專利名稱：一種大氣中持久性有機污染物被動采樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境大氣及廢氣的監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，是一種用于測定環(huán)境大氣及廢氣中持久性有機污染物的被動采樣裝置。
背景技術(shù)：
持久性有機污染物(POPs)是指化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性強，難于降解轉(zhuǎn)化，在環(huán)境中不易消失，能長時間滯留，遠距離遷移，具有生物蓄積性和毒性的有機污染物。近年來的研究表 明，許多POPs是環(huán)境激素，當它們在環(huán)境中長期存在時，可以使人和其它生物的內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂。隨著社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，固體廢物的生產(chǎn)量逐年增加、造成的污染日趨嚴重，其污染治理的重要途徑之一是焚燒處理，由于不完全燃燒等原因，有六氯苯(HCB)，多氯聯(lián)苯(PCBs)，多環(huán)芳烴(PAHs)和多氯二苯并二惡英/多氯二苯并呋喃(PCDD/Fs)等持久性有機污染物產(chǎn)生。二惡英類物質(zhì)不僅具有致癌性，發(fā)育毒性和致畸性，而且具有免疫和生殖毒性，作為內(nèi)分泌干擾物可能造成男性雌性化。2001年5月23日，在瑞典首都斯德哥爾摩127個國家的環(huán)境部長或高級官員代表各自的國家簽屬了《關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》，從而正式啟動了人類向POPs宣站的進程，中國也簽屬了該公約，表明了我國在控制POPs污染方面的堅定立場和決心?？諝馐且环N重要的環(huán)境介質(zhì)，監(jiān)測空氣中POPs對評價大氣環(huán)境質(zhì)量、評估POPs長距離環(huán)境遷移、評價POPs的生態(tài)風(fēng)險性以及履行《斯德哥爾摩公約》均具有重要意義。對大氣中有機污染物的監(jiān)測有主動采樣技術(shù)和被動采樣技術(shù)。主動采樣儀-大體積空氣采樣R(High-volume air sampler)用于監(jiān)測大氣中POPs已有多年的歷史。這些系統(tǒng)通過采樣泵使空氣通過濾膜收集顆粒物，通過吸收劑阱收集氣相物質(zhì)。所存在的問題包括，揮發(fā)性物質(zhì)從濾膜所收集的顆粒物表面揮發(fā)，收集物穿過吸收劑阱，氣相物種吸附于濾膜。另外，采用大流量采樣器進行的空氣主動采樣的成本較高，需要電源(動力)及科研人員的時刻監(jiān)護，不適合野外大范圍采樣。近年來被動采集空氣中POPs類污染物的采樣技術(shù)在國際上得到了高度關(guān)注。大氣被動采樣技術(shù)能夠彌補傳統(tǒng)主動采樣的缺陷。被動采樣技術(shù)具有采樣器結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、攜帶方便、不需要電源等特點，非常適合POPs空氣樣品的多點位采集，因此該技術(shù)既適合應(yīng)用于小尺度的POPs空氣質(zhì)量檢測，又適合大尺度、大氣POPs研究。被動采樣器以環(huán)境介質(zhì)間的逸度差為驅(qū)動力，經(jīng)過擴散吸附作用，目標物被具有高吸附能力的材料吸附，實現(xiàn)大氣樣品的采集?；谖讲牧系牟煌?，被動采樣器主要分為聚氨酯泡沫(PUF)采樣器、半透膜(SPMD)采樣器、XAD樹脂采樣器、還包括以油覆蓋的盤子和擴散管吸附污染物，以及植物監(jiān)測。擴散管和盤子的主要缺點是它們采樣量不足，對大氣中低濃度化合物難以檢測，并且油盤也采集濕沉降。許多研究者以植物作為被動采樣器來采樣，如，樹皮、苔蘚或松針，為了監(jiān)測大范圍的有機污染物在環(huán)境空氣中濃度，假設(shè)其在植物中分布與大氣中密切相關(guān)。然而，植物組織采樣容量和采樣速度隨植物種類、年齡、位置和季節(jié)而變化。因此，這些以植物采樣得到的數(shù)據(jù)是不確定的，并使對數(shù)據(jù)的解釋變得復(fù)雜，從而限制了以植物作為監(jiān)測工具的潛力。吸收技術(shù)能采集較大體積空氣并濃縮目標化合物，因此可檢測痕量物種。SPMD采樣器采樣時需將其置于完全未經(jīng)任何化學(xué)處理的木質(zhì)Stevenson箱中以減少溫度、風(fēng)、霜、雨、雪等環(huán)境變化的影響，操作程序較復(fù)雜。PUF采樣器存在吸附顆粒物與采集的氣體樣品不易分離，檢測結(jié)果難于分清是顆粒物中POPs還是氣態(tài)中POPs，并存在易飽和，采樣量小，有些POPs達不到儀器檢測限，不能檢出等缺點。目前XRD樹脂采樣器是一種利用苯乙烯-二乙烯基苯共聚物XAD-2粉末作為吸附劑的大氣被動采樣裝置，其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作與運輸成本昂貴、操作繁瑣，采樣速度過慢，限制了其普及與應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種大氣中持久性有機污染物被動采樣裝置，其特征在于所述裝置包括不銹鋼筒；所述不銹鋼筒的上下兩端設(shè)有頂蓋；所述不銹鋼筒內(nèi)設(shè)有采樣填料；所述頂蓋上設(shè)有低密度聚乙烯薄膜和不銹鋼外圈，所述低密度聚乙烯薄膜固定在不銹鋼外圈上；所述低密度聚乙烯薄膜的膜厚為65-90 iim。本發(fā)明的上述被動采樣裝置中，采樣填料是以硅烷化白色硅藻土為載體，在其上 涂覆硅油II ;其中，涂覆量為硅烷化白色硅藻土質(zhì)量的3%。本發(fā)明中填料的載體涂覆是采用旋涂的方法制備的，其操作步驟為秤取一定量硅烷化白色硅藻土載體，以旋轉(zhuǎn)的方式緩慢倒入裝有硅油II的燒瓶中(硅油II以二氯甲烷稀釋)使載體全部浸沒，不可結(jié)塊。本發(fā)明的上述被動采樣裝置中，不銹鋼筒的兩側(cè)均具有固定用吊環(huán)。本發(fā)明的裝置在使用時，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)當?shù)丨h(huán)境實際情況，將裝置水平或垂直懸掛于監(jiān)測位置。本發(fā)明中的低密度聚乙烯薄膜，瞬間孔直徑能達10 A，可以使大氣或廢氣中POPs自由通過，并且能阻擋環(huán)境中顆粒物與被動采樣器中填料接觸，確保采集到的是環(huán)境大氣中氣態(tài)POPS，有利于簡化后續(xù)樣品的提取與凈化操作，該薄膜可以清洗或以潤濕的紙巾擦試，即可清潔，重復(fù)使用。由于采用上下均具有固定有低密度聚乙烯膜的不銹鋼頂蓋，比目前XRD樹脂采樣器，氣體流通量大，采樣速度快。且裝置為全封閉結(jié)構(gòu)，自然環(huán)境變化(雨、雪、風(fēng)等)對其影響較小，無需象目前采用的PUF、SPMD被動采樣器需安置于特殊的裝置中，使用簡單方便。


本發(fā)明附圖3幅，圖I為實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實施例2的頂蓋的俯視圖；圖3為實施例2的頂蓋的主視圖；其中，I、不銹鋼筒，2、低密度聚乙烯薄膜，3、采樣填料，4、吊環(huán)，5、頂蓋，6、不銹鋼外圈。
具體實施例方式下述非限制性實施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。本發(fā)明所使用的硅烷化白色硅藻土為上試102硅烷化，其來源于上海試劑一廠；硅油II來源于上海試劑一廠；低密度聚乙烯薄膜來源于中久科技(上海)有限公司(VWR(Shanghai)Co. , Ltd.)。實施例I采樣填料的制備①用二氯甲烷溶解硅油II ；②根據(jù)擬制備的被動采樣器個數(shù)及其體積，秤取一定量上試102硅烷化白色硅藻土載體以旋轉(zhuǎn)的方式緩慢倒入裝有硅油II的燒瓶中，使載體全部浸沒，不可結(jié)塊，硅油II的涂覆量按上試102硅烷化白色硅藻土質(zhì)量的3%計算；
③采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，真空旋蒸，水浴溫度不超過40°C，使二氯甲烷溶劑緩慢蒸發(fā)去除；④自然環(huán)境下通風(fēng)櫥中揮發(fā)進一步干燥，涂覆好的填料應(yīng)松散，無結(jié)塊。填料裝于已接好具有低密度聚乙烯膜的不銹鋼頂蓋的不銹鋼筒中，輕敲柱管，確保填料裝填均勻緊實后安裝好另一頂蓋。實施例2本實施例結(jié)合附圖I、附圖2和附圖3進行說明。所述裝置包括不銹鋼筒I ;所述不銹鋼筒I的上下兩端設(shè)有頂蓋5 ;所述不銹鋼筒I內(nèi)設(shè)有采樣填料3 ;所述頂蓋5上設(shè)有低密度聚乙烯薄膜2和不銹鋼外圈6，所述低密度聚乙烯薄膜2固定在不銹鋼外圈6上；所述低密度聚乙烯薄膜2的膜厚為65 u m。所述的不銹鋼筒I的兩側(cè)均具有固定用吊環(huán)4。本實施例中不銹鋼筒I的筒高為18cm，筒內(nèi)徑為3cm，筒的外側(cè)有外螺紋。頂蓋5的外徑為5cm，高為2cm，低密度聚乙烯薄膜2的直徑為3cm ;其中頂蓋的內(nèi)螺紋與不銹鋼筒I的外螺紋相配，呈螺紋連接方式固定。本發(fā)明的裝置采樣的方式為采樣時可根據(jù)當?shù)丨h(huán)境實際情況，將其水平或垂直懸掛于離地面150cm的高處。
權(quán)利要求
1.一種大氣中持久性有機污染物被動采樣裝置，其特征在于所述裝置包括不銹鋼筒(I);所述不銹鋼筒(I)的上下兩端設(shè)有頂蓋(5);所述不銹鋼筒(I)內(nèi)設(shè)有采樣填料(3);所述頂蓋(5)上設(shè)有低密度聚こ烯薄膜(2)和不銹鋼鋼外圈(6)，所述低密度聚こ烯薄膜(2)固定在不銹鋼鋼質(zhì)外圈(6)上；所述低密度聚こ烯薄膜(2)的膜厚為65 90μπι。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大氣中持久性有機污染物被動采樣裝置，其特征在于所述的采樣填料(3)是以硅烷化白色硅藻土為載體，在載體上涂覆硅油II ;其中，涂覆量為硅烷化白色硅藻土質(zhì)量的3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大氣中持久性有機污染物被動采樣裝置，其特征在于所述的不銹鋼筒(I)的兩側(cè)固定有吊環(huán)(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大氣中持久性有機污染物被動采樣裝置，所述裝置包括不銹鋼筒；所述不銹鋼筒的上下兩端設(shè)有頂蓋；所述不銹鋼筒內(nèi)設(shè)有采樣填料；所述頂蓋上設(shè)有低密度聚乙烯薄膜和不銹鋼外圈，所述低密度聚乙烯薄膜固定在不銹鋼外圈上；所述低密度聚乙烯薄膜的膜厚為65~90μm。本發(fā)明中的薄膜可使大氣或廢氣中POPs自由通過，并能阻擋環(huán)境中顆粒物與填料接觸，確保采集到的是環(huán)境大氣中氣態(tài)POPs，有利于簡化后續(xù)樣品提取與凈化；由于頂蓋固定有低密度聚乙烯膜，比XRD樹脂采樣器，氣體流通量大，采樣速度快。且裝置為封閉結(jié)構(gòu)，自然環(huán)境變化對其影響小，無需向目前PUF、SPMD被動采樣器需安置于特殊的裝置中，使用簡單方便。
文檔編號G01N1/22GK102680284SQ20121017206
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者施泰安, 朱秀華, 王煒, 穆軍, 陳吉平 申請人:大連交通大學(xué)