[发明专利]大气半挥发性有机污染物的定向被动采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及大气监测技术领域，尤其涉及一种大气SVOC(SemiVolatile Organic Compound，半挥发性有机污染物)的定向被动采样装置。

背景技术

大气环境中SVOC的浓度很低，常规的主动采样装置通过气泵等装置采集大量气体样品，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其中待测物质含量，并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，首次被Petty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)aspassive 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.；Harner，T.，Characterization and comparison of three passiveair 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被广泛应用于大气监测与相关科学研究中，其分别以甘油三油酸酯和聚氨酯泡沫材料为吸收介质，放置在百叶箱或半封闭装置中进行大气中SVOC的被动采样，采样结束后提取吸收介质中待测物质、浓缩(必要时进行分离纯化)，分析吸收介质中SVOC的含量，并配合主动采样结果，经采集效率标定，计算得到大气中待测物的长期平均浓度。

在研究污染物跨界传输、长距离输送与溯源分析研究中，污染物来源方向是研究者非常关心的问题，目前的唯一解决办法是大气采样结合气固轨迹反演模型获得相关资料，但是这样的间接方法不能得到可靠的高分辨数据，因此希望能够获取到来自不同方向气团中SVOC的浓度信息。鉴于风速对介质对SVOC的吸收过程具有较大影响，上述现有技术的被动采样装置设计中将吸收介质材料放置在半封闭的容器内，形成相对的静风环境，以消除风速对采样效率的影响，因而无法获取特定风向气流中SVOC浓度的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种大气半挥发性有机污染物的定向被动采样装置，以解决现有技术的被动采样装置无法获取特定风向气流中半挥发性有机污染物浓度信息的缺陷。

为了达到上述目的，本发明的技术方案提出一种大气半挥发性有机污染物的定向被动采样装置，包括进气口、出气口及外壳，该装置还包括：

前置单向阀及后置单向阀，设于所述外壳内，用于在特定风向条件下打开使气流进入；

吸收介质，设于所述前置单向阀及后置单向阀之间，垂直于所述进气口的平面放置，并与进气方向平行。

上述的定向被动采样装置中，所述吸收介质为多片间隔设置的聚氨酯泡沫。

上述的定向被动采样装置中，所述前置、后置单向阀在风向垂直于所述进气口的平面时打开。

上述的定向被动采样装置中，所述前置、后置单向阀的材质选用聚丙烯薄膜。

上述的定向被动采样装置中，所述出气口垂直于所述进气口向下设置。

上述的定向被动采样装置中，所述外壳是截面为正方形的管道，侧面为直角梯形。

上述的定向被动采样装置中，所述进气口设置于所述外壳的前端，所述出气口设置于所述外壳的底面末端。

上述的定向被动采样装置中，所述外壳的材质选用不锈钢。

本发明的技术方案通过在采样装置中设置单向阀，可以获取特定风向气流中半挥发性有机污染物浓度的信息；同时能够保证采样装置内部气流的稳定性及足够的采样效率。

附图说明

图1为本发明大气SVOC的定向被动采样装置实施例示意图；

图2为外部环境风速与本发明采样装置实施例内部气流流速的曲线关系示意图；

图3为不同风速条件下风向夹角与本发明采样装置实施例内部气流流速的曲线关系示意图；

图4a～4b为气流流速、温度与本发明采样装置实施例采样效率的曲线关系示意图；

图5a～5c为不同目标化合物的吸收动力学研究示意图。