[发明专利]一种被动式半挥发性大气有机污染物采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及污染物采样技术领域，特别是涉及一种被动式半挥发性大气有机污染物采样装置。

背景技术

大气环境中半挥发性有机污染物的浓度很低，常规的主动采样装置通过气泵采集大量气体样品，经收集装置浓缩后进行分析测定，需要动力来源，使得采样点在空间布设位置上受到客观条件的限制。被动采样装置基于分子扩散原理，选择合适的吸收介质，暴露于大气环境一段时间后测定吸收介质中待测物质含量，同时配合部分主动采样分析结果确定被动采样装置的采样效率，得到环境中待测物质的浓度信息。半透膜采样装置曾被广泛应用于水体中污染物的被动采集，后被应用于空气被动采样中(Jimmie D.Petty，James N.Huckins，James L.Zajicek，Application of semipermeable membrane devices(SPMDs)as passive air samplers.Chemosphere，1993(27)：1609-1624)。Shoeib在被动采样装置比较研究中采用聚氨酯泡沫(PUF)材料作为吸收介质(Shoeib，M.；Hamer，T.，Characterization and comparison of three passive air samplers for persistent organic pollutants，Environ.Sci.Technol.2002(36)：4142-4151)，开发出PUF被动采样装置。上述两种被动采样装置已被广泛应用于大气监测与相关科学研究中。

上述气态半挥发性有机污染物被动采样装置分别以甘油三油酸酯和聚氨酯泡沫材料为吸收介质，放置在百叶箱或其他半封闭装置中进行大气半挥发性有机物的被动采集，采样结束后对吸收介质进行提取、浓缩(必要时进行分离纯化)，分析吸收介质中半挥发有机物的含量。被动采样的同时进行部分典型样点的主动采样，获得这些样点气态半挥发性有机污染物浓度信息，结合被动采样结果计算采样装置的采样效率，据此推算其他样点大气半挥发性有机污染物浓度。

上述被动采样技术均针对半挥发性有机物的气态组分，而该类化合物在大气中除以气态形式存在之外，部分还会与大气中颗粒物结合，尤其其中分子量较大，挥发性较弱的组分，大部分以颗粒结合态的形式存在于大气中，且毒性往往强于小分子量、挥发性强的组分，是人体健康与暴露风险研究中更为值得关注的对象。上述采样装置不能采集到这一组分，虽然半透膜或PUF表面可捕获到少量颗粒物，但由于与气态组分没有明确的区分，随机性强，重现性差，无法据此得到大气中颗粒结合态半挥发性有机污染物的浓度信息，且对气态组分的计算结果具有一定干扰作用。大气颗粒物采样器通过物理过滤作用使一定体积空气中的颗粒堆积在过滤器的过滤介质(如滤膜)上，通过对过滤介质的精确称重和化学分析，分析颗粒物中各组分的质量浓度信息。微孔均匀沉积式碰撞采样器(如MOUDI-100/110，NanoMOUDI-115，FA-3等)还可分级采集不同粒径范围的颗粒物样品，通过后期实验室分析得到不同粒径颗粒物中各组分的质量浓度信息。不过，上述颗粒物采样器都需要动力来源，使得在样点布设上受到很大限制。近年出现的便携式气溶胶采样仪以及气溶胶被动采样装置可提供空气中气溶胶浓度与粒径分布的信息，但由于采样量小，无法进行后期分析，从而得到颗粒物中目标化合物的浓度信息。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种被动式半挥发性大气有机污染物采样装置，以克服现有技术中很难得到大气中颗粒结合态半挥发性有机污染物的浓度信息的缺陷。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种被动式半挥发性大气有机污染物采样装置，所述装置包括：顶部挡板，安装于采样装置顶部，用于遮挡降雨和降尘的侵入；遮罩，位于所述顶部挡板下方，与所述顶部挡板之间有空隙，用于消除风速对样品采集的影响；支撑架，下端与遮罩内壁相连，上端连接顶部挡板，用于采样装置顶部挡板与遮罩部位的连接以及采样罐水平方向的定位；采样罐，放置在所述遮罩内部，分为上下两个部分，上下封口，上部放置气态有机污染物采集介质，该采集介质紧贴采样罐上侧内壁放置，顶部与侧面封闭，用于避免降尘干扰，底端与大气接触，以吸收气态有机污染物；下部放置颗粒结合态有机污染物采集介质，该采集介质平铺于采样罐底部，所述采样罐下部侧壁设置为网状，使颗粒结合态有机污染物进入采样罐内被其采集介质捕获；插销，用于采样罐垂直方向上的定位。

其中，所述气态有机污染物采集介质为聚氨酯泡沫吸附材料。

其中，所述颗粒结合态有机污染物采集介质为玻璃纤维滤膜。