【
技術(shù)領(lǐng)域：
】本發(fā)明屬于環(huán)境檢測(cè)和環(huán)境污染處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及對(duì)地下水污染及土壤污染自然衰減過(guò)程中釋放到環(huán)境中的二氧化碳的收集和量化。
背景技術(shù)：
：受監(jiān)控的自然衰減作為一種污染治理的備選方案，在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家它和傳統(tǒng)的污染治理方法有著同等的地位和重要性，且在很多污染場(chǎng)地的修復(fù)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。但是在國(guó)內(nèi)，受監(jiān)控的自然衰減方面的研究才剛剛起步，甚至還沒(méi)有人把自然衰減看做是一種污染治理的方法方案被普遍接受。受監(jiān)控的自然衰減(mna)，美國(guó)環(huán)保局給mna的定義是：在沒(méi)有人為介入的前提下，土壤或地下水中的污染物在物理、化學(xué)或生物的作用下其質(zhì)量減少、毒性降低、可移動(dòng)性降低、體積減小或濃度降低的過(guò)程。就mna的實(shí)施，關(guān)鍵在于通過(guò)人為的有效檢測(cè)方法去判定和證實(shí)自然衰減的發(fā)生及其有效性。上個(gè)世紀(jì)90年代至今，受監(jiān)控的自然衰減從理論研究到逐步認(rèn)識(shí)再到實(shí)際場(chǎng)地應(yīng)用，科研工作者提出并完善了一些方法來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的監(jiān)測(cè)以證明自然衰減的發(fā)生及其有效性。其中，對(duì)污染源區(qū)污染物自然衰減釋放到環(huán)境中的co2的捕集檢測(cè)就是一種極為有效的監(jiān)測(cè)方法。對(duì)于污染源區(qū)土壤-地下水體系中co2的捕捉收集和檢測(cè)，其準(zhǔn)確性依賴于現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于特定來(lái)源的co2的捕集是否完全，這就要求選擇更合適的且易制易得的捕集裝置才能實(shí)現(xiàn)；還有捕集的精準(zhǔn)度(捕集所得是土壤中有機(jī)物降解生成的co2而非其他)，這就要求捕集方式上更合理且操作簡(jiǎn)易可行。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種用于污染場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)捕集co2的捕集裝置：一種co2捕集裝置，用于捕集受監(jiān)控污染場(chǎng)地釋放的co2，該捕集裝置包括：co2接收裝置(1)、連接密封管卡(3)、co2吸收裝置(4)、錐形管帽(5)，其中：--co2接收裝置(1)：為兩端開口的筒狀結(jié)構(gòu)，使用時(shí)一端部分插入受監(jiān)控污染場(chǎng)地，另一端設(shè)置有吸附層一，所述吸附層一用于捕集受監(jiān)控污染場(chǎng)地釋放的co2；--co2吸收裝置(4)：設(shè)置在co2接收裝置(1)上方，為兩端開口的筒狀結(jié)構(gòu)，其下端設(shè)置有隔離層、上端設(shè)置有吸附層二，所述吸附層二用于吸收外界環(huán)境中的co2；--連接密封管卡(3)：設(shè)置在co2接收裝置(1)和co2吸收裝置(4)之間，用于連接co2接收裝置(1)和co2吸收裝置(4)，并使連接處常壓密封；--錐形管帽(5)，設(shè)置在co2吸收裝置(4)之上，用于防護(hù)吸附劑。進(jìn)一步的優(yōu)選方式為：吸附層一和吸附層二包括：一帶網(wǎng)眼的管帽、不銹鋼金屬網(wǎng)墊、吸附劑，不銹鋼金屬網(wǎng)墊設(shè)置在帶網(wǎng)眼的管帽上，用于捕集受監(jiān)控污染場(chǎng)地釋放co2的吸附劑放置在不銹鋼金屬網(wǎng)墊上。更進(jìn)一步的優(yōu)選方式為：吸附劑采用堿石灰或氫氧化鋰。更進(jìn)一步的優(yōu)選方式為：co2接收裝置(1)由一個(gè)直徑100mm、長(zhǎng)300-400mm的pvc管制成，現(xiàn)場(chǎng)用時(shí)將其一端部分插入受監(jiān)控污染場(chǎng)地，空氣中留50-100mm。更進(jìn)一步的優(yōu)選方式為：co2吸收裝置(4)是由一個(gè)直徑100mm、長(zhǎng)50-150mm的pvc管制成。更進(jìn)一步的優(yōu)選方式為：隔離層材料為透氣性能好不吸水且不吸附co2的材料，具體為不銹鋼筒狀金屬絲網(wǎng)、泡沫材料、玻璃棉之一。更進(jìn)一步的優(yōu)選方式為：連接密封管卡(3)為拷貝林管卡。本發(fā)明還提出了一種利用本發(fā)明的co2捕集裝置測(cè)量受監(jiān)控污染場(chǎng)地釋放co2量的方法，包括如下步驟：步驟一：稱量吸附層一中吸附劑的重量；步驟二：將co2捕集裝置插入受監(jiān)控污染場(chǎng)地中，待一測(cè)量周期后取出；步驟三：再次稱量吸附層一中吸附劑的重量，根據(jù)兩次稱量的重量之差，得出受監(jiān)控污染場(chǎng)地釋放co2的量。本發(fā)明的co2捕集器簡(jiǎn)單易制，耗材簡(jiǎn)單來(lái)源豐富；借鑒醫(yī)療手術(shù)用去除co2的方法選擇堿石灰或氫氧化鋰作為環(huán)境co2捕集劑用于污染治理，這種固態(tài)捕集劑可以達(dá)到吸附捕集co2的作用。而且現(xiàn)場(chǎng)捕捉完成后，可使用減量法計(jì)算得到想要的數(shù)據(jù)，為推算污染物衰減率以及為場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和污染治理方案比選提供參考依據(jù)?！靖綀D說(shuō)明】圖1co2捕集器各部件位置及連接關(guān)系結(jié)構(gòu)圖；圖2模擬捕集器捕捉吸收co2效果及其性能試驗(yàn)裝置；圖3二氧化碳捕集裝置的性能曲線?！揪唧w實(shí)施方式】本發(fā)明旨在解決污染場(chǎng)地污染源區(qū)污染物自然衰減過(guò)程中釋放到土壤-地下水體系中的co2的收集和污染物降解量的計(jì)算。從而為自然衰減的發(fā)生及有效性提供可靠證據(jù)，進(jìn)一步為污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供數(shù)據(jù)依據(jù)。下面就本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步介紹。實(shí)施例一：一種co2捕集裝置(捕集器)，用于捕集受監(jiān)控污染場(chǎng)地釋放的co2：co2捕集裝置包括：co2接收裝置(1)、連接密封管卡(3)、co2吸收裝置(4)、錐形管帽(5)，其中：--co2接收裝置(1)：為兩端開口的筒狀結(jié)構(gòu)，使用時(shí)一端部分插入受監(jiān)控污染場(chǎng)地(例如土層、地下水等)，另一端設(shè)置有吸附層一，用于捕集受監(jiān)控污染場(chǎng)地釋放的co2；較佳實(shí)現(xiàn)方式中，co2接收裝置可由一個(gè)直徑100mm、長(zhǎng)300-400mm的pvc管制成，現(xiàn)場(chǎng)用時(shí)將其插入土層，空氣中只留50-100mm即可。吸附層一為一個(gè)帶網(wǎng)眼的管帽(2)(透氣帽)，嵌入在co2接收裝置的上端，其上放置一個(gè)與管徑大小相同的不銹鋼金屬網(wǎng)墊(圖中未示出)，防止吸附劑掉落，不銹鋼金屬網(wǎng)墊上放置co2吸附劑，用于捕集受監(jiān)控污染場(chǎng)地(土壤、地下水等)釋放的co2，吸附劑采用堿石灰或氫氧化鋰。--連接密封管卡：用于連接co2接收裝置和co2吸收裝置，并使連接處常壓密封；較佳實(shí)現(xiàn)方式中，連接密封管卡選用拷貝林管卡，既起到連接作用又可使得連接處常壓密封，達(dá)到了采集要求。--co2吸收裝置(4)：設(shè)置在co2捕集器上方，為兩端開口的筒狀結(jié)構(gòu)，其下端設(shè)置有隔離層、上端設(shè)置有吸附層二，該吸附層二用于吸收大氣中的co2；co2吸收裝置(4)是捕集裝置的核心部分，較佳實(shí)現(xiàn)方式中，它也是由一個(gè)直徑100mm、長(zhǎng)50-150mm的pvc管制成，其內(nèi)部安裝有隔離層和吸附層二，該隔離層為一個(gè)帶網(wǎng)眼的管帽(6)(透氣帽)，嵌入在co2吸收裝置的下端，其上放置一個(gè)與管徑大小相同的隔離材料，該隔離材料為透氣性能好不吸水且不吸附co2的材料，具體可選用不銹鋼筒狀金屬絲網(wǎng)、泡沫材料、玻璃棉等。吸附層二設(shè)置在co2吸收裝置(4)的上端，用于吸收外界環(huán)境中的co2，以避免其對(duì)捕集到的污染場(chǎng)地釋放的co2測(cè)量產(chǎn)生影響，該吸附層二與co2接收裝置(1)中的吸附層一的結(jié)構(gòu)相同，即由帶網(wǎng)眼的管帽(7)、不銹鋼金屬網(wǎng)墊、co2吸附劑構(gòu)成，吸附劑采用堿石灰或氫氧化鋰。--錐形管帽(5)(俗稱天帽)，設(shè)置在co2吸收裝置(4)之上，用于防止吸附劑撒出和實(shí)際場(chǎng)地測(cè)量過(guò)程中被雨淋濕導(dǎo)致測(cè)量失誤。實(shí)施例二：一種利用本發(fā)明的co2捕集裝置測(cè)量受監(jiān)控污染場(chǎng)地釋放co2量的方法，包括如下步驟：步驟一：稱量吸附層一中吸附劑的重量；步驟二：將co2捕集裝置插入受監(jiān)控污染場(chǎng)地中，待一測(cè)量周期后取出；步驟三：再次稱量吸附層一中吸附劑的重量，根據(jù)兩次稱量的重量之差，得出受監(jiān)控污染場(chǎng)地釋放co2的量。為了驗(yàn)證本發(fā)明裝置的實(shí)際效果以及合理性和可實(shí)現(xiàn)性，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，具體的模擬裝置如圖2所示。配制一定濃度的na2co3溶液備用，按本發(fā)明技術(shù)方案裝填如圖2所示結(jié)構(gòu)：玻璃柱中由下至上依次為圓筒狀金屬網(wǎng)-co2吸附劑5-8g-圓筒狀金屬網(wǎng)-co2吸附劑2-3g-圓筒狀金屬網(wǎng)，柱子直徑1cm、長(zhǎng)20-25cm。注意裝填柱子時(shí)要稱量所填吸附劑的質(zhì)量精確到0.0001g并記錄。實(shí)驗(yàn)前在注射器中吸入一定質(zhì)量的na2co3溶液，精確稱量到0.0001g并記錄。依照?qǐng)D2所示構(gòu)造準(zhǔn)備試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開始，首先慢慢推動(dòng)注射器注入na2co3到裝有鹽酸的通過(guò)四氟軟管連接到玻璃柱子的三角瓶，兩種液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成co2，三角瓶?jī)?nèi)氣體分子增多，通過(guò)四氟軟管擴(kuò)散至玻璃柱后被co2吸附劑捕捉吸附。等三角瓶?jī)?nèi)氣體自由擴(kuò)散一定時(shí)間，打開氮?dú)馄?，用微量的氮?dú)獯祾?，盡可能的把反應(yīng)生成的co2完全帶出三角瓶，通過(guò)玻璃柱后被co2吸附劑捕捉。實(shí)驗(yàn)結(jié)束，稱量注射器質(zhì)量和玻璃柱內(nèi)吸附劑質(zhì)量，精確到0.0001g。最后，可以計(jì)算整個(gè)模擬裝置對(duì)co2的捕捉吸附率以及吸附劑的最大吸附量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：表一、實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吸附劑質(zhì)量(g)反應(yīng)生成co2質(zhì)量(g)捕捉吸附的co2質(zhì)量(g)吸附效率15.32810.22820.2283100％26.02380.29970.299199.7％36.14340.58920.585099.2％46.10830.92660.922299.5％56.60512.29851.6827已達(dá)到吸附飽和由表一的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到本發(fā)明的性能特征，圖3所示為本發(fā)明二氧化碳捕集裝置的性能曲線。前四組數(shù)據(jù)中反應(yīng)生成的co2均未達(dá)到吸附劑的最大吸附量，根據(jù)這四組數(shù)據(jù)計(jì)算捕集器對(duì)co2的捕集效率，平均達(dá)到99.6％。第五組數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)生成的co2已經(jīng)超過(guò)吸附劑的最大吸附量，經(jīng)減量法計(jì)算得所選吸附劑的最大吸附量可達(dá)到25％(g/g)，比吸附劑生產(chǎn)廠家所標(biāo)的30％稍低，但是完全可以滿足捕集器的實(shí)用要求。本發(fā)明由于設(shè)計(jì)了底部和頂部雙層吸附劑，所以它能既有效精準(zhǔn)地捕集目標(biāo)污染區(qū)污染物自然降解釋放到環(huán)境中的co2，又不會(huì)受到來(lái)自大氣中co2的影響。實(shí)際應(yīng)用時(shí)只需將裝有足夠量吸附劑的捕集器安裝到目標(biāo)場(chǎng)地上，稍作簡(jiǎn)單防護(hù)，人員即可離場(chǎng)，等到一定時(shí)間(1-幾個(gè)星期)后，取回捕集器，用減量法即可計(jì)算場(chǎng)地co2連續(xù)的累計(jì)釋放量，從而為判斷場(chǎng)地的自然衰減提供可靠依據(jù)。比起傳統(tǒng)的測(cè)量場(chǎng)地所釋放co2的方法，避免了瞬時(shí)采樣造成的誤差；使用這種捕集器既能消除大氣co2的影響又節(jié)省人員勞力，而且選材簡(jiǎn)單易得測(cè)量計(jì)算簡(jiǎn)單，比起傳統(tǒng)的測(cè)量計(jì)算方法大大節(jié)省了測(cè)試費(fèi)用。最后需要注意的是，公布實(shí)施方式的目的在于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實(shí)施例所公開的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍以權(quán)利要求書界定的范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)12