[发明专利]被动大气采样器

说明书

技术领域

本发明属于环境空气质量监测领域，具体涉及一种被动大气采样器。

背景技术

持久性有机污染物(persistentorganicpollutants，POPs)可导致生物体内分泌紊乱、 生殖及免疫机能失调、神经行为和发育紊乱及癌症等严重疾病，环境中的POPs对生态环境和 人体健康构成了严重的威胁。因此，对大气中的POPs进行监测和分析对于评价大气质量和治 理大气污染具有十分重要的意义。对大气样品进行采集是进行大气环境监测与分析的一个重 要环节，只有采样准确高效，才能保证分析数据的准确可靠。

根据大气采样器是否需要动力可分为主动采样器与被动采样器。主动采样器监测精度高， 但是价格昂贵、体积庞大，工作时需要电力驱动，因此在野外监测中具有一定的局限性。

大气被动采样(PassiveAirSampling,PAS)技术近年来得到快速发展，已成为大气中污 染物监测的重要手段。多数大气PAS装置结构简单、造价低廉、操作方便、无需电源和特别 维护，因而适用于较广区域范围内大气POPs的同步观测。

目前被动大气采样器根据吸附材料不同可以分为以下几种：

半渗透膜被动采样器(SPMD)采用带状的低密度聚乙烯(LDPE)膜筒或其他低密度聚合物膜 筒为采样材料，内装有大分子(>600Da)中性脂类(通常采用三油酸甘油酯(triolein))；在进 行大气采样时，SPMD的操作较为复杂，在运输和现场安装时容易受到污染，渗出的油脂可能 粘连大气颗粒物，不易去除；此外，样品净化时须通过凝胶渗透色谱(GPC)去除甘油脂，分析 流程繁琐；

PUF-PAS利用软性聚氨酯泡沫材料作为吸附介质，适合于时间分辨率为数周至数月的大 气POPs采样；PUF-PAS便于运输，操作简便，PUF的净化和最终污染物的分析流程也较为简 单，因而得到了日益广泛的应用；但其无法确定采样体积，采样不准确，且不适用于高风速 的大气采集；

XAD-PAS是一种利用苯乙烯-二乙烯基苯共聚物XAD-2粉末作为吸附剂的大气被动采样装 置；XAD-PAS与SPMD一样具有容量大的特点，适合于数月至数年的野外长期采样，尤其适合 六氯苯(HCB)、六六六(HCH)等在PUF-PAS上容易发生饱和吸附的高挥发性有机污染物的观测 分析。但其结构复杂、制作与运输成本昂贵、操作繁琐。

为了追踪不同风向风速条件下的POPs污染物来源，大气定向被动采样装置应运而生。已 报道的定向PAS装置，均采用PUF作为吸附介质。如多伦多大学利用风向仪原理，设计了可 随风向实时旋转的定向采样装置。由于充分利用了风速，该定向PAS可大幅度提高采样速率， 极大地提高了采样效率，缩短了采样时间。但是其无法确定采样体积，采样不准确，仍存在 易穿透、需风速风向资料方能计算POPs大气浓度的弊端。在无气象站的边远站点布设该类定 向PAS，须加装风速传感器和相应数据存贮器，其使用成本高，不利于推广应用。

目前针对被动大气采样器无法确定采样体积的弊端，已有学者利用与目标污染物性质相 似的效能参考物(performancereferencecompound，PRC)的逸失速度确定目标污染物的采 样速度。然而，效能参考物的逸失速率与风速、温度等有关，对其的校正工作是获取环境空 气中POPs浓度的难点和关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、价格低廉、操作方便，采样准确的被 动大气采样器。

本发明所采用的技术方案是：

一种被动大气采样器，包括不锈钢圆筒，所述不锈钢圆筒内设有呈圆柱状的软质聚氨酯 泡沫材料(软性聚氨酯泡沫材料)，所述软质聚氨酯泡沫材料作为吸附材料；不锈钢圆筒的前 端通过第一软管与漏斗连接，不锈钢圆筒的后端通过第二软管与大气连通；

所述不锈钢圆筒上设有压力孔，压力孔与第三软管的一端连接，第三软管的另一端设有 压力传感器，所述压力传感器与单片机连接，所述单片机与通过电源管理系统与锂电池、太 阳能发电机连接；

所述单片机与电子显示屏连接。

更进一步的方案是，所述不锈钢圆筒、漏斗、单片机、锂电池、压力传感器置于PVC管 中，在PVC管的末端设有梯形板。

更进一步的方案是，在PVC管的重心处设有与轴承连接的固定机构。