[发明专利]一种微环境空气持久性有机污染物主动采样装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采样装置，具体涉及一种微环境空气持久性有机污染物主动采样装置及其方法。

背景技术

持久性有机污染物（POPs）具有持久性、生物累积性、“三致”效应（致癌、致畸、致突变）及环境内分泌干扰性，对人类健康产生严重影响。为有效控制和削减环境介质中持久性有机污染物，2001国际社会共同签署了《斯德哥尔摩公约》(Stockholm Convention)，并于2004年起付诸实施，我国为该公约缔约国。进行POPs监测是履约工作的不可或缺的重要步骤。大气具有较好的均一性，对区域POPs使用和排放十分敏感，是进行POPs监测的良好环境介质，大气中POPs监测技术广泛地应用于对POPs的环境过程研究中。

目前对大气POPs与其它环境介质和生命体间的相互作用、在整个环境中的迁移转化规律和在生命体中的代谢规律以及其毒理学研究成为热点，以服务于污染源表征和诊断以及人体POPs暴露研究。针对如电子垃圾处理场所、室内环境、社区环境、职业暴露环境等微环境空气中的POPs采样方法及装置尚属空白。

大气POPs采样装置可分为被动采样器（朱秀华,陈吉平,施泰安,王炜,穆军.一种大气中持久性有机污染物被动采样装置.发明专利201210172065.5）和主动采样器。

被动采样器广泛应用于POPs在大气-地表中的交换、在大气中长距离迁移的采样监测，但存在无法精确控制采样气体流量、采样时间漫长无法表征POPs的瞬时浓度、在静风条件下无法采样等缺点（张干,刘向.大气持久性有机污染物（POPs）被动采样[J].化学进展,2009,21（23）:297~306.），无法胜任微环境空气中的POPs采样。

主动采样器能够测定所采集大气的体积，提高数据准确程度；采样时间较短，可避免由于采样时间过长而引起的POPs降解问题；流量较大，可以进行瞬时浓度的测定，因此适用于微环境空气中POPs的采样。

目前广泛应用的主动采样器主要基于吸附原理，采用将聚氨酯泡沫、半透膜或玻璃纤维滤膜等材料安装在采样器内，利用这些材料对空气中POPs的吸附、拦截作用而进行采样。这种主动采样器为克服吸附材料的阻力而采用大流量气泵，价格昂贵，体积庞大，采样时噪音巨大（刘征侃,杨利民,王秋泉.大气持久性有机污染物分析研究进展.环境化学,2011,30(1):272-280），限制了其对特定环境室内空气POPs进行采样；采样后从吸附材料中提取POPs过程复杂、耗时漫长，对操作人员要求较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有大气中持久性有机污染物被动采样装置存在的采样时间漫长、在静风条件下无法采样等缺点，以及主动采样装置体积大、噪音大、检查限低、操作复杂等缺点，提供一种微环境空气持久性有机污染物主动采样装置及其方法。本发明是一种结合风扇、直流高压电源、不锈钢针阵列高压电极、ITO导电玻璃地电极的主动采样装置，以实现对气溶胶中的持久性有机污物的主动采样。

POPs多为半挥发性有机化合物，在气体-气溶胶中的分配存在特定规律。捕集微环境空气中的气溶胶，提取、测定气溶胶中的POPs含量，再根据POPs在气体-气溶胶中的分配方程，计算出微环境空气中POPs的浓度。直流电晕放电可以高效捕集空气中的气溶胶，设备体积小，工作过程中噪音低，适于对微环境中空气中POPs进行采样。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

作为本发明的第一方面，一种微环境空气持久性有机污染物主动采样装置，其特征在于，包括：

外壳，其两侧分别为气流入口和气流出口，其下方设置取放口；

针阵列不锈钢电极，设置于所述外壳内，用作高压电极；

ITO玻璃电极，设置于所述外壳内，用作地电极及收集板；

直流高压电源，与所述针阵列不锈钢电极连接，用于将单相工频电压转换为负直流高电压，为针阵列不锈钢电极提供高电压；

风扇，将空气引入外壳内；

控制器，与所述直流高压电源和风扇连接，用于控制直流高压电源的输出电压强度和风扇的转速。

进一步，所述外壳的材料为铝、铁、铜的一种或几种的合金。

进一步，所述气流入口安装入口金属格栅，用于滤去气流中固体杂物。

进一步，所述气流出口截面形状包括正方形、长方形、圆形、椭圆形，所述气流出口安装出口金属格栅，用于保护风扇的叶片。

进一步，所述针阵列不锈钢电极包括：不锈钢平板和不锈钢针阵列，所述不锈钢针阵列垂直于不锈钢平板的表面。