低流量地下水采样设备对比传统设备的优势

徐松华，汪水吉

（厦门市吉龙德环境工程有限公司，福建 厦门 361008）

低流量地下水采样设备对比传统设备的优势

徐松华，汪水吉

（厦门市吉龙德环境工程有限公司，福建 厦门 361008）

概述了地下水采样规范及目前国内地下水采样设备状况，分析了目前典型传统采样设备在采样过程中以及传统洗井中出现的问题；阐述了低流量采样设备采样的原理和方式。

地下水采样设备；低流量采样设备；对比

1 地下水采样概述

由于地下水资源近些年来污染非常严重，国家正在大力建设全国地下水文监测网，更直观、快速地管理地下水资源，对于地下水污染的分析，也越来越受到重视，而地下水采样技术是能否正确评估地下水污染状况的一个前提条件。所采集的地下水的代表性对于某一监测井的水质研究是非常重要的。地下水采样的主要目的是采集井筛附近具有代表性的地下水样品。国内目前地下水采样依据《地下水环境技术监测规范》（HJ/T164-2004），对于采样设备并没有明确提出要求。针对采样方式仅提出自动式（电动泵）和人工式采样（活塞式或者隔膜式），目前国内采用相对比较多的是贝勒管汲水采样，在一些传统的简单的民用井采样时，还会用到离心泵等大流量抽水采样方式。地下水采样操作实际要求很高，包括采样设备的选择，水样容器的选择和清洗。采样过程会对最终所采集水样品质分析产生很大的影响。因此对地下水采样设备进行研究具有很重大的意义。

2 典型传统采样设备

典型传统采样设备在采样过程中常遇到以下问题：

（1）汲取式采样器（贝勒管等）。1）在井中的滞留水混入井筛从而影响样品化学性质并需延长抽水时间；2）在放入贝勒管道净重所造成的搅动可导致样品中的VOC丢失及影响金属浓度；3）上下拉动增高样品浊度会影响有机化合物的浓度。

（2）吸提式采样泵（蠕动泵、地表离心泵、隔膜及真空泵）。1）采样精度不高，对某些井中含有挥发性物质的采样常常造成成分分析不准确；2）采样深度受限制（9m），通常只能用在5～7m；3）地表离心式设计需要注水；4）有可能会污染样品，蠕动泵的硅胶管会对有机化合物的吸附/脱附产生影响进而影响样品的化学性质；5）不能够现场维修。

（3）空气置换式采样泵。1）采样精度不高，尤其是针对挥发性气体（VOC、CO2等）；2）流量及效率因深度增加而减小，针对较深井的应用需要增加空气压力（两段式空压机、气瓶）。

（4）活塞泵。1）采样准确度和精确度与活塞速度有关；2）流量对于深井或大量洗井，体积可能太小；3）金属结构可能会影响样品的化学性质；4）活塞密封片及阀容易因水样中的淤泥/细砂而发生故障；5）顶部密封常常泄漏。

3 传统地下水采样过程及洗井设备易出现的问题

3.1 传统地下水采样过程易出现的问题

（1）不完善洗井因吸附、挥发、生物分解及气体分

离而造成的水质测定偏差；

（2）高洗井体积可造成因稀释而低估或因污染物移动、污染物漂移增加水样的浊度；

（3）抽干低出水井导致挥发性有机物的丢失，影响DO和CO2浓度，同时影响水样的浊度；

（4）过度泄降可因井中或不饱和层的挥发性气体或由地层中土壤附着物的漂移造成测量值增高

3.2 传统洗井设备常遇到的问题

（1）贝勒管及惯性提升泵洗井（见图1）。1）上下动作增加浊度；2）影响有机化合物浓度；3）重现性差，洗井速率及采样位置导致很明显的数据不精确和不准确。

图1 贝勒管及惯性提升泵洗井

（2）电动沉水泵高速洗井（见图2）。1）过度的泄降使静滞水被向下拉到采样区域并使污染物流动而高于目标采样区域；2）不同化学区域的水从开筛区域的上方或下方被拉入井孔中；3）因挥发、浊度增高、混合及稀释而导致样品的精确度较差。

4 低流量采样设备的洗井和采样

低抽水速率使泄降、混合及地表张力降到最小，并且能够隔离井上方的滞留水，这样采出的样具有更好的代表性。低张力，降低采集水样的浊度，将提升采样精确度，降低洗井体积。这种方式采出的样代表自然的流动的污染物，并非滞留水或可漂移污染物，洗井体积依洗井过程中所测量水质指标参数稳定而稳定。低流量采样可以避免低渗透系数井由于洗井被抽干的情形发生。

图2 电动沉水泵高速洗井

4.1 低流量采样的特点

（1）低流量具有一致性，依效率考量作为洗井标准，且有大量的科研结果支持；（2）每口井完整洗井记录文件可取代洗井体积计量；（3）提升样品品质，降低浊度，能获得更准确的浊度及更好地预测真正移动污染物负荷；（4）可节省井水处理、应用及弃置费用，降低洗井时间。

4.2 低流量采样设备（典型制造厂美国QED）

气囊式采样泵是低流量采样的一种，典型制造厂商是美国QED低流量地下水采样设备，其原理如图3所示；QED气囊式采样泵实物图见图4；低流量地下水采样控制器见图5。

图3 气囊式采样泵原理图

图4 QED气囊式采样泵

图5 低流量地下水采样控制器

压缩空气的定时开/关循环交替挤压可挠性气囊将水挤压出泵，当气囊松开时，可允许水体进入气囊内重新注满，不会产生对水样成分的任何干扰。

4.3 低流量采样设备对比优势

汲水采样和低流量采样浊度对比见图6；低流量采样的精确度与准确度对比情况见图7。

图6 浊度对比

图7 精确度与准确度对比

5 结语

低流量洗井采样克服了许多手动汲水及高速抽水泵井体积洗井的问题，提高了采样的准确度和精确度，并避免了高浊度水样带来的偏差。地下水采样在过去的十年取得了显著的进步，汲水、洗井和高速抽水这些传统方法对含水层的干扰都较大，低流量采样降低了对含水层的干扰性。地下水采样设备对于地下水水样的分析有很大的影响，因此，选择合适的地下水采样设备非常重要。

Present Contrast between Sampling Equipment of Low Runoff Groundwater and Traditional Equipment

XU Song-hua, WANG Shui-ji
(Xiamen Jilongde Environmental Engineering Co., Ltd, Fujian Xiamen 361008, China)

The paper summarizes the groundwater sampling criterion and groundwater sampling equipment status in our country; analyzes the problems existed in the sampling course and traditional washing well in accordance with the typical traditional sampling equipment at the present time; expatiates the sampling principle and mode of low-runoff sampling equipment.

groundwater sampling equipment; low-runoff sampling equipment; contrast

X832

A

1006-5377（2015）08-0048-03