欧仕自主研发：G. O. Sampler智能化地下水低速采样系统

低速采样成为标准化趋势

地下水采样有着比较严格和明确的技术要求。2017年8月14日，生态环境部出台了《ZD行业企业用地调查系列技术文件》，对开展ZD行业企业用地调查的技术方法做出了明确的规定。对于渗透率高的监测井，可采用潜水泵或贝勒管从井管底部抽出3~5倍的滞水体积，但避免对井内水体产生气提、气曝等扰动；对于渗透率低的监测井，则需要采用气囊泵或低流量潜水泵洗井，确保水位下降小于10cm。《地块土壤和地下水中挥发性有机物采样技术导则（HJ1019-2019）》提出，当需要分析地下水挥发性有机物（VOC）时，则需要使用气囊泵洗井采样。各种采样方式如表1所示。可以看出，以气囊泵为主体的低速采样系统，适用于所有类型的监测井，也符合采样技术规范，代表了地下水采样工具的标准化趋势。

表1  不同类型地下水采样的适用工具

在上述两个规范文件中，针对地下水低速采样的标准化操作，除了规定洗井速率在100~500ml/min之间、确保地下水位降幅＜10cm之外，还明确要求洗井过程中连续三次测定的水质稳定。洗井过程中每隔5分钟读取并记录pH、温度、电导率、溶解氧、氧化还原电位及浊度，连续三次采样达到以下要求（表2）即可结束洗井。对于VOC的采样，还要求采样全过程避免与空气接触，防止各种扰动引起水中溶解氧的变化和VOC的散逸。

表2  规范HJ1019-2019中洗井结束的判定标准

低速采样设备的市场现状

目前，市场上具有低速采样的功能的地下水采样设备主要有3种品牌，均从国外引进：来自美国的Geotech和QED，来自加拿大的Solinst。它们均采用气囊泵原理，各有特点（如表3所示）。但对于规划中要求的水位泄降控制和水质参数稳定，则需要单独外接。这3款设备中，Geotech气囊泵的性价比表现更加突出。

表3  低速采样设备的特征比较

然而，目前地下水的低速采样设备在我国的市场占有率并不高。主要是因为：

（1）地下水的采样规范出台较晚。在此之前，采样人员并不考虑低扰动的要求，各种采水泵和贝勒管成为地下水的主要采样工具。

（2）地下水低速采样的技术要求严格，采样工具复杂（需配水位泄降控制单元和水质参数仪），尚未实现自动化操作。

（3）进口设备价格较高，对于低频次的采样单位，使用率不高。

G. O. Sampler的研发

面对市场空白和技术难点，北京欧仕科技有限公司长期致力于地下水标准化采样技术研发，在国内标准出台之前，参考美国ASTM标准D67771，力争研制出ZGdi一套智能化地下水低速洗井采样系统。历经6年的探索，成功研发出G. O. Sampler智能化地下水低速洗井采样系统，实现了地下水在线自动化采样目标。它集成气囊泵、水位泄降控制单元和智能水质参数仪，可实现远程控制和自动化采样，完全符合HJ1019-2019的技术要求（如图1所示）。

图1  G.O.Sampler智能化地下水低速洗井采样系统

技术特点

G. O. Sampler智能化地下水低速洗井采样系统属于创新型产品，多项技术在国内属于SC，具有独特的技术优势。

•可实现在线式和便携式的地下水自动化采样。

•完全符合规范HJ1019-2019的标准化采样要求。

•水位泄降控制单元与气囊泵一体化设计，具有大气压补偿功能，水位测量更准确。

•水路管道均为特定材料，无化学吸附，zui大程度保持样品原状。

•采样信息自动记录。

•采样频次和监测频次可调节。

•洗井完成后水质数据可作为现场测量的指标存储和传输。

•多种数据协议接口，兼容第三方数据平台。

•系统维护频率低。

意义和前景

G. O. Sampler智能化地下水低速洗井采样系统的诞生，有着重大意义和广阔的应用前景。

（1）符合ZG现行地下水采样技术规范。满足低速抽水、无扰动、洗井水质稳定监测、与空气无接触的要求。

（2）完全实现了自动化。一次布设完成之后，全过程自动化操作，符合采样的要求的地下水水样ZH流进样品瓶。

（3）开启地下水在线自动监测采样新时代。在此之前，地下水没有在线监测和采样模式。一方面是因为地下水流动缓慢，污染物的扩散迁移速率低，水质相对稳定，监测部门对地下水采样的频率较低。另一方面，地下水采样的技术缺乏自动化和远程操作功能，成为影响地下水采样效率的重要原因，更谈不上在线自动采样。G. O. Sampler的问世，成功解决了这一难题，像地表水一样，将开启地下水在线监测和自动化采样的新时代，助力地下水环境监测事业的蓬勃发展。