一种气态及颗粒态污染物氧化潜势检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于大气环境检测技术领域，具体为一种气态及颗粒态污染物氧化潜势检测装置。本发明专利技术装置包括：溶蚀器、气态污染物的氧化潜势检测系统、气溶胶吸湿长大和收集系统、颗粒态污染物的氧化潜势检测系统；溶蚀器内侧覆盖有液膜，用来吸收可溶性的气体物质；该气体物质进入气态污染物的氧化潜势检测系统进行检测；大气中气态污染物经过溶蚀器时被吸收，而颗粒污染物几乎不受影响，进入气溶胶吸湿长大和收集系统；再进入颗粒态污染物的氧化潜势检测系统进行检测。本装置可实现大气中气态和颗粒态污染物的分离，并分别检测气态污染物和颗粒态污染物的氧化潜势；操作简便、可靠有效；并可最大程度地避免大气中氧化还原反应而导致的测量误差。量误差。量误差。

【技术实现步骤摘要】
一种气态及颗粒态污染物氧化潜势检测装置


[0001]本专利技术属于大气环境检测
，具体涉及一种气态及颗粒态污染物氧化潜势检测装置。

技术介绍

[0002]大气气溶胶是指均匀分散于大气中的固体微粒和液体微粒所构成的稳定混合体系。它们能作为水滴和冰晶的凝结核、太阳辐射的吸收体和散射体，并扮演着平衡海陆生态系统、调节环境因子和促进养分循环的重要角色，同时又是地球化学循环的重要组成部分，也为大气多相反应提供了重要的反应介质是大气的重要组成部分。大气气溶胶粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、传输距离远，因而对人体健康和大气环境质量不容忽视。
[0003]目前《环境空气质量标准》中作为空气质量重要指标之一的细颗粒物质量浓度在探讨颗粒物的毒理学和流行病学时并不理想。流行病学研究表明，细颗粒物对于健康的影响与氧化应激有关，氧化应激通常会在细胞中活性氧或自由基过量的情况下发生。颗粒物的氧化潜势被认定为衡量细颗粒物催化活性氧生成能力的指标。氧化潜势集成了各种细颗粒物特征，包括尺寸、表面和化学成分，这使得它比细颗粒物的质量浓度更能深入表征细颗粒物对人体健康的影响。
[0004]细颗粒物氧化潜势主要的测量方法有电子自旋共振(EPR)、二氯二氢荧光素法(DCFH)、荧光硝基氧探针法(PFN),对羟基苯乙酸法(POHPAA)、呼吸道粘膜液法(RTLF)、抗坏血酸法(AA)以及二硫苏糖醇法(DTT)等。研究表明，DCFH在酶的催化作用下几乎能与所有的活性氧物种反应，从而使得测出的氧化潜势更准确。
[0005]本专利技术所研制的大气细颗粒物氧化潜势测试装置,基于2',7'
‑
二氯二氢荧光素探针与大气气溶胶中氧化活性物种反应发出荧光且该荧光强度与物质浓度呈线形关系的基本原理，定量检出其氧化潜势的水平。同时，本专利技术所具备的溶蚀器使气相和固相大气气溶胶分离，从而对大气中气态和颗粒态污染物分别进行氧化潜势的检测。该装置在保证数据质控的前提下，可与其他分析装置联用，从而对其他污染指标进行同步检测，并可广泛应用于环境监测及健康风险评估当中。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种可定量、稳定检测气态及颗粒态污染物氧化潜势的装置。
[0007]本专利技术提供的气态及颗粒态污染物氧化潜势检测装置，包括：一个溶蚀器、一个气态污染物的氧化潜势检测系统、一个气溶胶吸湿长大和收集系统、一个颗粒态污染物的氧化潜势检测系统；其中：所述溶蚀器，其为双层圆柱体结构，由电机驱动而不停转动，圆柱体内侧覆盖有一层薄薄的液膜，主要用来吸收可溶性的气体物质；
所述溶蚀器的前端设有一个大气进入口，后端有一颗粒态污染物出口，该出口通过管路与气溶胶吸湿长大和收集系统的入口连接；大气中气态污染物经过溶蚀器时会被吸收，而颗粒污染物几乎不受影响，其由颗粒态污染物出口进入气溶胶吸湿长大和收集系统；所述溶蚀器的下侧有吸收液入口和吸收液出口；该吸收液出口通过软管气态污染物的氧化潜势检测系统中反应液瓶B连通，软管中间设有蠕动泵B，用于提供动力；吸收液从吸收液入口进入溶蚀器，吸收可溶性气体成分后从吸收液出口流出，吸收液在蠕动泵B的作用下经过软管进入气态污染物的氧化潜势检测系统中反应液瓶B中，与反应液瓶B中的反应液反应；这里，根据需要采集的气体成分而选择与之对应的吸收液，从而可以采集特定的气体成分；而气体中的颗粒物则不受影响。
[0008]所述气态污染物的氧化潜势检测系统，包括：激光器B、电源适配器B、样品室B、移动挡板B、电磁铁B、时间继电器B、比色皿B、反应液瓶B、废液瓶B、光谱仪B、电脑B；其中：所述激光器B，通过激光器电源适配器B提供电源，发出的光经激光室B射向样品室B；在激光室B和样品室B之间有一道狭缝，移动挡板B放置于该狭缝中，移动挡板B的上方与电磁铁B连接，电磁铁B通电时产生电磁力，拉动移动挡板B向上移动，断电后移动挡板B在重力作用下下落；电磁铁B与时间继电器B连接，时间继电器B用于控制电磁铁B周期性的通电和断电；所述比色皿B放置于样品室B中；比色皿B一端连接反应液瓶B，一端连接废液瓶B；反应液瓶B内放置有探针DCFH和待测样品；反应后产生荧光，产生的光信号被输入到光谱仪B中；光谱仪B和样品室B之间由一根光纤B连接（光纤B的两端是sma905接口C和sma905接口D，用于分别和光谱仪B、样品室B接插）；光谱仪B将产生的光信号输入到电脑B中；电脑B安装有光谱仪自带的软件oceanview，可以对产生的荧光强度进行实时记录；电脑B中还安装一套数据处理软件（Oxidation Potential Detection），用于对荧光强度进行处理，在输入空气泵流量、蠕动泵流速、标准曲线公式等参数后，可以将荧光强度转化成氧化潜势，并匹配采样时间后生成txt文件,这样就可以得到气态污染物的氧化潜势数据。
[0009]所述气溶胶吸湿长大和收集系统，包括：气溶胶吸湿长大腔、加热炉、气溶胶碰撞收集器；气溶胶吸湿长大腔的前端为气溶胶入口，该气溶胶入口与溶蚀器的后端的颗粒态污染物出口连接；所述气溶胶吸湿长大腔，其主体结构为圆柱体不锈钢管，用于气溶胶吸湿长大成大颗粒气溶胶；由溶蚀器后端出口的颗粒态污染物通过气溶胶入口进入气溶胶吸湿长大腔；所述加热炉通过蒸汽喷嘴与气溶胶入口连通；所述加热炉用于加热水产生饱和水蒸气，饱和水蒸气经过蒸汽喷嘴与气溶胶入口进入气溶胶吸湿长大腔；此时，进入气溶胶吸湿长大腔的颗粒态污染物气溶胶在饱和水蒸气的作用下吸湿长大成大颗粒气溶胶；所述溶胶吸湿长大腔的两端分别设置有冷凝管，用于对进入气溶胶吸湿长大腔中的水蒸气进行冷凝；所述溶胶吸湿长大腔下侧中部设有冷凝水出口，用于排出多余的蒸汽冷凝水；所述气溶胶碰撞收集器，其内部结构为锥形，其前端与与气溶胶吸湿长大腔的后端出口连接；其上端设有抽气泵接口，用于连接空气泵，为系统工作提供动力；其侧面连接
有蒸馏水入口（48），用于向气溶胶碰撞收集器注入蒸馏水；溶胶吸湿长大腔中经吸湿长大的的气溶胶颗粒在惯性力的作用下，撞击在气溶胶碰撞收集器上，并和蒸馏水入口进入的蒸馏水混合，发生螺旋运动，最终进入气溶胶收集液出口而被收集；所述气溶胶收集液出口通过软管与气态污染物的氧化潜势检测系统中反应液瓶A连接，软管中间设有蠕动泵A，被收集的颗粒态污染物在蠕动泵A的作用下，通过软管与反应液瓶A中的反应液反应；所述颗粒态污染物的氧化潜势检测系统与所述气态污染物的氧化潜势检测系统的结构基本相同，包括：激光器A、样品室A、移动挡板A、电磁铁A、时间继电器A、比色皿A、反应液瓶A、废液瓶A、光谱仪A、电脑A；其中：所述激光器A，通过激光器电源适配器A提供电源，发出的光经激光室A射向样品室A；在激光室A和样品室A之间有一道狭缝，移动挡板A放置于该狭缝中，移动挡板A的上方与电磁铁A连接，电磁铁A通电时产生电磁力，拉动移动挡板A向上移动，断电后移动挡板A在重力作用下下落；电磁铁A与时间继电器A连接，时间继电器A用于控制电磁铁A周期性的通电和断电；所述比色皿A放置于样品室A中；比色皿A一端连接反应液瓶A，一端连接废本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气态及颗粒态污染物氧化潜势检测装置，其特征在于，包括：一个溶蚀器、一个气态污染物的氧化潜势检测系统、一个气溶胶吸湿长大和收集系统、一个颗粒态污染物的氧化潜势检测系统；其中：所述溶蚀器（30），其为双层圆柱体结构，由电机驱动而不停转动，圆柱体内侧覆盖有一层薄薄的液膜，用来吸收可溶性的气体物质；所述溶蚀器（30）的前端设有一个大气进入口，后端有一颗粒态污染物出口，该出口通过管路与气溶胶吸湿长大和收集系统的入口连接；大气中气态污染物经过溶蚀器（30）时被吸收，而颗粒污染物几乎不受影响，其由颗粒态污染物出口进入气溶胶吸湿长大和收集系统；所述溶蚀器的下侧有吸收液入口（51）和吸收液出口（50）；该吸收液出口（50）通过软管（52）气态污染物的氧化潜势检测系统中反应液瓶B（39）连通，软管（52）中间设有蠕动泵B（53），用于提供动力；吸收液从吸收液入口（51）进入溶蚀器（30），吸收可溶性气体成分后从吸收液出口（50）流出，吸收液在蠕动泵B（53）的作用下经过软管（52）进入气态污染物的氧化潜势检测系统中反应液瓶B（39）中，与反应液瓶B（39）中的反应液反应；所述气态污染物的氧化潜势检测系统，包括：激光器B（33）、电源适配器B（34）、样品室B（37）、移动挡板B（36）、电磁铁B（32）、时间继电器B（31）、比色皿B（38）、反应液瓶B（39）、废液瓶B（40）、光谱仪B（44）、电脑B（45）；其中：所述激光器B（33），通过激光器电源适配器B（34）提供电源，发出的光经激光室B（35）射向样品室B（37）；在激光室B（35）和样品室B（37）之间有一道狭缝，移动挡板B（36）放置于该狭缝中，移动挡板B（36）的上方与电磁铁B（32）连接，电磁铁B（32）通电时产生电磁力，拉动移动挡板B（36）向上移动，断电后移动挡板B（36）在重力作用下下落；电磁铁B（32）与时间继电器B（31）连接，时间继电器B（31）用于控制电磁铁B（32）周期性的通电和断电；所述比色皿B（38）放置于样品室B（37）中；比色皿B（38）一端连接反应液瓶B（39），一端连接废液瓶B（40）；反应液瓶B（39）内放置有探针DCFH和待测样品；反应后产生荧光，产生的光信号被输入到光谱仪B（44）中；光谱仪B（44）和样品室B（37）之间由一根光纤B（42）连接；光谱仪B（44）将产生的光信号输入到电脑B（45）中；电脑B（45）安装有光谱仪自带的软件oceanview，可以对产生的荧光强度进行实时记录；电脑B（45）中还安装一套数据处理软件，用于对荧光强度进行处理，在输入空气泵流量、蠕动泵流速、标准曲线公式参数后，将荧光强度转化成氧化潜势，并匹配采样时间后生成txt文件,这样既得到气态污染物的氧化潜势数据；所述气溶胶吸湿长大和收集系统，包括：气溶胶吸湿长大腔（21）、加热炉（27）、气溶胶碰撞收集器（17）；气溶胶吸湿长大腔（21）的前端为气溶胶入口（49），该气溶胶入口（49）与溶蚀器的后端的颗粒态污染物出口连接；所述气溶胶吸湿长大腔（21），其主体结构为圆柱体不锈钢管，用于气溶胶吸湿长大成大颗粒气溶胶；由溶蚀器后端出口的颗粒态污染物通过气溶胶入口（49）进入气溶胶吸湿长大腔（21）；所述加热炉（27）通过蒸汽喷嘴（28）与气溶胶入口（49）连通；所述加热炉（27）用于加热水产生饱和水蒸气，饱和水蒸气经过蒸汽喷嘴（28）与气溶胶入口（49）进入气溶胶吸湿长大腔（21）；此时，进入气溶胶吸湿长大腔（21）的颗粒态污染物气溶胶在饱和水蒸气的作用下
吸湿长大成大颗粒气溶胶；所述溶胶吸湿长大腔（21）的两端分别设置有冷凝管（20）和（22），用于对进入气溶胶吸湿长大腔中的水蒸气进行冷凝；所述溶胶吸湿长大腔（21）下侧中部设有冷凝水出口（24），用于排出多余的蒸汽冷凝水；所述气溶胶碰撞收集器（17），其内部结构为锥形，其前端与与气溶胶吸湿长大腔（21）的后端出口连接；其上端设有抽气泵接口（16），用于连接空气泵，为系统工作提供动力；其侧面连接有蒸馏水入口（48），用于向气溶胶碰撞收集器（17）注入蒸馏水；溶胶吸湿长大腔（21）中经吸湿长大的的气溶胶颗粒在惯性力的作用下，撞击在气溶胶碰撞收集器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凌，刘源，陈建民，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：