《土壤質(zhì)量—取樣—第七部分：土壤氣體取樣指南》

編制說明

（征求意見稿）

南京師范大學(xué)

二〇一六年五月

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1．編制目的和意義

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

質(zhì)量的重要指標(biāo)，同時一些高度揮發(fā)性有機(jī)化合物或無機(jī)蒸氣（汞），它們在土壤及地下水

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

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

法相符的國家標(biāo)準(zhǔn)。借鑒ISO國際標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范我國土壤氣體取樣方法，確保土壤氣體測試

結(jié)果的相對可比性，可以為土壤氣體評估和風(fēng)險評價提供高質(zhì)量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，也為我國應(yīng)對

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

2．任務(wù)來源

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

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

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

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

3.編制過程

3.1預(yù)研階段

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

準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)建議書和標(biāo)準(zhǔn)草案。同時開始查閱文獻(xiàn)，收集國際、國家和行業(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)國標(biāo)委綜合[2011]82號文件的要求，《土壤氣體取樣指南》

獲得批準(zhǔn)成為2011年第三批國家標(biāo)準(zhǔn)制訂計(jì)劃項(xiàng)目，計(jì)劃編號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，按全國土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會下達(dá)的《全國土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化技

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術(shù)委員會關(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)委會函字[2012]4

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

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

標(biāo)準(zhǔn)文本和編制說明進(jìn)行了調(diào)整與修改，同時編制單位進(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明和征求意

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

4.國內(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年法國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（NF）、2007年德國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（DIN）

和西班牙標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（UNE）相繼頒布等同采用ISO10381-7的版本，標(biāo)準(zhǔn)編號分別為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）對涉及人身健康及安全預(yù)防的現(xiàn)場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，國內(nèi)相關(guān)土壤氣體取樣方法還無此方面的研究。

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：對國內(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明；

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

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5.2.4送審稿經(jīng)審查合格后，提交標(biāo)準(zhǔn)報批稿及編制說明；

5.2.5報批稿經(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)入大氣的氣體測定、大氣氣

體取樣或被動式取樣程序。

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)語和定義

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6.3術(shù)語和定義

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)語和定義：主動式氣體取樣、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)檢測管、氣體運(yùn)移、氣體監(jiān)測

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

體、樣本容積、土壤氣體、土壤氣體監(jiān)測裝置、土壤氣體探測器、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)險之中，

以及無危險存在（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，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性，應(yīng)

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

氣體的移動性。

冰凍地面下的土壤氣體取樣的主要問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，基

于此，應(yīng)根據(jù)其潛在毒性（估計(jì)或測定的），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）。

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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定現(xiàn)場上的濃度差、垃圾堆填土的氣體組成。

6.5.2對土壤氣體進(jìn)行VOCs分析的主要目標(biāo)如下：

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

測定水平及垂直分布、地下水污染制圖、觀測隨時間變化的空間分布、進(jìn)行測定以驗(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)該因具體場地而定，以研究場地的具體條件及場地調(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都會影響運(yùn)移模式，并充當(dāng)氣體運(yùn)移通

道。根據(jù)場地調(diào)查目標(biāo)、場地概念模型，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

淺層探測中空的開孔管壓入巖可能堵塞

便宜

器土并連接氣體檢測器可證實(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

螺紋鉆允許對固體進(jìn)行非針對性取樣不能穿過有難度的巖土

入巖土

比砸釘/淺層探測器深費(fèi)時

具有實(shí)心頭錐的中空最小的巖土干擾

不能穿過障礙物

管。機(jī)械式擊入巖土。易于攜帶因而不大可能存在到達(dá)問題

擊入式探在粘質(zhì)土壤中可能產(chǎn)生

監(jiān)測管安裝于中空管最大深度10m

測器拖涂現(xiàn)象，會限制氣體

內(nèi)。提起中空管，頭錐可以通過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

對巖土的最小干擾

通過鋼纜沖擊技術(shù)形相對較慢及昂貴

可以在一個鉆孔中安裝幾個立管，對不同

成加套管的鉆孔，在其可能存在到達(dá)問題

鉆孔（無沖深度觀測

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)過程中可以對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下伏

可以監(jiān)測地下水

管含水層的污染

可以通過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具有移動性的鉆井裝置

用空氣沖洗可造成土壤

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氣體的運(yùn)移

避免對下含水層造成污

染

由于沖洗的影響，不能

測定土壤氣體剖面

不同濃度范圍內(nèi)的各氣體測試需要專門的儀器，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，但要考慮場地的具體情況及場地調(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，或從土壤氣體測試位置取樣），對土層的取樣或者通過直接探查，

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器的電錘，用窗口取樣器對應(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)動錘或取芯鉆設(shè)

備

土壤氣體探測器穩(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

取樣頭必要時配備墊片

必要時將氣體劑量閥與探測器頭部（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)檢測管時—針對檢測器管類型的適

當(dāng)?shù)牟y真空管

壓力表（如未集成到氣泵）檢測土壤氣體取樣過程中形成的負(fù)壓

氣體流量計(jì)如檢測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，水分離器如Wulff瓶

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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，墊片會自動封閉）

使用之前對取樣裝置以及，在需要時，對瓶蓋進(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