從之前的“污染地塊”到最終發布的“地塊”，擴大了使用的范圍，同時也體現命名的準確性，因為很多場地環境調查的初期是很難辨識目標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的鉆探設備，導則中對相關的設備進行了適用性分析，目前主要采用的土壤鉆探設備有沖擊式鉆機和直壓式鉆機。沖擊式鉆機的主要代表是傳統工程地質鉆機，也叫探礦鉆機，該類鉆機具有沖擊和回旋兩種鉆探法；而直壓式鉆機的主要代表是進口的Geoprobe鉆機，及其類似的國產鉆機。導則中強調，土壤的鉆探要防止土壤的擾動和發熱，以減少揮發性有機物的損失，因此進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域廣泛采用的設備較為一致。

2.2 土壤樣品現場篩查

關于土壤樣品的篩查，導則中針對揮發性有機物的快速識別，也明確了相關便攜式儀器的選擇，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行了介紹。參比導則中匯總的部分揮發性有機物的電離電位，當前廣泛采用的PID紫外燈電能為10.6eV，表中32種揮發性物質有12種沒有覆蓋。從法律用詞來看，關于儀器的選用，導則中文字用的是“應”，“優先”，“選用合適的”等，可見導則也充分考慮了當前行業和儀器的現狀，同時也兼顧了儀器在篩查中的定位，在執行中保留了一定的靈活性。

3 地下水監測井建設與采樣

3.1 監測井建設的相關依據

關于地下水采樣，導則中提出應建地下水監測井，并對井管的內徑做了要求，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目中設置的1英寸臨時井以及地下水快速采樣就不宜推行。監測井的建設應符合HJ25.1，HJ25.2和HJ/T164的相關要求，事實上HJ25中對地下水監測井的要求描述較少。值得一提的是《地下水環境監測技術規范》HJ/T164-2004，該規范中指出“應選用取水層與監測目的層相一致、且是常年使用的民井、生產井為監測井，一般不專門鉆鑿。新鑿監測井的終孔直接不宜小于0.25m，井管內徑不宜小于0.1m，反濾層厚度不小于0.05m，成井后應進行抽水洗井”等。由于該規范于2004年12月9日頒布實施，當時主要適用于國控監測井/地方控制監測井的設置。因此，考慮到場地環境調查屬于新興領域，新頒布的HJ1019中對地下水監測井建設的要求，應該是在日常工作開展中要遵守的。

3.2 監測井建設的設備

HJ1019對監測井的鉆探設備進行了對比，傳統的直接旋轉鉆，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鉆是不允許的。此外，對建井的材料進行了綜合分析，可供選擇的井管材質有：不銹鋼，高密度聚乙烯(HDPE)，硬質聚氯乙烯(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材質適用于各類場地情形，而UPVC是最常用的，且幾乎所有的項目(高溫區域以外)都是用UPVC作為井管。但是，依據HJ1019，UPVC井管是不適用于存在高密度非水相液體(有機氯溶劑)的情形。在實際工作中，也發現存在有機氯類物質嚴重污染的場地，UPVC材質的井管會發生變軟變形的現象。此外，由于場地環境調查通常分為初步調查和詳細調查，初步調查中難以識別污染的程度且間隔的時間較短，因而在實際作業中，依然可以采用更為經濟和便利的UPVC作為井管，若后續的詳細調查或者修復項目用的監測井，則可以依據識別的污染狀況優化調整。

3.3 成井洗井

監測井建設完成8h后，需要進行成井洗井，HJ1019中也對成井洗井進行了定義，“地下水監測井建設完成后，去除監測井中所有污染物或鉆井產生的巖層破壞以及來自天然巖層的細小顆粒，使得篩管周邊地下水水力特征恢復的過程”。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性有機物造成比較大的影響，是不允許的。關于成井洗井水量，導則中規定了不少于3倍井體積，同時也給出了井體積的計算公式，但由于缺少對常用建井方式的相關參數建議，不同作業單位計算的井體積會有一定的差異。關于成井洗井的要求，HJ25.2中描述的比較簡單，且沒有對水質參數測試進行明確要求，7.2.7中提到“地下水采樣前應先進行洗井，采樣應在水質參數和水位穩定后進行”，對采樣前洗井有了水質參數的相關要求。HJ1019中則對成井洗井的要求進行了細化，并明確需要采用便攜式水質測定儀進行測試，并依據現場的實際情況，有兩種結束洗井的方式，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、電導率和pH進行連續三次測定，在規定的變化范圍即可。

3.4 地下水濁度

在實際工作中，地下水監測井的濁度是一個非常難以實現的參數，針對導則中推進的成井洗井設備進行綜合分析，洗井設備有潛水泵，貝勒管或慣性泵等。貝勒管因為其操作簡單且經濟，是目前成井洗井使用最多的設備，但對于洗井效果而言，貝勒管由于人工抽提且質地比較輕，其工作效率較低且難以去除井內下沉的細小顆粒；潛水泵由于井管管徑的狹小、需要使用一次性出水管材，以及井內泥沙對泵體容易造成損壞，因而目前PE質的潛水泵應用較少，而不銹鋼的潛水泵大多為進口，價格較為昂貴；而慣性泵，操作較為簡便，但對地下水中揮發有機物依然有一定的影響，國內目前應用較少。在實際作業過程中，部分監測井由于成井反濾層的厚度不足，或者場地特殊的地質條件，常常導致成井洗井的濁度偏高且難以穩定。作為從業單位，也咨詢導則編制單位的意見，其反饋是濁度不應該成為成井洗井中最關注的參數。

3.5 地下水采樣

采集地下水樣品，HJ1019中進行了諸多規定，比如成井洗井結束后至少穩定24h才可以采樣。地下水的采樣設備包括氣囊泵、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，優先選擇氣囊泵或潛水泵等機械采樣設備，并增加了現場測試的水質指標，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，結合實際工作分析，要達到這個技術要求，進口的不銹鋼潛水泵應該是最適合的，但是由于該類專用地下水采用泵尚未實現國產化，價格較為昂貴，實際工作中還是以貝勒管采樣為主。

4 質量控制與安全管理

4.1 質量控制

HJ1019中對質量控制提出了明確的要求，包括全程序空白樣，運輸空白樣，設備空白樣等，對采樣過程和樣品的流轉提出更高的要求。

4.2 健康防護與廢物處置

HJ25.1中提及了采樣的安全計劃，但在HJ1019中提出了更為具體且人性化的要求，比如采樣人員應佩戴合適的防護器具，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，應結合后續的檢測結果，按照《污水綜合排放標準》GB8978或者污染土壤進行綜合管理和合法合規處理。

5 結語

場地環境調查在中國啟動較晚，目前在采樣規范，采樣設備，采樣技術等方面還需要逐步完善。HJ1019于2019年頒布實施，雖然定位于揮發性有機物，但實際上已經覆蓋了場地環境調查需要遵循的大部分技術要求，因而也就成為目前場地環境調查領域主要參照的技術導則，充分的了解其制訂的緣由，并結合實際工作綜合分析，對于從業單位更好的開展相關工作有較好的借鑒意義。