一种无动力风帽式半挥发性有机物被动采样装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于大气环境污染物监测技术领域，提出了一种无动力风帽式半挥发性有机物被动采样装置及其使用方法。一种无动力风帽式半挥发性有机物被动采样装置，包括风帽、连接筒、金属支架、采样盒、吸附材料、硅胶管、垫片及金属筛网。连接筒上端开口对接风帽，下端连接有气管接头；采样盒通过硅胶管与连接筒底部气管接头连接；采样盒底部设有开口，开口处从下至上依次安装有粗筛网、细筛网、垫片。通过风力作用带动风帽旋转，从而增加垂直方向上空气的流动，进而增大采样盒内的气体流通速度，加快采样速率，缩短采样时间，同时也使得每个采样盒吸附材料中污染物的采样速率近似一致，校正了因为不同高度环境条件差异造成的被动采样速率的差异。率的差异。率的差异。

【技术实现步骤摘要】
一种无动力风帽式半挥发性有机物被动采样装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及大气环境污染物监测
，具体地涉及一种无动力风帽式半挥发性有机物被动采样装置及使用方法。

技术介绍

[0002]半挥发性有机污染物(简称SVOCs)指一类挥发性相对较强、不溶于水、易溶于有机溶剂，沸点在170～350℃之间的化合物。相比挥发性有机物，SVOCs更难降解，环境中存在时间更长。这类化合物易持久存在于空气、水、土壤等环境中，能长距离传输，且大多数具有一定的毒性和生物蓄积性。近来，SVOCs造成的土壤和大气污染越来越受到人们的重视。对近地面SVOCs浓度的监测有助于了解其在土壤和大气之间的浓度变化和迁移趋势，有助于掌握SVOCs的土
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气迁移规律，为土壤和大气中SVOCs类污染物的控制和消减提供理论依据。
[0003]监测空气中SVOCs浓度主要有主动和被动两种采样方法。主动采样器主要利用动力抽气泵抽取空气，具有采样时间短、可准确监测瞬时浓度的优点，但主动采样器造价昂贵、体积庞大，且工作时需要电源，不利于野外多点的长期采样。此外，主动采样器对周围空气具有扰动，不利于对近距离不同高度样本的同时采集。被动采样器主要是采用聚氨酯泡沫等吸附材料，利用空气与吸附材料之间的浓度梯度，当气流通过吸附材料时，将空气中的SVOCs吸收到吸附材料上。被动采样器因为造价低廉，不需要电源且对周边空气干扰小的优点，被广泛用于野外等区域范围内大气环境中半挥发性有机污染物的监测，但现有的聚氨酯泡沫(PUF)被动采样器采样时间较长，采样速率较低，在野外采样过程中容易受到不同高度风速等环境变化影响，采样速率随之发生改变，导致测出的污染物浓度与实际浓度之间偏差较大，因此，有必要对采样器进行改造，提高SVOCs的采样速度，缩短采样时间，同时缩小不同高度或者点位采样速率的差异。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种无动力风帽挥发性有机物被动采样装置及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过风帽的旋转，加快采样盒内的空气流通速度，适当提高采样速率，缩短采样时间，实现对大气中半挥发性有机物的中短时间的快速采集，通过在不同高度上放置采样盒，实现SVOCs的土壤垂直剖面浓度监测。本装置在大气气态半挥发性有机物的土壤不同垂直高度和较长时间连续被动采样具有应用性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]一种无动力风帽式半挥发性有机物被动采样装置，包括风帽8、连接筒9、金属支架11、采样盒2、吸附材料7、硅胶管10、垫片3、细筛网4和粗筛网5；连接筒9上端开口并螺接风帽8，下端封闭并安装有多个气管接头1，二者通过螺纹拧紧，连接筒9底部与金属支架11相连；采样盒2顶部设有一螺纹圆孔并螺接气管接头1，连接筒9上的气管接头1和采样盒2上的气管接头1通过硅胶管10连接；采样盒2底部的开口处安装有开孔的底盖6；采样盒2内从下
至上依次安装有粗筛网5、细筛网4、垫片3和吸附材料7，垫片3和吸附材料7存在间隙；金属支架11垂直于地面放置，底部呈尖端状，其高度方向均设置有开孔，金属绑带12过金属支架11上的开孔将采样盒2固定于金属支架11上。
[0007]底盖6的开孔直径小于采样盒2的直径，用于托住采样盒2内的吸附材料7，固定粗筛网5、细筛网4、和垫片3，同时方便采样气体流入。
[0008]吸附材料7为圆形的聚氨酯泡沫，其直径大于采样盒2内径，保证二者紧密贴合，其高度小于采样盒2高度2cm，安装时吸附材料7底部距离底盖62cm，进一步避免颗粒相的干扰。
[0009]粗筛网5为10目；细筛网4为200目；二者材质均为不锈钢，形状均为圆形，且直径与底盖6的内径一致；垫片3起到密封作用，材质为聚四氟乙烯，形状为圆环形，其外径与底盖6内径一致，内直径与底盖6开孔内径一致。
[0010]连接筒9为圆柱形，其主要由不锈钢制成，连接筒9顶部开口处内部有螺纹，风帽8通过螺纹与连接筒9对接；采样盒2材质为不锈钢。
[0011]连接筒9底部均匀分布五个带螺纹的圆孔或根据实际采样情况调整圆孔个数；气管接头1通过带螺纹的圆孔与连接筒9拧合。
[0012]一种无动力风帽式半挥发性有机物被动采样装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0013]步骤一、采样前，将吸附材料7先后依次用丙酮、二氯甲烷进行索氏提取，吸附材料7为聚氨酯泡沫；
[0014]步骤二、将提取后的吸附材料7经真空干燥去除残留溶剂，使用铝箔包裹以及密实袋密封，放置于
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20℃冰箱保存；
[0015]步骤三、将无动力风帽半挥发性有机物被动采样装置组装好，将金属支架11垂直插入于采样点地面以下10
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15cm位置，根据采样要求的具体高度，安装各采样盒2，确保采样盒2底部进气口与地面平行；
[0016]步骤四、采样6
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24天后，取出所述吸附材料7，进行后续处理、测定和计算，获得最终浓度结果。
[0017]本专利技术相对于现有技术具有如下优点：
[0018]1)通过风力作用带动风帽旋转，从而增加垂直方向上空气的流动，进而增大采样盒内的气体流通速度，加快采样速率，缩短采样时间，同时也使得每个采样盒吸附材料中污染物的采样速率近似一致，校正了因为不同高度环境条件差异造成的被动采样速率的差异。
[0019]2.风帽旋转产生的垂直方向上空气的流动微弱，对采样点周围空气的扰动甚微，远低于主动采样器的影响。
[0020]3.本专利技术的被动采样装置结构简单、便于携带、安装简单、操作方便、、无需电源，可以进行多点位、多高度、中短期的野外空气连续采样。
[0021]4.本专利技术的被动采样装置主要吸附气态污染物，筛网的存在进一步避免颗粒物干扰，使得结果更加准确、可靠。
[0022]5.利用在距地面不同高度放置该被动采样装置，获得SVOCs在土壤垂直方向上不同高度的空气浓度信息，进而推测SVOCs的土壤
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大气扩散趋势和通量。
[0023]6.根据不同的采样目的，灵活地设置采样高度、采样盒个数和选用合适的吸附材料。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的无动力风帽式半挥发性有机物被动采样装置示意图；
[0025]图2(a)为本专利技术的采样盒结构示意图；
[0026]图2(b)为本专利技术的吸附材料示意图；
[0027]图3为本专利技术连接筒的仰视示意图；
[0028]图4(a)为本专利技术的无动力风帽式半挥发性有机物被动采样装置与普通被动采样装置针对不同OPE单体的采样速率对比示意图；
[0029]图4(b)为本专利技术的无动力风帽式半挥发性有机物被动采样装置与普通被动采样装置针对不同PAE单体的采样速率对比示意图。
[0030]图中：1.气管接头，2.采样盒，3.垫片，4.细筛网，5.粗筛网，6.底盖，7.吸附材料，8.风帽，9.连接筒，10.硅胶管，11.金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无动力风帽式半挥发性有机物被动采样装置，其特征在于，该无动力风帽式半挥发性有机物被动采样装置包括风帽(8)、连接筒(9)、金属支架(11)、采样盒(2)、吸附材料(7)、硅胶管(10)、垫片(3)、细筛网(4)和粗筛网(5)；连接筒(9)上端开口并螺接风帽(8)，下端封闭并安装有多个气管接头(1)，二者通过螺纹拧紧，连接筒(9)底部与金属支架(11)相连；采样盒(2)顶部设有一螺纹圆孔并螺接气管接头(1)，连接筒(9)上的气管接头(1)和采样盒(2)上的气管接头(1)通过硅胶管(10)连接；采样盒(2)底部的开口处安装有开孔的底盖(6)；采样盒(2)内从下至上依次安装有粗筛网(5)、细筛网(4)、垫片(3)和吸附材料(7)，垫片(3)和吸附材料(7)存在间隙；金属支架(11)垂直于地面放置，底部呈尖端状，其高度方向均设置有开孔，金属绑带(12)过金属支架(11)上的开孔将采样盒(2)固定于金属支架(11)上。2.根据权利要求1所述的无动力风帽半挥发性有机物被动采样装置，其特征在于，底盖(6)的开孔直径小于采样盒(2)的直径，用于托住采样盒(2)内的吸附材料(7)，固定粗筛网(5)、细筛网(4)、和垫片(3)，同时方便采样气体流入。3.根据权利要求1所述的无动力风帽半挥发性有机物被动采样装置，其特征在于，吸附材料(7)为圆形的聚氨酯泡沫，其直径大于采样盒(2)内径，保证二者紧密贴合，其高度小于采样盒...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琰，李志远，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：