[发明专利]一种有效收集空气中纳米塑料的采样装置及方法

说明书

本申请提供一种有效收集空气中纳米塑料的采样装置及方法；其中采样装置由蠕动泵、玻璃转子流量计、孟氏气体洗瓶组、混合洗气液体和微孔纯钛曝气头五个部分组成；采样时由蠕动泵的软管一端采集环境中气体，另一端接入玻璃转子流量计，通过流量计校正采样流速为0‑1000mL/min，采集的空气沿软管进入孟氏气体洗瓶组被混合洗气液体连续吸收，致使最后一组洗气液体无纳米塑料检出。样品收集后借助碱助热解聚‑液相色谱质谱联用技术，实现对空气中纳米塑料的定量分析。

技术领域

本申请属于空气采样技术领域，尤其涉及一种针对空气中纳米塑料污染水平定量检测所需的采样方法和装置。

背景技术

人类活动使得大量的废弃塑料残留在环境中难以被回收从而对生态环境造成污染，各环境介质中的塑料污染情况十分严重。这些废弃塑料在长期的环境作用下(如机械分解、光氧化降解和生物降解等)层层分解破碎成更为细小的粒径小于100nm的纳米塑料。纳米塑料由于尺寸小、表面能大，具有环境持久性等特点，穿透生物膜的可能性更高，并可能发生生物富集而产生较为严重的毒性效应。而空气中的纳米塑料可能会通过呼吸作用进入人体，发生纳米塑料的暴露，产生相关的健康风险。然而目前缺乏有效的方法对空气中的纳米塑料进行富集并准确定量分析，从而妨碍对其健康风险进行科学评价。

本发明提出一种用于收集空气中纳米塑料的采样方法及装置，样品收集后借助碱助热解聚-液相色谱质谱联用技术，实现对空气中纳米塑料的定量分析。

发明内容

本申请的目的之一是提供一种用于收集空气中纳米塑料的采样装置，该采样装置由由蠕动泵、玻璃转子流量计、孟氏气体洗瓶组、混合洗气液体和微孔纯钛曝气头五个部分组成，具有采样彻底、操作方便、不受采样环境限制的特点。

本申请的目的之二是提供一种利用上述装置进行收集空气中纳米塑料的采样方法，样品收集后借助碱助热解聚-液相色谱质谱联用技术，实现对空气中纳米塑料的定量分析。

为实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

一种用于收集空气中纳米塑料的采样装置，由蠕动泵、玻璃转子流量计、孟氏气体洗瓶组、混合洗气液体和微孔纯钛曝气头五个部分组成；

上述蠕动泵型号为兰格BT300-2J，包括驱动器，泵头和软管三个部分构成，泵头型号为YZ2515，软管材质为硅胶管，壁厚2.4mm，内径为6.4mm，软管一端采集空气。

上述孟氏气体洗瓶组由3-6个内部装有洗气液体的孟氏气体洗瓶串联。

上述孟氏气体洗瓶为磨砂口直立式筒型瓶体，由高硼硅玻璃制成，瓶口有一只空芯塞，在空芯塞上端焊有两根带有小球的弯支管，其中一只弯支管进入瓶体后焊接有一段玻璃管，在玻璃管的尾部通过硅胶管连接一个微孔纯钛曝气头。

上述微孔纯钛曝气头微孔孔径为10μm，直径为20mm，高度为30mm，孔隙度为35-50％。

一种用于收集空气中纳米塑料的采样方法，蠕动泵的软管一端采集环境中气体，另一端接入玻璃转子流量计，通过流量计校正采样流速为0-1000mL/min，采集的空气沿软管进入孟氏气体洗瓶组被混合洗气液体连续吸收，最后一组洗气液体无纳米塑料检出。

上述的有效收集空气中纳米塑料的采样方法，其特征在于，所述洗气液体为混合溶液，下层为任何与水不互溶的且密度大于水的有机试剂，如二氯甲烷、氯仿、溴苯、四氯化碳、溴乙烷、二硫化碳，上层为纯水，可防止有机试剂挥发。采集的空气通过微孔曝气装置产生小粒径的气泡，利用相似相溶原理将纳米塑料富集在混合液中，通过膜分级过滤-滤液旋蒸浓缩与化学解聚-液相色谱质谱方法联用，对室内空气中纳米塑料进行定量分析。同时有机试剂仍可回收再利用，不会产生较多污染。

上述的有效收集空气中纳米塑料的采样方法中，作为一种优选实施方式，所述洗气液体为纯水与二氯甲烷或氯仿的混合溶液，为保持良好的吸收效果，优选为纯水与二氯甲烷的混合溶液，体积比为1∶9。