[发明专利]汞监视系统和方法

说明书

用于检测液体样品中的总汞量的汞监视系统和方法包括：样品入口，其用于接纳液体样品；加热腔室，其与样品入口直接流体连通；氧化腔室，其用于氧化蒸发的样品；用于捕集元素汞的混汞器；并且可包括汞检测器。

相关申请的交叉引用

本申请要求保护在2012年9月28日提交的美国临时申请No. 61/707770 的权益，其公开内容明确地以引用的方式全文并入到本文中。

政府利益的陈述

根据由美国能源部（DOE）授予的小企业创新研究（SBIR）奖，本专利申请在美国政府的资助下做出。美国政府可享有本申请或要求保护的发明的某些权利。

背景技术

汞是危险的污染物，它威胁人类和生态系统健康并且在地表水和地下水环境中存在。监视水和许多其它环境基质中的汞是有挑战性的/较难的，这归因于在收集样品方面、在运输和储存期间维持样品完整性方面、和随后实验室分析方面所涉及的大量工作和费用。这些约束常常使得高频取样不可行并且限制了长期监视的机会。因为样品必须在实验室中分析，实时数据的收集较为困难。但汞加载到地表水系统内和汞从地表下系统（包括在受污染区域中的那些地下系统）输出常常是偶发的/不连贯的（episodic），且大部分汞贡献在暴风雨事件期间出现。在这样的动态环境中，高频和/或实时监视将会有助于准确地区分地下水与地表水流域输入，以及对于汞水平得到准确的理解。

虽然自动化取样器可以允许无人看管的/无人值守的高频取样，这些系统在它们的有效性方面受到限制，这是因为需要在开放的容器中储存样品直到它们可能由现场工作人员手动地密封，导致大气污染和样品交叉污染的高风险。这些系统也并未减少与将样品运回到实验室以进行分析相关联的费用、时间或可能的样品完整性。因为样品必须由现场工作人员从这些系统收集，则难以在远离分析设施的远程位点部署它们。

因为污染物羽流的地下水运输和地下污染物地球化学在长时间尺度发生，有时候以数十年或更长，则可能需要长期监视以便充分地表征系统或者去除系统污染。上文所提到的基于现场的汞监视中所涉及的费用和工作使得难以对地下汞污染执行长期研究。

因此，需要用于监视汞的系统和方法，其能进行高频取样，排除了将样品运回到实验室以进行分析的需要，并且能无人看管地并且以低成本长期操作/运行。虽然某些便携式汞分析器在当前可以购买到，它们缺乏用以检测在大部分系统中的环境相关汞浓度的充分敏感性/灵敏度。由于它们的低灵敏度，这些系统尚不适用于长期部署或无人看管地监视环境系统。除了现场可部署的系统之外，存在对于用于监视实验室分析中的汞的有所改进的系统和方法的需要。

发明内容

提供此发明内容来以简化形式引入一系列概念，这些概念将在下文的详细说明中进一步描述。本发明内容预期并不确认所要求保护的主题的关键特征，也不意图用作确定所要求保护主题的范围的辅助。

根据本公开的一实施例，本发明提供一种用于检测液体样品中的总汞量的汞监视系统。该系统大体上包括：样品入口，其用于接纳液体样品；以及，加热腔室，其与样品入口成直接流体连通。加热腔室被配置成在单次加热循环中用于蒸发全部液体样品以进行检测，加热腔室包括流体储集器，流体储集器用于在蒸发之前接收并且容纳全部液体样品，当容纳了样品时，在液体样品上方的顶部空间允许气体流流入到加热腔室内。该系统还包括氧化腔室，其用于氧化所蒸发的样品；用于捕集元素汞的汞齐化器/混汞器（mercuryamalgamator）；以及，汞检测器。