[發明專利]一種微環境空氣持久性有機污染物主動采樣裝置及其方法

有效

• 申請號: 201210533107.3
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103048169A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 宿鵬浩;丁永生;李一凡;朱時茂
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22;G01N15/06
• 代理公司: 上海衡方知識產權代理有限公司 31234
• 代理人: 李泰敏

技術領域

本發明涉及一種采樣裝置，具體涉及一種微環境空氣持久性有機污染物主動采樣裝置及其方法。

背景技術

持久性有機污染物（POPs）具有持久性、生物累積性、“三致”效應（致癌、致畸、致突變）及環境內分泌干擾性，對人類健康產生嚴重影響。為有效控制和削減環境介質中持久性有機污染物，2001國際社會共同簽署了《斯德哥爾摩公約》(Stockholm?Convention)，并于2004年起付諸實施，我國為該公約締約國。進行POPs監測是履約工作的不可或缺的重要步驟。大氣具有較好的均一性，對區域POPs使用和排放十分敏感，是進行POPs監測的良好環境介質，大氣中POPs監測技術廣泛地應用于對POPs的環境過程研究中。

目前對大氣POPs與其它環境介質和生命體間的相互作用、在整個環境中的遷移轉化規律和在生命體中的代謝規律以及其毒理學研究成為熱點，以服務于污染源表征和診斷以及人體POPs暴露研究。針對如電子垃圾處理場所、室內環境、社區環境、職業暴露環境等微環境空氣中的POPs采樣方法及裝置尚屬空白。

大氣POPs采樣裝置可分為被動采樣器（朱秀華,陳吉平,施泰安,王煒,穆軍.一種大氣中持久性有機污染物被動采樣裝置.發明專利201210172065.5）和主動采樣器。

被動采樣器廣泛應用于POPs在大氣-地表中的交換、在大氣中長距離遷移的采樣監測，但存在無法精確控制采樣氣體流量、采樣時間漫長無法表征POPs的瞬時濃度、在靜風條件下無法采樣等缺點（張干,劉向.大氣持久性有機污染物（POPs）被動采樣[J].化學進展,2009,21（23）:297~306.），無法勝任微環境空氣中的POPs采樣。

主動采樣器能夠測定所采集大氣的體積，提高數據準確程度；采樣時間較短，可避免由于采樣時間過長而引起的POPs降解問題；流量較大，可以進行瞬時濃度的測定，因此適用于微環境空氣中POPs的采樣。

目前廣泛應用的主動采樣器主要基于吸附原理，采用將聚氨酯泡沫、半透膜或玻璃纖維濾膜等材料安裝在采樣器內，利用這些材料對空氣中POPs的吸附、攔截作用而進行采樣。這種主動采樣器為克服吸附材料的阻力而采用大流量氣泵，價格昂貴，體積龐大，采樣時噪音巨大（劉征侃,楊利民,王秋泉.大氣持久性有機污染物分析研究進展.環境化學,2011,30(1):272-280），限制了其對特定環境室內空氣POPs進行采樣；采樣后從吸附材料中提取POPs過程復雜、耗時漫長，對操作人員要求較高。

發明內容

本發明的目的在于針對現有大氣中持久性有機污染物被動采樣裝置存在的采樣時間漫長、在靜風條件下無法采樣等缺點，以及主動采樣裝置體積大、噪音大、檢查限低、操作復雜等缺點，提供一種微環境空氣持久性有機污染物主動采樣裝置及其方法。本發明是一種結合風扇、直流高壓電源、不銹鋼針陣列高壓電極、ITO導電玻璃地電極的主動采樣裝置，以實現對氣溶膠中的持久性有機污物的主動采樣。

POPs多為半揮發性有機化合物，在氣體-氣溶膠中的分配存在特定規律。捕集微環境空氣中的氣溶膠，提取、測定氣溶膠中的POPs含量，再根據POPs在氣體-氣溶膠中的分配方程，計算出微環境空氣中POPs的濃度。直流電暈放電可以高效捕集空氣中的氣溶膠，設備體積小，工作過程中噪音低，適于對微環境中空氣中POPs進行采樣。

本發明所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現：

作為本發明的第一方面，一種微環境空氣持久性有機污染物主動采樣裝置，其特征在于，包括：

外殼，其兩側分別為氣流入口和氣流出口，其下方設置取放口；

針陣列不銹鋼電極，設置于所述外殼內，用作高壓電極；

ITO玻璃電極，設置于所述外殼內，用作地電極及收集板；

直流高壓電源，與所述針陣列不銹鋼電極連接，用于將單相工頻電壓轉換為負直流高電壓，為針陣列不銹鋼電極提供高電壓；

風扇，將空氣引入外殼內；

控制器，與所述直流高壓電源和風扇連接，用于控制直流高壓電源的輸出電壓強度和風扇的轉速。

進一步，所述外殼的材料為鋁、鐵、銅的一種或幾種的合金。

進一步，所述氣流入口安裝入口金屬格柵，用于濾去氣流中固體雜物。

進一步，所述氣流出口截面形狀包括正方形、長方形、圓形、橢圓形，所述氣流出口安裝出口金屬格柵，用于保護風扇的葉片。

進一步，所述針陣列不銹鋼電極包括：不銹鋼平板和不銹鋼針陣列，所述不銹鋼針陣列垂直于不銹鋼平板的表面。