一種小型大氣中PAHs採集裝置的製作方法

2023-04-28 04:52:17 2

本實用新型涉及採樣裝置技術領域，具體是涉及一種小型大氣中PAHs採集裝置。

背景技術：

大氣中的PAHs以氣態和顆粒態兩種形式存在，要了解大氣中PAHs汙染狀況，就需要將兩種形態的PAHs分離檢測。目前，對PAHs的大氣採樣技術主要包括主動採樣和被動採樣兩種。

主動採樣又稱為有動力採樣，是指利用採氣泵產生動力，形成負壓，使空氣通過採樣儀的收集裝置，收集裝置利用一定的吸附劑採集或截留大氣中的汙染物質。具體到大氣中的顆粒態PAHs的採集，常使用濾膜進行收集，目前常用的濾膜有玻璃纖維濾膜、銀膜、矽石英及聚四氟乙烯等，其中聚四氟乙烯的空白值最低，採集效率也較高，但是因為其比較昂貴，所以目前最常用的是玻璃纖維濾膜。氣態PAHs需要利用一定的吸附劑採集，目前常用的吸附劑有：多孔有機複合樹脂(XAD)、聚氨基甲酸乙酯(PUF)、聚2,6-二苯基對苯醚(Tenax)、弗羅裡矽土(Florisil)和苯乙烯、二乙烯苯共聚物(Chromosorb102)，其中最常用的是PUF和XAD。

由於室外大氣中的PAHs含量較低，通常採用大流量採樣器，流量在100L/min以上，以便利用較大的流量獲得足夠量的PAHs，便於後期的提取檢測。而對於室內採樣，主要用於職業環境的監測，關注的是高濃度的PAHs，大多採用小流量採樣器，流速在1-3L/min左右。

主動採樣法的優點在於其自動化程度高，能夠準確測定大氣流量，且採集速度快，採樣量大，能夠避免樣品長期採集所帶來的分解或其他不確定因素，也能夠測得汙染物的瞬時濃度，因此能夠進行短時分時段監測。但其缺點在於採樣儀器過於笨重，採樣時噪聲較大，且需要連接電源，不能夠長時間連續採樣。

近些年，被動採樣技術發展很快，被動採樣又稱為無動力採樣，是基於氣體分子擴散原理採集空氣中氣態或蒸氣態汙染物的一種採樣方法。擴散是自然現象，氣體或蒸氣會從高濃度的大氣向低濃度的採樣器內部擴散，採樣器內部有一個吸收層，將氣體或蒸氣吸收並富集下來，然後進行下一步的萃取分析。理論上，在經過一段時間的採樣後，採樣器內的汙染物濃度將與大氣中的濃度達到平衡，即吸附劑內的濃度就是環境中的汙染物濃度。

按照分子進入吸附劑的途徑分類，常見的被動採樣裝置，可以分為擴散型(Diffiision Passive Sampler)和滲透型(Permeation Passive Sampler)兩類。在PAHs的被動採樣中，常用的吸附劑有：XAD-2、Tenax、PUF、固體β-環糊精、Chromonsorb 102等，其中最常用的是PUF。

被動採樣具有安靜、方便、不需要動力、廉價等優點，能夠進行長時間的採樣，對於環境暴露類的檢測有相當的優勢。但是其缺點也很明顯，由於需要長時間的放置採樣，不能準確的記錄流量，在汙染物濃度短時變化明顯的情況下數據會失準，因此不能進行短時分時採樣。此外，由於長時間採樣，PAHs等物質會發生化學變化，，對實驗的準確度影響較大。

與被動採樣技術相比，主動採樣技術具有短時內大流量採樣以達到汙染物檢出限所需採樣量、測定流量準確及同時採集顆粒態和氣態PAHs等特點，可以很好的進行分時段快速監測採樣。同時可以大大縮短採樣時間，並且對氣態和顆粒態汙染物進行有效分離。目前，符合國標的大流量採樣器比較少見，需要定做大型金屬配件，昂貴且攜帶不方便。

技術實現要素：

本實用新型解決的技術問題是提供一種小型大氣中PAHs採集裝置，該裝置小巧方便、簡單經濟，能夠在同一採樣器上實現同時氣態和顆粒態採集。

本實用新型的技術方案是：

一種小型大氣中PAHs採集裝置，包括頂蓋、採樣頭、套筒、採樣填料管、主體，所述頂蓋用於蓋住所述採樣頭，在頂蓋與採樣頭之間設有玻璃纖維濾膜，所述玻璃纖維濾膜由設在採樣頭上的濾膜支架支撐，所述套筒的上半部分套在採樣頭的下部，所述套筒的下半部分設有內螺紋，所述主體的上半部分設有外螺紋，套筒的內螺紋與主體的外螺紋相配合，所述採樣填料管設在主體內，採樣填料管內裝採樣填料。

進一步地，在上述方案中，所述濾膜支架為不鏽鋼材質。

進一步地，在上述方案中，所述玻璃纖維濾膜的孔徑為1-5μm，玻璃纖維濾膜的外觀形狀為圓形，直徑為42mm。

進一步地，在上述方案中，所述採樣填料管的上端和下端分別設有一個矽膠墊圈，所述採樣填料管的內徑為8mm、外徑為12mm、高度為100mm。

進一步地，在上述方案中，所述採樣填料為XAD-2多孔有機複合樹脂。

進一步地，在上述方案中，所述採樣填料管是由聚四氟乙烯製成。

本實用新型的有益效果是：

1)本實用新型的採樣裝置結構簡單，小巧方便、簡單經濟，能夠準確控制大氣流量，且採集速度快，在採樣頭前部使用玻璃纖維濾膜可用於分離顆粒態的PAHs，能夠在同一採樣器上實現同時氣態和顆粒態採集。

2)由於採樣填料為XAD-2，其在低溫條件下保存，回收率較佳，最大相對偏差控制在9.16％，大部分保持在5％以內，提取方法重複性較好。

3)採用本實用新型的小型大氣中PAHs採集裝置，裝填XAD-2為吸附劑，在1L/min的流量下採集4h就能夠檢測到大氣中的氣態PAHs，實驗結果準確，重複性高，且能避免被動採樣法所造成的誤差。

附圖說明

圖1是本實用新型的外觀結構示意圖。

圖2是本實用新型的裝配結構示意圖。

其中，1、頂蓋，2、玻璃纖維濾膜，3、濾膜支架，4、採樣頭，5、套筒，6、矽膠墊圈，7、採樣填料，8、採樣填料管，9、主體。

具體實施方式

下面結合具體實施方式來對本實用新型進行更進一步詳細的說明：

如圖1和圖2所示的一種小型大氣中PAHs採集裝置，包括頂蓋1、採樣頭4、套筒5、採樣填料管8、主體9，頂蓋1用於蓋住採樣頭4，在頂蓋1與採樣頭4之間設有玻璃纖維濾膜2，玻璃纖維濾膜2的孔徑為1-5μm，玻璃纖維濾膜的外觀形狀為圓形，直徑為42mm，玻璃纖維濾膜2由設在採樣頭4上的濾膜支架3支撐，濾膜支架3為不鏽鋼材質，套筒5的上半部分套在採樣頭4的下部，套筒5的下半部分設有內螺紋，主體9的上半部分設有外螺紋，套筒5的內螺紋與主體9的外螺紋相配合，採樣填料管8設在主體9內，採樣填料管8的上端和下端分別設有一個矽膠墊圈6，採樣填料管8是由聚四氟乙烯製成，採樣填料管8的內徑為8mm、外徑為12mm、高度為100mm，採樣填料管8內裝採樣填料7，採樣填料7為XAD-2多孔有機複合樹脂。

用本實用新型的採集裝置採集大氣中的顆粒態和氣態PAHs，採樣流量為1L/min，採集時間為4h。

顆粒態PAHs的採集：在採樣頭4前部使用玻璃纖維濾膜2即可分離得到顆粒態的PAHs。

氣態PAHs的採集：在顆粒態PAHs的採集基礎上，使用經過清洗並乾燥的1.8g XAD-2多孔有機複合樹脂作為採樣填料7裝入特製的聚四氟乙烯製成的採樣填料管8中，採集大氣中的氣態PAHs。採集完後，用錫紙密封包裝，放入4℃冰箱內保存備用。採樣填料7中的PAHs的提取方法為：將待測樣品置入乾淨的試管中，加入20ml提取液，密封超聲處理後，待提取劑自然沉澱，取10ml上清液移入新試管，40℃氮吹至幹，1mL乙腈定容，過0.22μm孔徑濾膜後，HPLC/UV檢測。

採用自製的小型氣態PAHs採樣頭，裝填XAD-2為吸附劑，在1L/min的流量下採集4h就能夠檢測到大氣中的氣態PAHs，實驗結果準確，重複性高。

上述實施例和圖式並非限定本實用新型的產品形態和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本實用新型的專利範疇。