土壤采样方法

—1—采样方法（一）采样准备采样前的准备工作包括：（1）根据地层结构、钻孔深度、采集样品类型等选择适合的钻探方法和设备，与钻探单位和检测单位进行技术交底，明确任务分工和要求。钻探设备的选取应综合考虑地块的建构筑物条件、安全条件、地层岩性、采样深度和污染物特性等因素，并满足取样的要求。其中，挥发性有机物（VOCs）和恶臭污染土壤的采样，应采用非扰动的钻探设备，具体可参考“附件3常用钻探方法优缺点及适用性比较”。（2）与土地使用权人沟通并确认采样点位及深度，提出现场采样调查需协助配合的具体要求。（3）由采样调查单位、土地使用权人和钻探单位组织进场前安全培训，培训内容包括设备的安全使用、现场人员安全防护及应急预案等。（4）采样工具应根据土壤样品检测项目进行选择。非扰动采样器用于检测VOCs土壤样品采集，不锈钢铲或表面镀特氟龙膜的采样铲可用于检测非挥发性和半挥发性有机物（SVOCs）土壤样品采集，塑料铲或竹铲可用于检测重金属土壤样品采集。（5）根据地下水样品采集需要，参照“附件4典型洗井—2—设备及其适用性”和“附件5地下水采样设备及其适用性”，选择并准备合适的洗井和采样设备，检查洗井和采样设备运行情况，确定设备材质不会对样品检测产生影响。针对含VOCs的地下水洗井和采样，优先考虑采用气囊泵或低流量潜水泵，或具有低流量调节阀的贝勒管。针对氯代有机污染物的地下水洗井和采样，避免使用氯乙烯或苯乙烯类共聚物材质的洗井及采样设备。（6）根据土壤采样现场监测需要，准备pH计、溶解氧仪、电导率和氧化还原电位仪等现场快速检测设备和手持智能终端，检查设备运行状况，使用前进行校准。（7）根据样品保存需要，准备冰柜、样品箱、样品瓶和蓝冰等样品保存工具，检查设备保温效果、样品瓶种类和数量、保护剂添加等情况。（8）准备安全防护口罩、一次性防护手套、安全帽等人员防护用品。（9）准备采样记录单、影像记录设备、防雨器具、现场通讯工具等其他采样辅助物品。（二）土孔钻探1.采样点地下情况探查土孔钻探前应探查采样点下部的地下罐槽、管线、集水井和检查井等地下情况，若地下情况不明，可选用手工钻探或物探设备探明地下情况。1.钻孔深度—3—（1）土壤样品采样深度原则上每个采样点位至少在3个不同深度采集土壤样品，若地下水埋深较浅（3m），至少采集2个土壤样品。采样深度原则上应包括表层0cm～50cm、存在污染痕迹或现场快速检测识别出的污染相对较重的位置；若钻探至地下水位时，原则上应在水位线附近50cm范围内和地下水含水层中各采集一个土壤样品。当土层特性垂向变异较大、地层厚度较大或存在明显杂填区域时，可适当增加土壤样品数量。（2）地下水样品采样深度地下水采样深度应依据场地水文地质条件及调查获取的污染源特征进行确定。对可能含有低密度或高密度非水溶性有机污染物的地下水，应对应的采集上部或下部水样。其他情况下采样深度可在地下水水位线0.5m以下。（3）注意事项为防止潜水层底板被意外钻穿，应从以下方面做好预防措施：①开展调查前，必须收集区域水文地质资料，掌握潜水层和隔水层的分布、埋深、厚度和渗透性等信息，初步确定钻孔安全深度。②优先选择熟悉当地水文地质条件的钻探单位进行钻探作业。③钻探全程跟进套管，在接近潜水层底板时采用较小的—4—单次钻深，并密切观察采出岩芯情况，若发现揭露隔水层，应立即停止钻探；若发现已钻穿隔水层，应立即提钻，将钻孔底部至隔水层投入足量止水材料进行封堵、压实，再完成建井。2.土孔钻探技术要求土孔钻探按照钻机架设、开孔、钻进、取样、封孔、点位复测的流程进行，各环节技术要求如下：（1）根据钻探设备实际需要清理钻探作业面，架设钻机，设立警示牌或警戒线。（2）开孔直径应大于正常钻探的钻头直径，开孔深度应超过钻具长度。（3）每次钻进深度宜为50cm～150cm，岩芯平均采取率一般不小于70%，其中，粘性土及完整基岩的岩芯采取率不应小于85%，砂土类地层的岩芯采取率不应小于65%，碎石土类地层岩芯采取率不应小于50%，强风化、破碎基岩的岩芯采取率不应小于40%。应尽量选择无浆液钻进，全程套管跟进，防止钻孔坍塌和上下层交叉污染；不同样品采集之间应对钻头和钻杆进行清洗，清洗废水应集中收集处置；钻进过程中揭露地下水时，要停钻等水，待水位稳定后，测量并记录初见水位及静止水位；土壤岩芯样品应按照揭露顺序依次放入岩芯箱，对土层变层位置进行标识。（4）钻孔过程中参照“附件6土壤钻孔采样记录单”要—5—求填写土壤钻孔采样记录单，对采样点、钻进操作、岩芯箱、钻孔记录单等环节进行拍照记录；采样拍照要求：按照钻井东、南、西、北四个方向进行拍照记录，照片应能反映周边建构筑物、设施等情况，以点位编号+E、S、W、N分别作为东、南、西、北四个方向照片名称；钻孔拍照要求：应体现钻孔作业中开孔、套管跟进、钻杆更换和取土器使用、原状土样采集等环节操作要求，每个环节至少1张照片；岩芯箱拍照要求：体现整个钻孔土层的结构特征，重点突出土层的地质变化和污染特征，每个岩芯箱至少1张照片；其他照片还包括钻孔照片（含钻孔编号和钻孔深度）、钻孔记录单照片等。（5）钻孔结束后，对于不需设立地下水采样井的钻孔应立即封孔并清理恢复作业区地面。（6）钻孔结束后，使用全球定位系统（GPS）或手持智能终端对钻孔的坐标进行复测，记录坐标和高程。（7）钻孔过程中产生的污染土壤应统一收集和处理，对废弃的一次性手套、口罩等个人防护用品应按照一般固体废物处置要求进行收集处置。（三）地下水采样井建设1.采样井设计根据地下水采样目的，合理设计采样井结构（图2），具—6—体包括井管、滤水管、填料等。图2地下水采样井结构示意图（1）井管设计①井管型号选择地下水采样井井管的内径要求不小于50mm。考虑到井管内径过大会导致地下水紊流，容易使土壤颗粒进入地下水中，故应在满足洗井和样品采集要求的前提下，尽量选择小—7—口径井管。②井管材质选择地下水采样井井管应选择坚固、耐腐蚀、不会对地下水水质造成污染的材料制成。当地下水检测项目为有机物或地下水需要长期监测时，宜选择不锈钢材质井管；当检测项目为无机物或地下水的腐蚀性较强时，宜选择聚氯乙烯（PVC）材质管件，井管材质选择具体参照表1。表1井管材质选择要求地下水中污染物第一选择第二选择禁用材质金属聚四氟乙烯（PTFE）优先序：丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（ABS）＞硬聚氯乙稀（UPVC）＞PVC304和316不锈钢有机物304和316不锈钢优先序：PTFE＞ABS＞UPVC＞PVC无金属和有机物无优先序：PTFE＞ABS＞UPVC＞PVC304和316不锈钢③井管连接井管连接可采用螺纹或卡扣进行连接，应避免使用粘合剂，并避免连接处发生渗漏。井管连接后，各井管轴心线应保持一致。（2）滤水管设计滤水管的型号、材质等应与井管匹配，具体设计要求如下：①滤水管长度：为了避免钻穿含水层底板，地下水水位以下的滤水管长度不宜超过3m，地下水水位以上的滤水管长度根据地下水水位动态变化确定。—8—②滤水管位置：滤水管应置于拟取样含水层中以取得代表性水样。若地下水中可能或已经发现存在低密度非水相液体（LNAPL），滤水管位置应达到潜水面处；若地下水中可能或已经发现存在高密度非水相液体（DNAPL），滤水管应达到潜水层的底部，但应避免穿透隔水层。③滤水管类型：宜选用缝宽0.2mm～0.5mm的割缝筛管或孔隙能够阻挡90%的滤层材料的滤水管，割缝筛管具体选择依据见表2。滤水管钻孔直径不超过5mm，钻孔之间距离在10mm～20mm，滤水管外以细铁丝包裹和固定2～3层的40目钢丝网或尼龙网。④沉淀管的长度一般为50cm。若含水层厚度超过3m，地下水采样井原则上可以不设沉淀管，但滤水管底部必须用管堵密封。表2割缝筛管选择要求割缝筛管类型含水层类型均匀的中粗砂非均匀的中砂粗砂包网割缝筛管δ=(1.5～2)d50δ=d40～d50δ=d30～d40缠丝割缝筛管或其他割缝筛管δ=(1～1.5)d50注：δ为滤缝宽度；d30、d40、d50分别为含水层试样在筛分时能通过筛眼的颗粒累计重量占试样全重分别为30%、40%、50%时的筛眼直径。（3）填料设计地下水采样井填料从下至上依次为滤料层、止水层、回填层，各层填料要求如下：①滤料层应从沉淀管（或管堵）底部一定距离到滤水管—9—顶部以上50cm。滤料层超出部分可容许在成井、洗井的过程中有少量的细颗粒土壤进入滤料层。滤料层材料宜选择球度与圆度好、无污染的石英砂，使用前应经过筛选和清洗，避免影响地下水水质。滤料的粒径根据目标含水层土壤的粒度确定，一般以1mm～2mm粒径为宜，具体可参照表3。表3滤料直径的选择含水层类型砂土类含水层碎石土类含水层η110d202mmd20≥2mm滤料的尺寸（D）D50=（6～8）d50mmD50=（6～8）d20mmD=10～20mm滤料的η2要求η210注：①表中η1和η2分别为含水层和滤料的不均匀系数。即η1=d60/d10；η2=D60/D10。②d10,d20,d50,d60和D10,D50,D60分别为含水层试样和滤料试样在筛分时能通过筛眼的颗粒累计重量占筛样全重依次为10%,20%,50%,60%时的筛眼直径。②止水层主要用于防止滤料层以上的外来水通过滤料层进入井内。止水部位应根据钻孔含水层的分布情况确定，一般选择在隔水层或弱透水层处。止水层的填充高度应达到滤料层以上50cm。为了保证止水效果，建议选用直径20mm～40mm球状膨润土分两段进行填充，第一段从滤料层往上填充不小于30cm的干膨润土，然后采用加水膨润土或膨润土浆继续填充至距离地面50cm处。—10—③回填层位于止水层之上至采样井顶部，宜根据场地条件选择合适的回填材料。优先选用膨润土作为回填材料，当地下水含有可能导致膨润土水化不良的成分时，宜选择混凝土浆作为回填材料。使用混凝土浆作为回填材料时，为延缓固化时间，可在混凝土浆中添加5%~10%的膨润土。2.地下水采样井建设采样井建设过程包括钻孔、下管、填充滤料、密封止水、井台构筑（长期监测井需要）、成井洗井、封井等步骤，具体要求如下：（1）钻孔钻孔直径应至少大于井管直径50mm。钻孔达到设定深度后进行钻孔掏洗，以清除钻孔中的泥浆和钻屑，然后静置2h～3h并记录静止水位。（2）下管下管前应校正孔深，按先后次序将井管逐根丈量、排列、编号、试扣，确保下管深度和滤水管安装位置准确无误。井管下放速度不宜太快，中途遇阻时可适当上下提动和转动井管，必要时应将井管提出，清除孔内障碍后再下管。下管完成后，将其扶正、固定，井管应与钻孔轴心重合。（3）滤料填充使用导砂管将滤料缓慢填充至管壁与孔壁中的环形空隙内，应沿着井管四周均匀填充，避免从单一方位填入，一边填充一边晃动井管，防止滤料填充时形成架桥或卡锁现象。—11—滤料填充过程应进行测量，确保滤料填充至设计高度。（4）密封止水密封止水应从滤料层往上填充，直至距离地面50cm。若采用膨润土球作为止水材料，每填充10cm需向钻孔中均匀注入少量的清洁水，填充过程中应进行测量，确保止水材料填充至设计高度，静置待膨润土充分膨胀、水化和凝结（具体根据膨润土供应厂商建议时间调整），然后回填混凝土浆层。（5）井台构筑若地下水采样井需建成长期监测井，则应设置保护性的井台构筑。井台构筑通常分为明显式和隐藏式井台，隐藏式井台与地面齐平，适用于路面等特殊位置。在产企业地下水采样井应建成长期监测井。明显式井台地上部分井管长度应保留30cm～50cm，井口用与井管同材质的管帽封堵，地上部分的井管应采用管套保护（管套应选择强度较大且不宜损坏材质），管套与井管之间注混凝土浆固定，井台高度应不小于30cm。井台应设置标示牌，需注明采样井编号、负责人、联系方式等信息。（6）成井洗井地下水采样井建成至少24h后（待井内的填料得到充分养护、稳定后），才能进行洗井。洗井时一般控制流速不超过3.8L/min，成井洗井达标直—12—观判断水质基本上达到水清砂净（即基本透明无色、无沉砂），同时监测pH值、电导率、浊度、水温等参数值达到稳定（连续三次监测数值浮动