[發明專利]基于逸度原理的持久性有機污染物地氣交換采樣器

在審

• 申請號: 202010998418.1
• 申請日: 2020-09-21
• 公開（公告）號: CN111999131A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 龔平;任嬌;盛久江;郭莉平;王小萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院青藏高原研究所
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

一種基于逸度原理的持久性有機污染物地氣交換采樣器，包括：采樣腔(1)、底座(2)、空氣泵(3)、流量計(4)、顆粒態污染物收集管(5)、氣態污染物收集管(6)和電控模塊，其中，底座(2)中部設有一個圓孔，采樣腔(1)與圓孔連接，采樣腔(1)、顆粒態污染物收集管(5)、氣態污染物收集管(6)、空氣泵(3)、流量計(4)依次通過橡膠管連接，電控模塊與空氣泵(3)、流量計(4)連接。本公開提供的基于逸度原理的持久性有機污染物地氣交換采樣器易拆裝、便于攜帶，且僅需電池供電，適合于在偏遠地區進行短期采樣，該裝置采樣高度僅為30mm，可有效避免大氣污染物垂直分布帶來的采樣誤差，使獲得的地氣交換數據更接近真實值。

技術領域

本公開涉及大氣污染物監測技術領域，尤其涉及一種基于逸度原理的持久性有機污染物地氣交換采樣器。

背景技術

持久性有機污染物(POPs)是具有半揮發性的全球遷移污染物，其受溫度影響的揮發或沉降行為是全球遷移傳輸過程中的重要環節。因此，準確評估POPs在大氣-地表界面間的交換方向和通量是研究POPs全球傳輸的關鍵環節。POPs類污染物的大氣含量一般為痕量級，以當前的分析測試能力，需要進行大體積采樣富集才可保證檢出目標化合物。這導致無法直接對POPs的大氣-地表通量進行直接的實時觀測。

當前POPs大氣-地表交換的研究主要借助逸度方法完成：基于濃度和環境參數計算大氣、土壤中POPs的逸度，進而估算大氣-地表交換方向和通量。為簡化逸度公式的計算過程，在進行不同地點或不同時段的POPs比較時，常使用土壤-大氣分配系數(K_SA)直接表征POPs在土-氣界面揮發或沉降趨勢。一般認為，不同地點或時段相同化合物的K_SA值越高，則其越傾向于向大氣揮發；反之亦然。

逸度公式估算方法存在明顯的系統缺陷：大體積采樣器采樣口的標準高度為1.5米，然而，近地表的污染物濃度往往存在較大的垂直梯度變化，土壤-大氣界面上的氣態污染物濃度可能比1.5米處高幾倍甚至一個數量級。因此，使用普通大體積采樣器采集的大氣POPs濃度進行逸度計算可能會引起較大的偏差。此外，大體積采樣器的核心部件為大功率氣泵，對電力要求較高，不適宜在偏遠地區開展研究工作；且大體積采樣會顯著改變采樣器周邊氣流，改變實際大氣含量和地氣交換狀況。因此，針對當前不足，開發可用于地表大氣POPs采集的低功率采樣器成為當務之急。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供了一種基于逸度原理的持久性有機污染物地氣交換采樣器，以至少解決上述的部分問題。

本公開提供了一種基于逸度原理的持久性有機污染物地氣交換采樣器，包括：采樣腔1、底座2、空氣泵3、流量計4、顆粒態污染物收集管5、氣態污染物收集管6和電控模塊；其中，所述底座2中部設有一個圓孔，所述采樣腔1與所述圓孔連接；所述采樣腔1、顆粒態污染物收集管5、氣態污染物收集管6、空氣泵3、流量計4依次通過橡膠管連接；所述電控模塊與所述空氣泵3、流量計4連接，用于給所述空氣泵3、流量計4供電。

優選地，所述采樣腔1為半球形，材質為不銹鋼，圓形底部全開口。

優選地，所述圓孔和所述采樣腔1的圓形底部的尺寸相同，半徑均為250mm。

優選地，所述底座2為由九塊尺寸相同的方形不銹鋼板按照3×3的陣列組成，其中，中心位置的不銹鋼板中心設有所述圓孔。

優選地，九塊所述方形不銹鋼板之間的銜接處通過封口膜或橡膠條密封。

優選地，所述底座2尺寸為1m×1m。

優選地，所述底座2還包括多個地腳10，高30mm。

優選地，空氣泵3的流量為3-5L min^-1。

優選地，所述電控模塊包括開關7、穩壓器8和可移動電源9。