《土壤質量—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

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

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

污染調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、

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

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

結果的相對可比性，可以為土壤氣體評估和風險評價提供高質量的試驗數(shù)據(jù)，也為我國應對

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

2．任務來源

2011年12月30日中國標準化管理委員會下達了《關于下達2011年第三批國家標準制

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

年第三批國家標準制訂計劃項目，計劃編號20111822-T-326，主管部門為農(nóng)業(yè)部，技術歸口

單位為全國土壤質量標準化技術委員會，由南京師范大學承擔起草工作。

3.編制過程

3.1預研階段

2011年4月，由中國科學院南京土壤研究所向全國土壤質量標準化技術委員會提出本標

準的標準建議書和標準草案。同時開始查閱文獻，收集國際、國家和行業(yè)的標準、規(guī)范和專

著，聯(lián)絡合作單位和具體起草成員。

3.2立項階段

2011年12月30日，根據(jù)國標委綜合[2011]82號文件的要求，《土壤氣體取樣指南》

獲得批準成為2011年第三批國家標準制訂計劃項目，計劃編號20111822-T-326，由南京師

范大學承擔起草工作。

3.3起草階段

2012年5月8日，按全國土壤質量標準化技術委員會下達的《全國土壤質量標準化技

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術委員會關于2011年土壤質量標準項目制定工作組的安排》（土壤質量標委會函字[2012]4

號），成立標準起草工作組，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研階段的標準草案，形成工作組討論稿

初稿。

2013年4月至2016年1月，標準編制組根據(jù)江蘇省質量和標準化研究院反饋意見，對

標準文本和編制說明進行了調整與修改，同時編制單位進行了相關資料的收集，形成了標準

文本和征求意見稿編制說明初稿。

2016年4月至7月，標準編制組將修改后的標準文本和征求意見稿編制說明初稿再次

發(fā)至江蘇省質量和標準化研究院進行格式規(guī)范，根據(jù)其意見進一步完善了征求意見稿和編制

說明，最終形成了標準文本征求意見稿和征求意見稿編制說明。

2016年8月，標準編制組將標準工作組討論稿終稿、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量標準化技術委員會。

4.國內外相關分析方法研究

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?；诖藰藴剩?006年法國標準化協(xié)會（NF）、2007年德國標準化協(xié)會（DIN）

和西班牙標準化協(xié)會（UNE）相繼頒布等同采用ISO10381-7的版本，標準編號分別為NF

X31-008-7-2006，DINISO10381-7-2007和UNE-ISO10381-7-2010。ISO10381-7標準氣體

取樣方法具有下列特點：（1）對涉及人身健康及安全預防的現(xiàn)場土壤及地下土壤氣體的分析

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

法的實用性；（2）增加了土壤氣體質量控制標準，對氣體取樣方法的質量要求做出具體規(guī)定，

提高了氣體取樣的準確度和可靠性。目前，國內相關土壤氣體取樣方法還無此方面的研究。

5標準制訂的基本原則和技術路線

5.1標準制訂的基本原則

本標準為等同采用《土壤質量—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標準制訂的技術路線

5.2.1文獻調研：對國內外相關標準和文獻資料進行調研，翻譯和整理ISO分析方法標準制

訂10381-7：2005，確定轉化ISO方法，確定技術路線；

5.2.2編制標準的征求意見稿和編制說明；

5.2.3對征求的意見進行匯總，編制標準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，提交標準報批稿及編制說明；

5.2.5報批稿經(jīng)審查合格后發(fā)布。

本標準制訂的具體技術路線，見圖1。

國標委下達修訂任務

成立標準編制組

資料調研國內外相關標準情況調研

翻譯和研究ISO10381-7：2005主要技術內容

確定制定本標準的方法和要求

編制標準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

審查及完成報批稿）

圖1標準制訂的技術路線圖

6標準技術內容說明

6.1標準適用范圍

此標準包含關于土壤氣體的取樣指南，不適用于從土壤中進入大氣的氣體測定、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，土壤質量—取樣—第一部分：取樣程序設計指南

ISO10381-2，土壤質量—取樣—第二部分：取樣技術指南

ISO10381-3，土壤質量—取樣—第三部分：安全指南

ISO11074-1，土壤質量—詞匯—第一部分：有關土壤保護和污染的術語和定義

ISO11074-2，土壤質量—詞匯—第二部分：有關取樣的術語和定義

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6.3術語和定義

為了使標準內容易于理解，本標準規(guī)定了以下重要術語和定義：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、直接計數(shù)檢測管、氣體運移、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、兩階段土壤氣體取樣和揮發(fā)性有機化合物（VOCs）。

6.4需要考慮的初步要點

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

質以及污染的性質及分布、地質和水文地質，采取一切措施防止交叉污染。

氣體采樣工作開始之前，應對土壤進行全面檢驗以保證沒有設施或結構處于風險之中，

以及無危險存在（更多關于取樣技術及安全的信息見ISO10381-2及ISO10381-3）。

當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

該在取樣規(guī)劃、實施以及對測定結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。其結果，必須從更大的深度取得樣本。

取樣時應充分注意一下幾點：

第一，土壤及土下的一些氣相有機污染物可能具有嚴重程度不一的生態(tài)毒理學風險，基

于此，應根據(jù)其潛在毒性（估計或測定的），人員必須配備恰當?shù)谋Ｗo材料。

第二，某些有機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加以考

慮），因此適用于在爆炸性空氣的電力設備及工具的使用是必須的。

第三，任何時候都應該考慮健康及安全事項，必須提供培訓使人員了解必要的預防。（更

多安全信息見ISO10381-3。）

6.5土壤氣體采樣的調查目的

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

標具有很大范圍的多樣性，本導則中，氣體采樣目標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對土壤氣體進行VOCs分析的主要目標如下：

測定局部濃度及其變化幅度、測定輸入地點及污染中心的位置（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、進行測定以驗證

修復措施有效性。

6.6制定技術方案

6.6.1永久氣體

永久氣體取樣策略應該因具體場地而定，以研究場地的具體條件及場地調查中得到的信

息為基礎（見附錄C），應充分考慮任何侵入式活動都會影響運移模式，并充當氣體運移通

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

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

表1永久氣體的采集選項

方法描述優(yōu)點缺點

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氣體存在，不能

易于安裝

證實其不存在

便宜且易于使用費體力

使用手持式螺紋鉆鉆

螺紋鉆允許對固體進行非針對性取樣不能穿過有難度的巖土

入巖土

比砸釘/淺層探測器深費時

具有實心頭錐的中空最小的巖土干擾

不能穿過障礙物

管。機械式擊入巖土。易于攜帶因而不大可能存在到達問題

擊入式探在粘質土壤中可能產(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。提起中空管，頭錐可以通過供分析的巖土建立土壤氣體剖

進入探孔

留在原處。面

能達到很大深度

對巖土的最小干擾

通過鋼纜沖擊技術形相對較慢及昂貴

可以在一個鉆孔中安裝幾個立管，對不同

成加套管的鉆孔，在其可能存在到達問題

鉆孔（無沖深度觀測

中安裝穿孔豎管。立管將污染物質帶到表面

洗裝置）鉆進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：

具鉆進，并用空氣或水比鋼纜沖擊快

洗裝置）用水沖洗可擴散污染

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

不同濃度范圍內的各氣體測試需要專門的儀器，如果使用便攜式儀器，應該將其牢固地

連結到取樣點，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

量控制程序，主要包括：采集質量控制樣本、使用標準化田間取樣方式、記錄田間儀器的校

準及使用情況和測試取樣和貯存設備的氣密性。

6.6.1揮發(fā)性有機化合物（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查的

目標，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，

或者單獨取樣分幾步進行（土壤氣體剖面）。用于對VOC進行土壤氣體采集的標準裝備列

于表2。

表2用于對VOC進行土壤氣體采集的標準裝備

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，用窗口取樣器對應避免石油燃料引擎產(chǎn)生的廢氣、汽油及油料可能

鉆孔進行安裝造成污染

運行電力驅動設備的發(fā)電機發(fā)電機安裝于有充足距離及恰當風向的地方

起重器（液壓或機械）

用于鉆穿密封或固化表面的電力驅動錘或取芯鉆設

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，使用氣相色譜進行直接測定

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

容積（也即氣體流量計）

使用直接讀數(shù)檢測管時—針對檢測器管類型的適

當?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壓

氣體流量計如檢測取樣容積的氣體流量計

控制氣體流量的變面積流量計（即浮子流量計）

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，對瓶蓋進行

加熱，防止污染轉移

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密封圈將墊片在安瓿上進行氣密性扣緊

帶保護管的