一种基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器，包括：采样腔(1)、底座(2)、空气泵(3)、流量计(4)、颗粒态污染物收集管(5)、气态污染物收集管(6)和电控模块，其中，底座(2)中部设有一个圆孔，采样腔(1)与圆孔连接，采样腔(1)、颗粒态污染物收集管(5)、气态污染物收集管(6)、空气泵(3)、流量计(4)依次通过橡胶管连接，电控模块与空气泵(3)、流量计(4)连接。本公开提供的基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器易拆装、便于携带，且仅需电池供电，适合于在偏远地区进行短期采样，该装置采样高度仅为30mm，可有效避免大气污染物垂直分布带来的采样误差，使获得的地气交换数据更接近真实值。
【技术实现步骤摘要】
基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器
本公开涉及大气污染物监测
，尤其涉及一种基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器。
技术介绍
持久性有机污染物(POPs)是具有半挥发性的全球迁移污染物，其受温度影响的挥发或沉降行为是全球迁移传输过程中的重要环节。因此，准确评估POPs在大气-地表界面间的交换方向和通量是研究POPs全球传输的关键环节。POPs类污染物的大气含量一般为痕量级，以当前的分析测试能力，需要进行大体积采样富集才可保证检出目标化合物。这导致无法直接对POPs的大气-地表通量进行直接的实时观测。当前POPs大气-地表交换的研究主要借助逸度方法完成：基于浓度和环境参数计算大气、土壤中POPs的逸度，进而估算大气-地表交换方向和通量。为简化逸度公式的计算过程，在进行不同地点或不同时段的POPs比较时，常使用土壤-大气分配系数(KSA)直接表征POPs在土-气界面挥发或沉降趋势。一般认为，不同地点或时段相同化合物的KSA值越高，则其越倾向于向大气挥发；反之亦然。逸度公式估算方法存在明显的系统缺陷：大体积采样器采样口的标准高度为1.5米，然而，近地表的污染物浓度往往存在较大的垂直梯度变化，土壤-大气界面上的气态污染物浓度可能比1.5米处高几倍甚至一个数量级。因此，使用普通大体积采样器采集的大气POPs浓度进行逸度计算可能会引起较大的偏差。此外，大体积采样器的核心部件为大功率气泵，对电力要求较高，不适宜在偏远地区开展研究工作；且大体积采样会显著改变采样器周边气流，改变实际大气含量和地气交换状况。因此，针对当前不足，开发可用于地表大气POPs采集的低功率采样器成为当务之急。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供了一种基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器，以至少解决上述的部分问题。本公开提供了一种基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器，包括：采样腔1、底座2、空气泵3、流量计4、颗粒态污染物收集管5、气态污染物收集管6和电控模块；其中，所述底座2中部设有一个圆孔，所述采样腔1与所述圆孔连接；所述采样腔1、颗粒态污染物收集管5、气态污染物收集管6、空气泵3、流量计4依次通过橡胶管连接；所述电控模块与所述空气泵3、流量计4连接，用于给所述空气泵3、流量计4供电。优选地，所述采样腔1为半球形，材质为不锈钢，圆形底部全开口。优选地，所述圆孔和所述采样腔1的圆形底部的尺寸相同，半径均为250mm。优选地，所述底座2为由九块尺寸相同的方形不锈钢板按照3×3的阵列组成，其中，中心位置的不锈钢板中心设有所述圆孔。优选地，九块所述方形不锈钢板之间的衔接处通过封口膜或橡胶条密封。优选地，所述底座2尺寸为1m×1m。优选地，所述底座2还包括多个地脚10，高30mm。优选地，空气泵3的流量为3-5Lmin-1。优选地，所述电控模块包括开关7、稳压器8和可移动电源9。优选地，所述颗粒态污染物收集管5内的过滤芯为玻璃纤维滤膜，气态污染物收集管6内的采样芯为聚氨酯泡沫、XAD树脂或活性炭。在本公开实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本公开提供的基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器较易拆装和携带，便于移动，且仅需电池供电，适合于在偏远地区进行短期采样；该采样器的采样口离地高度仅为30mm，可有效避免大气污染物垂直分布带来的采样误差，使获得的地气交换数据更接近于真实值。附图说明为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：图1示意性示出了本公开实施例提供的一种基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器的示意图；图2示意性示出了本公开实施例提供的一种基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器与大体积采样器采样获得的土壤-大气分配系数对比示意图；图3示意性示出了本公开实施例提供的一种基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器获得的各采样点的逸度比率对比示意图；具体实施方式以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。参阅图1，本公开提供了一种基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器，包括：采样腔1、底座2、空气泵3、流量计4、颗粒态污染物收集管5、气态污染物收集管6和电控模块。其中，底座2中部设有一个圆孔，采样腔1与圆孔连接；采样腔1、颗粒态污染物收集管5、气态污染物收集管6、空气泵3、流量计4依次通过橡胶管连接，颗粒态污染物收集管5用于过滤固态污染物，气态污染物收集管6用于采集气态POPs等；电控模块与空气泵3、流量计4连接，用于给空气泵3、流量计4供电。采样腔1为半球形，材质为不锈钢，圆形底部全开口，采样腔1的空间主要用于空气的混合。圆孔和采样腔1的圆形底部的尺寸相同，半径均为250mm，采样腔1的底部与圆孔焊接在一起，可选地，还可使用螺丝、卡槽等机械结构配合密封条等连接在一起。底座2为由九块尺寸相同的方形不锈钢板按照3×3的阵列组成，其中，中心位置的不锈钢板中心设有圆孔。九块方形不锈钢板之间的衔接处通过封口膜或橡胶条密封。底座2尺寸为1m×1m。底座2还包括多个地脚10，长30mm。地脚10使底座2能够平放在地表上方30mm处，使不锈钢底座2与地表形成高30mm、面积1m2的空间。优选地，空气泵3的流量为3-5L/min。因空气泵3流量较小，空气在不锈钢底座2和地表形成的空间中缓慢流动，理论上有充分时间与地表接触，达到POPs的大气-地表平衡状态。优选地，电控模块包括开关7、稳压器8和可移动电源9。其中，可移动电源9可以为电池组或小型移动充电电源。优选地，所述颗粒态污染物收集管5内的过滤芯为玻璃纤维滤膜，气态污染物收集管6内的采样芯为聚氨酯泡沫、XAD树脂或活性炭，根据实际应用情况可做调整。本公开提供的基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器的设计要点是：要使近地表空气与土壤充分接触，从而保证POPs在大气-土壤界面达到平衡；同时兼顾POPs测试要求的最低采样量。为此，需要对流量、采样时间、不锈钢板离地高度(即界面平衡区域体积)等参数进行测试和优化，确定最本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器，其特征在于，包括：/n采样腔(1)、底座(2)、空气泵(3)、流量计(4)、颗粒态污染物收集管(5)、气态污染物收集管(6)和电控模块；/n其中，所述底座(2)中部设有一个圆孔，所述采样腔(1)与所述圆孔连接；所述采样腔(1)、颗粒态污染物收集管(5)、气态污染物收集管(6)、空气泵(3)、流量计(4)依次通过橡胶管连接；所述电控模块与所述空气泵(3)、流量计(4)连接，用于给所述空气泵(3)、流量计(4)供电。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于逸度原理的持久性有机污染物地气交换采样器，其特征在于，包括：
采样腔(1)、底座(2)、空气泵(3)、流量计(4)、颗粒态污染物收集管(5)、气态污染物收集管(6)和电控模块；
其中，所述底座(2)中部设有一个圆孔，所述采样腔(1)与所述圆孔连接；所述采样腔(1)、颗粒态污染物收集管(5)、气态污染物收集管(6)、空气泵(3)、流量计(4)依次通过橡胶管连接；所述电控模块与所述空气泵(3)、流量计(4)连接，用于给所述空气泵(3)、流量计(4)供电。
2.根据权利要求1所述的采样器，其特征在于，所述采样腔(1)为半球形，材质为不锈钢，圆形底部全开口。
3.根据权利要求2所述的采样器，其特征在于，所述圆孔和所述采样腔(1)的圆形底部的尺寸相同，半径均为250mm。
4.根据权利要求1所述的采样器，其特征在于，所述底座(2)为由九块尺寸相同的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚平，任娇，盛久江，郭莉平，王小萍，
申请(专利权)人：中国科学院青藏高原研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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