《土壤質(zhì)量-取樣-第七部分：土壤氣體取樣指南-編制說(shuō)明》

《土壤質(zhì)量—取樣—第七部分：土壤氣體取樣指南》

編制說(shuō)明

（征求意見稿）

南京師范大學(xué)

二〇一六年五月

1

1．編制目的和意義

涉及人身健康及安全預(yù)防的現(xiàn)場(chǎng)土壤及地下土壤氣體的分析，是評(píng)價(jià)土壤或垃圾堆填土

質(zhì)量的重要指標(biāo)，同時(shí)一些高度揮發(fā)性有機(jī)化合物或無(wú)機(jī)蒸氣（汞），它們?cè)谕寥兰暗叵滤?/p>

污染調(diào)查的框架中具有特殊意義。取樣方法是決定測(cè)試數(shù)據(jù)的先決條件。目前，我國(guó)教學(xué)、

科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)摸索建立了相關(guān)測(cè)試方法，但與國(guó)際通行方法有差別，也未形成與REACH方

法相符的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。借鑒ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范我國(guó)土壤氣體取樣方法，確保土壤氣體測(cè)試

結(jié)果的相對(duì)可比性，可以為土壤氣體評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供高質(zhì)量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，也為我國(guó)應(yīng)對(duì)

REACH法規(guī)和測(cè)試數(shù)據(jù)的國(guó)際互認(rèn)提供有利條件。

2．任務(wù)來(lái)源

2011年12月30日中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)下達(dá)了《關(guān)于下達(dá)2011年第三批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制

修訂計(jì)劃的通知》（國(guó)標(biāo)委綜合[2011]82號(hào)），其中《土壤氣體取樣指南》獲得批準(zhǔn)成為2011

年第三批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制訂計(jì)劃項(xiàng)目，計(jì)劃編號(hào)20111822-T-326，主管部門為農(nóng)業(yè)部，技術(shù)歸口

單位為全國(guó)土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，由南京師范大學(xué)承擔(dān)起草工作。

3.編制過(guò)程

3.1預(yù)研階段

2011年4月，由中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所向全國(guó)土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出本標(biāo)

準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)建議書和標(biāo)準(zhǔn)草案。同時(shí)開始查閱文獻(xiàn)，收集國(guó)際、國(guó)家和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和專

著，聯(lián)絡(luò)合作單位和具體起草成員。

3.2立項(xiàng)階段

2011年12月30日，根據(jù)國(guó)標(biāo)委綜合[2011]82號(hào)文件的要求，《土壤氣體取樣指南》

獲得批準(zhǔn)成為2011年第三批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制訂計(jì)劃項(xiàng)目，計(jì)劃編號(hào)20111822-T-326，由南京師

范大學(xué)承擔(dān)起草工作。

3.3起草階段

2012年5月8日，按全國(guó)土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)下達(dá)的《全國(guó)土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化技

2

術(shù)委員會(huì)關(guān)于2011年土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目制定工作組的安排》（土壤質(zhì)量標(biāo)委會(huì)函字[2012]4

號(hào)），成立標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，開始工作組討論稿和編制說(shuō)明的編寫工作。

2012年6至12月根據(jù)收集的資料修改和完善預(yù)研階段的標(biāo)準(zhǔn)草案，形成工作組討論稿

初稿。

2013年4月至2016年1月，標(biāo)準(zhǔn)編制組根據(jù)江蘇省質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化研究院反饋意見，對(duì)

標(biāo)準(zhǔn)文本和編制說(shuō)明進(jìn)行了調(diào)整與修改，同時(shí)編制單位進(jìn)行了相關(guān)資料的收集，形成了標(biāo)準(zhǔn)

文本和征求意見稿編制說(shuō)明初稿。

2016年4月至7月，標(biāo)準(zhǔn)編制組將修改后的標(biāo)準(zhǔn)文本和征求意見稿編制說(shuō)明初稿再次

發(fā)至江蘇省質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化研究院進(jìn)行格式規(guī)范，根據(jù)其意見進(jìn)一步完善了征求意見稿和編制

說(shuō)明，最終形成了標(biāo)準(zhǔn)文本征求意見稿和征求意見稿編制說(shuō)明。

2016年8月，標(biāo)準(zhǔn)編制組將標(biāo)準(zhǔn)工作組討論稿終稿、工作組討論稿編制說(shuō)明和征求意

見稿申報(bào)表提交全國(guó)土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。

4.國(guó)內(nèi)外相關(guān)分析方法研究

較早研究土壤氣體取樣方法的主要國(guó)際組織是ISO，2005年其發(fā)布了該方法的第一版

ISO10381-7?；诖藰?biāo)準(zhǔn)，2006年法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（NF）、2007年德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（DIN）

和西班牙標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（UNE）相繼頒布等同采用ISO10381-7的版本，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)分別為NF

X31-008-7-2006，DINISO10381-7-2007和UNE-ISO10381-7-2010。ISO10381-7標(biāo)準(zhǔn)氣體

取樣方法具有下列特點(diǎn)：（1）對(duì)涉及人身健康及安全預(yù)防的現(xiàn)場(chǎng)土壤及地下土壤氣體的分析

和一些高度揮發(fā)性有機(jī)化合物或無(wú)機(jī)蒸氣（汞）的具體適用范圍做出了明確規(guī)定，提高了方

法的實(shí)用性；（2）增加了土壤氣體質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)氣體取樣方法的質(zhì)量要求做出具體規(guī)定，

提高了氣體取樣的準(zhǔn)確度和可靠性。目前，國(guó)內(nèi)相關(guān)土壤氣體取樣方法還無(wú)此方面的研究。

5標(biāo)準(zhǔn)制訂的基本原則和技術(shù)路線

5.1標(biāo)準(zhǔn)制訂的基本原則

本標(biāo)準(zhǔn)為等同采用《土壤質(zhì)量—取樣—第七部分：土壤氣體取樣指南》（ISO10381-7：

2005，IDT），即《Soilquality—Sampling—Part7:Guidanceonsamplingofsoilgas》。

5.2標(biāo)準(zhǔn)制訂的技術(shù)路線

5.2.1文獻(xiàn)調(diào)研：對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)資料進(jìn)行調(diào)研，翻譯和整理ISO分析方法標(biāo)準(zhǔn)制

訂10381-7：2005，確定轉(zhuǎn)化ISO方法，確定技術(shù)路線；

5.2.2編制標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿和編制說(shuō)明；

5.2.3對(duì)征求的意見進(jìn)行匯總，編制標(biāo)準(zhǔn)的送審稿和編制說(shuō)明；

3

5.2.4送審稿經(jīng)審查合格后，提交標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿及編制說(shuō)明；

5.2.5報(bào)批稿經(jīng)審查合格后發(fā)布。

本標(biāo)準(zhǔn)制訂的具體技術(shù)路線，見圖1。

國(guó)標(biāo)委下達(dá)修訂任務(wù)

成立標(biāo)準(zhǔn)編制組

資料調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)情況調(diào)研

翻譯和研究ISO10381-7：2005主要技術(shù)內(nèi)容

確定制定本標(biāo)準(zhǔn)的方法和要求

編制標(biāo)準(zhǔn)方法文本和編制說(shuō)明

（征求意見稿、征求意見并匯總處理、送審稿、技術(shù)

審查及完成報(bào)批稿）

圖1標(biāo)準(zhǔn)制訂的技術(shù)路線圖

6標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容說(shuō)明

6.1標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

此標(biāo)準(zhǔn)包含關(guān)于土壤氣體的取樣指南，不適用于從土壤中進(jìn)入大氣的氣體測(cè)定、大氣氣

體取樣或被動(dòng)式取樣程序。

6.2規(guī)范性引用文件

ISO10381-1，土壤質(zhì)量—取樣—第一部分：取樣程序設(shè)計(jì)指南

ISO10381-2，土壤質(zhì)量—取樣—第二部分：取樣技術(shù)指南

ISO10381-3，土壤質(zhì)量—取樣—第三部分：安全指南

ISO11074-1，土壤質(zhì)量—詞匯—第一部分：有關(guān)土壤保護(hù)和污染的術(shù)語(yǔ)和定義

ISO11074-2，土壤質(zhì)量—詞匯—第二部分：有關(guān)取樣的術(shù)語(yǔ)和定義

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6.3術(shù)語(yǔ)和定義

為了使標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容易于理解，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了以下重要術(shù)語(yǔ)和定義：主動(dòng)式氣體取樣、生物

降解、鉆孔、富集/吸附方法、死體積、直接方法、直接計(jì)數(shù)檢測(cè)管、氣體運(yùn)移、氣體監(jiān)測(cè)

井、氣體采樣、廢棄物堆填土、垃圾堆填土氣體、爆炸下限、被動(dòng)式土壤氣體取樣、永久氣

體、樣本容積、土壤氣體、土壤氣體監(jiān)測(cè)裝置、土壤氣體探測(cè)器、土壤氣體取樣探頭、土壤

氣體抽取試驗(yàn)、兩階段土壤氣體取樣和揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）。

6.4需要考慮的初步要點(diǎn)

土壤氣體的取樣技術(shù)（包括后續(xù)分析程序）應(yīng)符合調(diào)查要求，也應(yīng)該考慮調(diào)查土壤的性

質(zhì)以及污染的性質(zhì)及分布、地質(zhì)和水文地質(zhì)，采取一切措施防止交叉污染。

氣體采樣工作開始之前，應(yīng)對(duì)土壤進(jìn)行全面檢驗(yàn)以保證沒有設(shè)施或結(jié)構(gòu)處于風(fēng)險(xiǎn)之中，

以及無(wú)危險(xiǎn)存在（更多關(guān)于取樣技術(shù)及安全的信息見ISO10381-2及ISO10381-3）。

當(dāng)采集靠近表面的土壤氣體時(shí)，需要考慮環(huán)境空氣滲入的影響。取樣深度取決于土壤表

面不透性覆蓋層的存在、土壤類型（孔性、粘土含量等）以及基巖深度。

低溫條件易造成土壤氣體取樣困難。巖土的霜凍極大地限制了土壤中氣體的移動(dòng)性，應(yīng)

該在取樣規(guī)劃、實(shí)施以及對(duì)測(cè)定結(jié)果的解讀中加以考慮。同樣，水飽和巖土也可能限制土壤

氣體的移動(dòng)性。

冰凍地面下的土壤氣體取樣的主要問(wèn)題是由于巖土的冰凍及非冰凍部分中間的分區(qū)中

水分含量高，造成空氣填充孔隙度減小。其結(jié)果，必須從更大的深度取得樣本。

取樣時(shí)應(yīng)充分注意一下幾點(diǎn)：

第一，土壤及土下的一些氣相有機(jī)污染物可能具有嚴(yán)重程度不一的生態(tài)毒理學(xué)風(fēng)險(xiǎn)，基

于此，應(yīng)根據(jù)其潛在毒性（估計(jì)或測(cè)定的），人員必須配備恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)材料。

第二，某些有機(jī)煙氣可以與空氣一起產(chǎn)生爆炸性混合物（起爆限及自燃溫度都應(yīng)加以考

慮），因此適用于在爆炸性空氣的電力設(shè)備及工具的使用是必須的。

第三，任何時(shí)候都應(yīng)該考慮健康及安全事項(xiàng)，必須提供培訓(xùn)使人員了解必要的預(yù)防。（更

多安全信息見ISO10381-3。）

6.5土壤氣體采樣的調(diào)查目的

由于土壤及垃圾堆填土中的氣體具有不同的物理性質(zhì)和濃度范圍，以及土壤氣體取樣目

標(biāo)具有很大范圍的多樣性，本導(dǎo)則中，氣體采樣目標(biāo)包括土壤和垃圾堆填土氣體中的永久氣

體及揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）。

5

6.5.1土壤和垃圾堆填土氣體中的永久氣體調(diào)查目的

主要包括分析土壤氣體組成和測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)上的濃度差、垃圾堆填土的氣體組成。

6.5.2對(duì)土壤氣體進(jìn)行VOCs分析的主要目標(biāo)如下：

測(cè)定局部濃度及其變化幅度、測(cè)定輸入地點(diǎn)及污染中心的位置（測(cè)得最高濃度的區(qū)域）、

測(cè)定水平及垂直分布、地下水污染制圖、觀測(cè)隨時(shí)間變化的空間分布、進(jìn)行測(cè)定以驗(yàn)證

修復(fù)措施有效性。

6.6制定技術(shù)方案

6.6.1永久氣體

永久氣體取樣策略應(yīng)該因具體場(chǎng)地而定，以研究場(chǎng)地的具體條件及場(chǎng)地調(diào)查中得到的信

息為基礎(chǔ)（見附錄C），應(yīng)充分考慮任何侵入式活動(dòng)都會(huì)影響運(yùn)移模式，并充當(dāng)氣體運(yùn)移通

道。根據(jù)場(chǎng)地調(diào)查目標(biāo)、場(chǎng)地概念模型，并考慮健康及安全、地下設(shè)施位置等方面，事先規(guī)

劃好取樣位置、監(jiān)測(cè)井或其他選用的技術(shù)，表1為各種不同的取樣技術(shù)。

表1永久氣體的采集選項(xiàng)

方法描述優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

最大深度2m

非常迅速

淺層探測(cè)中空的開孔管壓入巖可能堵塞

便宜

器土并連接氣體檢測(cè)器可證實(shí)氣體存在，不能

易于安裝

證實(shí)其不存在

便宜且易于使用費(fèi)體力

使用手持式螺紋鉆鉆

螺紋鉆允許對(duì)固體進(jìn)行非針對(duì)性取樣不能穿過(guò)有難度的巖土

入巖土

比砸釘/淺層探測(cè)器深費(fèi)時(shí)

具有實(shí)心頭錐的中空最小的巖土干擾

不能穿過(guò)障礙物

管。機(jī)械式擊入巖土。易于攜帶因而不大可能存在到達(dá)問(wèn)題

擊入式探在粘質(zhì)土壤中可能產(chǎn)生

監(jiān)測(cè)管安裝于中空管最大深度10m

測(cè)器拖涂現(xiàn)象，會(huì)限制氣體

內(nèi)。提起中空管，頭錐可以通過(guò)供分析的巖土建立土壤氣體剖

進(jìn)入探孔

留在原處。面

能達(dá)到很大深度

對(duì)巖土的最小干擾

通過(guò)鋼纜沖擊技術(shù)形相對(duì)較慢及昂貴

可以在一個(gè)鉆孔中安裝幾個(gè)立管，對(duì)不同

成加套管的鉆孔，在其可能存在到達(dá)問(wèn)題

鉆孔（無(wú)沖深度觀測(cè)

中安裝穿孔豎管。立管將污染物質(zhì)帶到表面

洗裝置）鉆進(jìn)過(guò)程中可以對(duì)不同深度的地層取樣

由礫石包圍，且抽出套需注意避免造成對(duì)下伏

可以監(jiān)測(cè)地下水

管含水層的污染

可以通過(guò)供分析的巖土建立土壤氣體剖

面

同上，但是注意以下幾

同上，但是孔由放置工同上，但是

鉆孔（帶沖點(diǎn)：

具鉆進(jìn)，并用空氣或水比鋼纜沖擊快

洗裝置）用水沖洗可擴(kuò)散污染

沖洗以利于巖石穿透相對(duì)具有移動(dòng)性的鉆井裝置

用空氣沖洗可造成土壤

6

氣體的運(yùn)移

避免對(duì)下含水層造成污

染

由于沖洗的影響，不能

測(cè)定土壤氣體剖面

不同濃度范圍內(nèi)的各氣體測(cè)試需要專門的儀器，如果使用便攜式儀器，應(yīng)該將其牢固地

連結(jié)到取樣點(diǎn)，并讓氣體流經(jīng)儀器，直至獲得穩(wěn)定的讀數(shù)，取得峰值及穩(wěn)態(tài)濃度讀數(shù)。土壤

氣體的檢驗(yàn)受到多種影響因素的干擾，造成誤差及誤讀。在取樣規(guī)劃中必須采用一系列的質(zhì)

量控制程序，主要包括：采集質(zhì)量控制樣本、使用標(biāo)準(zhǔn)化田間取樣方式、記錄田間儀器的校

準(zhǔn)及使用情況和測(cè)試取樣和貯存設(shè)備的氣密性。

6.6.1揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）

土壤VOCs氣體采集沒有通用策略和程序制定，但要考慮場(chǎng)地的具體情況及場(chǎng)地調(diào)查的

目標(biāo)，附錄C提供一些典型的示例。VOCs氣體的采集，或使用一階段，或使用兩階段程序

（從開放或封閉的鉆孔中，或從土壤氣體測(cè)試位置取樣），對(duì)土層的取樣或者通過(guò)直接探查，

或者單獨(dú)取樣分幾步進(jìn)行（土壤氣體剖面）。用于對(duì)VOC進(jìn)行土壤氣體采集的標(biāo)準(zhǔn)裝備列

于表2。

表2用于對(duì)VOC進(jìn)行土壤氣體采集的標(biāo)準(zhǔn)裝備

裝備及用途使用要求及限制

用于擊入土壤氣體探測(cè)器的電錘，用窗口取樣器對(duì)應(yīng)避免石油燃料引擎產(chǎn)生的廢氣、汽油及油料可能

鉆孔進(jìn)行安裝造成污染

運(yùn)行電力驅(qū)動(dòng)設(shè)備的發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)安裝于有充足距離及恰當(dāng)風(fēng)向的地方

起重器（液壓或機(jī)械）

用于鉆穿密封或固化表面的電力驅(qū)動(dòng)錘或取芯鉆設(shè)

備

土壤氣體探測(cè)器穩(wěn)定、耐熱、惰性（不銹鋼）、易于操作、可氣密性

延伸、易清洗、死容積已知、規(guī)定的關(guān)閉開口面積

取樣頭必要時(shí)配備墊片

必要時(shí)將氣體劑量閥與探測(cè)器頭部（此處的頭部是

指的上端）相連，使用氣相色譜進(jìn)行直接測(cè)定

抽取土壤氣體用的氣泵根據(jù)氣體流量可調(diào)，可能具有連續(xù)可調(diào)的理想氣體

容積（也即氣體流量計(jì)）

使用直接讀數(shù)檢測(cè)管時(shí)—針對(duì)檢測(cè)器管類型的適

當(dāng)?shù)牟y真空管

壓力表（如未集成到氣泵）檢測(cè)土壤氣體取樣過(guò)程中形成的負(fù)壓

氣體流量計(jì)如檢測(cè)取樣容積的氣體流量計(jì)

控制氣體流量的變面積流量計(jì)（即浮子流量計(jì)）

必要時(shí)，水分離器如Wulff瓶

7

取樣裝置如巴氏吸管，gasmice、帶聚四氟乙烯襯里墊片的翻

邊瓶（頂空進(jìn)樣瓶，容積為10或20ml，在注射器插

入及抽出之后，墊片會(huì)自動(dòng)封閉）

使用之前對(duì)取樣裝置以及，在需要時(shí)，對(duì)瓶蓋進(jìn)行

加熱，防止污染轉(zhuǎn)移

所謂的氣體袋不適合于分析VOCs

帶噴燈的貯氣罐（丁烷）用于燒熔裝樣本的巴斯德吸管

翻邊瓶的封閉指示器使用鋁質(zhì)密封圈將墊片在安瓿上進(jìn)行氣密性扣緊

帶保護(hù)管的