一种测定土体中油类污染物含量的方法

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种测定土体中油类污染物含量的方法。

背景技术

石油污染土壤严重影响了油田区的经济发展和生态环境，石油类污染物对生态环境、地下水和人体健康的影响日益受到重视，因此，准确高效监测土体中石油类污染物含量具有重要作用。

当前，监测土壤中油类污染物含量的方法主要包括钻孔取样和现场开挖，然后将土壤样品带回实验室，利用重量法测定污染物含量。钻孔取样法相对准确，而且比较简单，技术要求低；现场开挖可准确圈定污染区域的范围。但是，钻孔取样会破坏油类污染物在地下的分布和富集的结构，可能造成污染物沿着钻孔继续向更深处运移；现场开挖成本高，耗费人力物力，不能及时有效地发现污染。这两种方法都具有破坏性，且周期长，实时性差，并且无法进行长期动态监测。同时，污染的样品需要避免潜在的健康危险和挥发损失。

此外，还有伽玛射线和X射线以及地球物理方法。伽玛射线和X射线有一定辐射危险；地球物理方法，例如电法、探地雷达、电磁法、多谱图像分析法和高密度电阻率成像法等被广泛应用于测定污染土壤中油类污染物的含量。但是，这些方法均通过反演计算获取油类污染物的饱和度，反演的多解性给数据处理和解释增加了不确定性；同时，这些方法提供的是区域平面上油类污染物的饱和度分布，不能准确得到土壤中油类污染物含量和垂直变化特征，不能够原位实时监测对油类污染物程度的变化。

由于现有技术中存在的这些问题，土体中油类污染物含量的测量方法需要进行进一步改善创新。

发明内容

本发明弥补了现有技术的缺陷，设计了一种测定土体中油类污染物含量的方法，该方法操作周期短，无需钻孔和取样，可以直接准确获取土体中油类污染物的体积含量，数据可靠。

本发明的技术方案是：

一种测定土体中油类污染物含量的方法，关键点是，所述方法包括以下步骤：

A、选定所需测定的土体区域，测定所需监测深度土体剖面的容积热容量C；

B、测定步骤A中所选深度土体相同样点的土壤体积含水量θ

C、按照如下公式计算油类污染物体积含量θ

θ

其中，θ

所述的步骤C中，利用得到的θ

所述的步骤A中，选取所需监测深度土体剖面的多个不同样点，测定得到一组容积热容量C；所述的步骤B中，选取步骤A中所选深度土体相同样点，测定得到一组土壤体积含水量θ

所述的步骤A中，使用便携式热特性分析仪，将其探头分别插入所需监测深度土体剖面的样点进行容积热容量C的测定；所述的步骤B中，使用便携针式水分速测仪，将其探针插入步骤A中所选深度土体相同样点进行土壤体积含水量θ

本发明的有益效果是：

1)本发明应用自动监测仪器，实现了土体中油类污染物体积含量的原位监测，可以及时发现污染，实时性强。

2)使用本方法进行测定的过程中，无需钻孔和取样，可以有效避免污染样品潜在的健康危险和挥发损失，无破坏性，无污染。

3)本发明通过测定土体的容积热容量和含水量，可以直接准确获取土体中油类污染物的体积含量，数据可靠。

附图说明

图1是本发明中土壤容积热容量与土体中液相总体积含量(包括油类污染物和水分)的关系趋势图。

具体实施方式

本发明涉及一种测定土体中油类污染物含量的方法，该方法先测定土体区域中的容积热容量和土壤体积含水量，然后通过两个变量来计算油类污染物体积含量，整个测定过程可以随时进行，测定周期短，测定结果数据准确，该方法详细的测定过程和计算方式通过具体实施例来进行阐述说明。

具体实施例，土体是由固体颗粒、液体和气体三相物质组成的一个表观分散体系，固体颗粒排列组合之间的孔隙中存在着液体和气体。土壤孔隙体积占土体总体积的百分比被称为土壤孔隙度，其实际范围大约占土体总体积的40％-60％。土壤越紧实，土壤孔隙度越小，土壤越松散，土壤孔隙度越大。存在土壤孔隙中的液体(包括水、油或其他液相物质)占土壤孔隙的百分比被称为饱和度，即为体积比，本发明中计算得到的结果则是油类污染物在整个表观土体中的污染程度，即为单位体积土体中油类污染物的重量。

公式推导过程如下：

首先，构建土壤容积热容量C、土壤中液相总体积含量θ之间的函数关系，选取27组土壤中不同容积热容量数值，使用称重法得到对应的土壤中液相总体积含量、土壤体积含水量的数值，如表1所示。

表1-土壤容积热容量、土壤中液相总体积含量及土壤体积含水量的数值对应表

由上述表1中的数据可以得到图1中坐标系及其中的数值点分布，如图1所示，图1是土壤容积热容量C与土壤中液相总体积含量θ之间的关系趋势图，土壤容积热容量与土壤中液相总体积含量之间呈线性递增关系，通过数值点的拟合得到趋势线公式，即为土壤中液相总体积含量θ＝0.1249C-0.0173；

油类污染物含量获取：土体中液体总含量是水分和油类污染物共同占据的土壤孔隙体积，即液体总含量是水分和油类污染物体积含量之和。因为土体容积热容量与其中液体总含量呈正线性相关关系，所以只要得到土体的容积热容量和含水量，就能计算得到油类污染物体积含量(θ

由土壤中液相总体积含量θ减去土壤体积含水量θ

最后，将油类污染物的体积含量θ

依据上述得到的公式来辅助进行土体区域内油类污染物的含量测定，按照如下步骤进行：

A、选定所需测定的土体区域，选取所需监测深度土体剖面的多个不同样点，使用便携式热特性分析仪，便携式热特性分析仪配置SH-3双针探头，将其探头分别插入所需监测深度土体剖面的样点，测定得到一组容积热容量C；

B、选取步骤A中所选深度土体相同样点，使用便携针式水分速测仪，将其探针插入步骤A中所选深度土体相同样点，测定得到一组土壤体积含水量θ

C、得到一组容积热容量C及与其对应的一组土壤体积含水量θ

θ

其中，θ

将这一组油类污染物体积含量θ

本发明技术方案的准确性验证：

如表2所示，选取11个不同土壤中不同容积热容量数值，测得相对应的土壤体积含水量后，使用本发明公式进行计算：

θ

得到计算的土壤中油污体积含量，如表2中所示计算的油污体积含量，然后使用称重法得到对应的土壤中液相总体积含量、土壤体积含水量的数值，两者相减后即可得到实际的油污体积含量，如表2中所示实际的油污体积含量。

表2-本发明不同土体区域油污体积含量与实际油污体积含量对比表

从表2中可以看出，使用本发明中计算方式得到的油污体积含量与实际油污体积含量非常接近，可以作为较为简便可操作的测定方法。