本发明专利技术公开了一种PM10单级大气采样切割器，所述PM10单级大气采样切割器大致为圆柱形；包括切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、滤膜收集层、气态有机污染物收集层及出气层，所述切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、滤膜收集层、气态POPs收集层及出气层依次密封串接；所述冲击咀层包括冲击咀及冲击咀板，所述冲击咀等距排列并垂直插入所述冲击咀板形成环状圈，所述冲击咀数量为6~8个，所述冲击咀为管状；所述冲击板层设有冲击板，所述冲击板为环形凹槽。采用本发明专利技术，突破了以往空气采样器均为中小流量的特点，300L/min的流量设计标准可以满足POPs采样需求，使得切割器的切割粒径更加精确，目标颗粒物在惯性冲击力切割下达到精确分层的目标。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境大气采集与监测领域，尤其涉及一种PMlO单级大气采样切割器。
技术介绍
大气环境对人们的生活及健康有着至关重要的影响，因此对于大气环境中的颗粒物的监控也尤为重要。一直以来，PMlO可吸入颗粒物都是大气环境的监测的重点，PMlO指的是空气动力学当量直径< IOym的颗粒，也称为可吸入颗粒物，通过呼吸系统可以吸入人体，而且在环境中滞留时间较长，以及吸附的重金属和有毒有害物质较多，因而对人体的健康会产生重要影响。可吸入颗粒物被人吸入后，会累积在呼吸系统中，PMlO颗粒物通常沉积在上呼吸道，易引发许多疾病。PMlO作为空气中的重要污染物，能够反映一个地区的气溶胶状况，是空气质量评价的重要指标。 大气颗粒物的分级采集技术中最主要采用的是冲击切割技术，即利用惯性冲击原理对颗粒物进行分级采样，同时采集PMlO以及气态POPs，就需要采用多功能采样器。由于我国对气溶胶颗粒的研究起步比较晚，国内环保部门使用的气溶胶颗粒的采样设备大都靠国外的引进，国内设计和生产气溶胶采集设备的能力较弱，尚无较强的竞争能力。在国际上较常用的MOUDIMMI、Andersen八级冲击米样器、Sioutas Cascade Impactor (SKC),其流量仅为9L/min-90L/min,而且体积较小,远远不能满足颗粒态POPs分析所要求的样品量。此夕卜，这些采样器也都不能同时采集气态POPs。而在大气POPs研究中较为常用的大流量采样器，如Tisch Environmental>Thermo Scientific和Digitel等，虽然能够同时米集颗粒态和气态污染物，但是其采集的颗粒物也基本为总悬浮颗粒物(TSP)，实现不了颗粒物的分级采集。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种PMlO单级大气采样切割器。可同时地有效采集空气中的PMlO气溶胶和环境空气中农药、多氯联苯和多环芳香烃等物质，实现颗粒物的分级采集。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种PMlO单级大气采样切割器，所述PMlO单级大气采样切割器大致为圆柱形，直径为29(T310 mm ;所述PMlO单级大气采样切割器包括切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、滤膜收集层、气态有机污染物收集层及出气层，所述切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、滤膜收集层、气态POPs收集层及出气层依次密封串接；所述冲击咀层包括冲击咀及冲击咀板，所述冲击咀等距排列并垂直插入所述冲击咀板形成环状圈，所述冲击咀数量为6、个，所述冲击咀为管状，内径为l(Tl2mm，外径为18 20 mm，高为55飞8 mm ;所述冲击板层设有冲击板，所述冲击板为环形凹槽，所述凹槽高为28 30 mm,外径为298 302 mm,内径为198 202 mm ;所述冲击咀底部与所述冲击板底部的距离为5 6 mm。作为上述方案的改进，所述切割口盖层为球面结构。作为上述方案的改进，所述滤膜收集层高为448 452 mm,内设有石英滤膜及用于支撑所述滤膜的虑筛网；所述石英滤膜为矩形，长为8(Tl00mm，宽为15(T180 mm。作为上述方案的改进，所述气态POPs收集层为管状，高为12(Tl30mm，内径为80^100 mm ;所述气态POPs收集层内套有玻璃管，所述玻璃管内设有用于收集气态POPs的吸附体；所述吸附体设有三层，由上至下分别为聚氨酯泡沫(PUF)、吸附树脂(XAD2)、聚氨酯泡沫(PUF)。作为上述方案的改进，所述冲击咀板上设有第一环形凹槽及第二环形凹槽，所述第一环形凹槽、第二环形凹槽及冲击咀板同轴，所述第一环形凹槽直径为248 252 mm,宽为14 16 mm，所述第二环形凹槽直径为198 202 mm,宽为19 21 mm ;所述冲击咀形成的环状圈与所述冲击咀板同轴，直径为218 222mm ;距离所述冲击咀板中心4(T50mm处设有三个用于连接所述切割口盖层和冲击板层的连接口，所述连接口成等边三角形分部，直径为5 7mm。作为上述方案的改进，所述冲击板层还设有支架，所述支架包括三个位于同一水平高度的卡口及用于支撑所述冲击板的水平垫板；所述卡口设于所述冲击板内壁并通过 螺母与所述水平垫板固定连接；所述水平垫板为空心圆柱体，外径为278 282 mm，内径为198 202 mm。作为上述方案的改进，所述出气层底部设有与采样器连接的连接孔。作为上述方案的改进，所述切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、滤膜收集层、气态POPs收集层及出气层之间分别通过箱扣密封串接。实施本专利技术的有益效果在于突破了以往空气采样器均为中小流量的特点，300L/min中的流量设计标准可以满足POPs采样需求。本专利技术获取的颗粒物和溶胶细粒子的界限为PM10，气体沿所述切口盖层回旋进入所述大气采样切割器，并通过所述冲击咀层的冲击咀，形成稳定均匀的气流。气流自所述冲击咀流出，冲向所述冲击板层的冲击板上，由于不同粒径段的颗粒物质量不同，粒径不同，各种颗粒物的冲击速度与冲击距离各异，粒径小的颗粒物冲击速度高，而粒径大的颗粒物冲击速度低，因此颗粒物撞击在冲击板底部时，粒径小于或等于10 y m的颗粒物经反弹后离开冲击板，而粒径大于10 y m的颗粒物则滞留在冲击板内。此时粒径小于或等于10 ii m的颗粒物继续保持与气流的流向一致穿过所述冲击板层。随后气流进入所述滤膜收集层，粒径小于或等于IOym的颗粒物会截留在所述滤膜上，实现颗粒物的分级采集。气流离开所述滤膜收集层后进入气态POPs收集层，气流中的气态POPs经所述气态POPs收集层的吸附物吸附后实现了气态污染物的有效分离。最后，气流沿所述出气层流出，完成分离过程，使得切割粒径更加精确，空气中的目标颗粒物在惯性冲击力切割下达到精确的分层。附图说明图I是本专利技术一种PMlO单级大气采样切割器的结构示意 图2是本专利技术一种PMlO单级大气采样切割器中冲击咀层2的俯视 图3是本专利技术一种PMlO单级大气采样切割器中冲击咀层2的冲击咀21的结构示意 图4是经本专利技术一种PMlO单级大气采样切割器采样切割后其捕集的平均效率测试数据的图表。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。如图I所示，所述PMlO单级大气采样切割器大致为圆柱形，直径为290 310 mm。所述PMlO单级大气采样切割器包括切割口盖层I、冲击咀层2、冲击板层3、滤膜收集层4、气态有机污染物收集层5及出气层6，所述切割口盖层I、冲击咀层2、冲击板层3、滤膜收集层4、气态POPs收集层5及出气层6依次密封串接。气体沿所述切割口盖层I进入后，依次进入所述冲击咀层2、冲击板层3、滤膜收集层4及气态有机污染物收集层5，经分级采样切割后由出气层6排出。由于本专利技术所述颗粒物和溶胶细粒子的界限为PM10，因此气流中大于或等于IOym的颗粒物和溶胶细粒子会留在冲击板层3，小于IOym的颗粒物和溶胶细粒子则留在滤膜收集层4，而气态POPs最后会被气态POPs收集层5所吸附收集。所述冲击板层3设有冲击板31，所述冲击板31为环形凹槽，所述凹槽高28 30 mm,外径为298 302 mm,内径为198 202 mm。优选地,所述外径为300 mm，所述内径为200 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种PM10单级大气采样切割器，其特征在于，所述PM10单级大气采样切割器大致为圆柱形，直径为290~310㎜；所述PM10单级大气采样切割器包括切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、滤膜收集层、气态有机污染物收集层及出气层，所述切割口盖层、冲击咀层、冲击板层、滤膜收集层、气态POPs收集层及出气层依次密封串接；所述冲击咀层包括冲击咀及冲击咀板，所述冲击咀等距排列并垂直插入所述冲击咀板形成环状圈，所述冲击咀数量为6~8个，所述冲击咀为管状，内径为10~12㎜，外径为18~20㎜，高为55~58㎜；所述冲击板层设有冲击板，所述冲击板为环形凹槽，所述凹槽高为28~30㎜，外径为298~302㎜，内径为198~202㎜；所述冲击咀底部与所述冲击板底部的距离为5~6㎜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李军，张干，邹世春，
申请(专利权)人：佛山市环保技术与装备研发专业中心，中国科学院广州地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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