[发明专利]一种水中挥发性有机物的采样检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测仪器领域，特别是涉及一种检测水中挥发性有机物含量的采样检测装置。

背景技术

多种挥发性有机物会通过排放、泄露、扩散等各种途径进入地表水、地下水、海水等环境水体以及各种生产生活用水中，根据其性质的不同，会对环境、生态、安全、健康等造成不利影响或潜在威胁。各种有机物如芳香烃、脂肪烃和卤代烃等由于其化学性质较稳定，不易分解，会渗入地下水层中，对环境破坏很大，如果长期接触会造成人体慢性中毒，引发癌症，还会直接影响到生殖和神经系统。因此，对水中挥发性有机污染物的监测在环境分析工作中日益重要。造成水污染的原因包括工业废水、生活垃圾处理不当、石油化工厂泄漏事件和海上船只的泄漏事件等。针对一些泄漏事件，我们必须采取应急措施，尽快切断污染的传播，因此快速确定水体的污染情况极为重要。传统的将污染水源取样带回实验室检测的方式明显已经不能应对各种突发事件，而一些可携带仪器测量仪器往往存在测量结果的准确性差、设备昂贵、不便携带等问题。

水体中有机挥发性气体（VOC）的检测的困难在于现场采样及快速分析。传统的取样方式一般为容器采样后送到实验室进行萃取（如美国专利US2011/094105A1）、富集（如美国专利US2001/0003426A1）或吹扫捕集等方法。显然，这些方法均不能满足现场测试的要求，采样和测试之间耽搁的时间也较长，水体成分不可避免的发生一定程度的变化。另外，后续的萃取、富集和吹扫捕集等过程复杂，耗时长，并且不能完全反应真实水样成分。顶空法收集水体中的挥发性气体明显优于上述采样方法，美国专利US5773713使用一种聚合物膜放入被测水样中，水中的VOC渗透或扩散通过聚合物膜，被稀释气流带出从而被检测。美国专利US5448922公开了一种气体渗透系统，其亦使用了气体渗透膜。使用膜分离这种方法的缺点在于气体的流量很大程度上依赖于膜的特性，受膜的材料，长度，截面积影响很大，受体系的压力影响也较大。因此可靠性不高，并且结构繁琐复杂。可见，到目前为止，尚未有能高效、快速、便携、可靠的现场检测水体中挥发性有机污染物的装置。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高效、快速、便携、可靠的一种检测水中挥发性有机物含量的检测装置。

本发明第一方面提供一种用于检测水中挥发性有机物含量的采样和检测装置，包括一个中空的采样器及与采样器相连的气体检测器，所述采样器下半部分的侧壁上设有一个以上的进水通道，下端设有气体鼓泡器。

所述气体鼓泡器的作用是使进入腔体的吹扫气体分成一个或多个微小气泡，鼓泡器可以为一个或一组小孔或多孔材料。

所述进水通道足够小，使得气泡不能从其逸出，这些进水通道也可换成能达到相同的作用的具有一定宽度（0.1~5mm）的狭缝或一定孔结构的网板。所述进水通道的孔面积应达到3mm²以上，以便采样器内的水体能够及时与采样器外的待测水体交换，以保证测量结果的精确。

优选的，还包括气体入口管路、气体出口管路和气体吹扫气进气泵，所述气体入口管路一端与所述采样器底部连通，另一端与所述气体吹扫气进气泵连接，所述气体出口管路一端与所述采样器顶部连通，另一端与所述气体检测器相连。

优选的，所述气体出口管路上设有气体样品收集泵。

优选的，所述气体入口管路上还设有吹扫气体净化器。所述吹扫气体净化器为填充吸附剂的过滤器，用于除去吹扫气体中的杂质。当确认吹扫气体本身为不影响检测的清洁气体时吹扫气体净化器可以省略。气体出口管路由Teflon等不吸附有机挥发行气体的材料制成，使气体样品在经过管路的过程中不会吸附而造成减小检测浓度或延迟检测时间，也不会因为上次检测时吸附的挥发性有机物解吸附而影响下次检测的结果。

优选的，所述气体出口管路上还设有气体样品除湿器。所述气体样品除湿器由一个套管或夹层管路组成，外管或外层由气体不可通过的密封材料组成，内管或内层由只允许水分子透过的材料组成，例如Nafion，内外管或内外层之间填充吸水材料，如硅胶等。气体样品流经内管或内层，其中的一部分水分子透过内管或内层的选择性透过材料被内外管或内外层之间填充吸水材料吸附，从而降低了流经的气体样品的相对湿度。当相对湿度对整个采样和检测系统没有影响时气体样品除湿器可以省略。

优选的，所述气体鼓泡器设置于气体入口管路与所述采样器连通处。

优选的，所述进水通道为小孔或狭缝，所述小孔的孔径为0.1~5mm，所述狭缝的长度为0.1~1000mm，宽度为0.1~5mm。