[实用新型]一种在线大气细颗粒物浓缩与收集装置

说明书

本实用新型属于环保技术领域，具体为一种在线大气细颗粒物浓缩与收集装置。本实用新型装置包括PM_2.5切割头、水箱系统、虚拟切割系统、冷凝循环系统、在线浓缩样采集系统；水箱系统包括水箱、电加热棒、温控数显装置，PM_2.5切割头与水箱联通；虚拟切割系统包括虚拟切割器、浓缩气流真空泵、主气流真空泵；冷凝循环系统包括冷凝剂循环管、冷凝机；冷凝循环系统用以循环流通冷凝液对饱和颗粒物进行冷凝长大；在线浓缩样采集系统包括生物采样瓶、电磁阀和继电器、馏分自动收集器、电脑细分恒流泵。本装置可将实际大气细颗粒物浓缩7到10倍，且浓缩效率高；可为后续在线化学组分或毒性检测提供技术支持；本装置操作简便，可靠稳定，维护成本低。

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，具体涉及一种中流量颗粒物浓缩系统及方法，尤其涉及一种在线大气细颗粒物浓缩与收集装置。

背景技术

PM_2.5是指大气中空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可吸入颗粒物。虽然PM_2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但其对空气质量和能见度等有重要的影响。大气PM_2.5粒径小、比表面积大，含有大量的有毒、有害物质且在大气中的悬浮时间长、传输距离远，因而对人体健康和大气环境质量的负面影响不容忽视。

近年来，我国大气PM_2.5污染严重, 导致就诊率急剧上升及易感人群过早死亡。尤其是雾霾气溶胶粒子携带的有毒有害化学成分，危及人群健康，引起全社会的高度关注。已经有大量流行病学证据表明，PM_2.5有急性与慢性健康效应。高浓度PM_2.5暴露会增加患急性呼吸道疾病与心脑血管疾病的风险，同时PM_2.5可能诱发肺癌、慢性阻塞型肺炎（COPD）、心脑血管疾病等慢性疾病，影响人体免疫系统、神经系统等。因此，雾霾气溶胶粒子毒性的研究也成为研究热点和前沿方向之一。但对大气细颗粒物毒性的测定因受到检测技术和仪器的制约（如较高的检测限），目前仍停留在离线检测阶段，且需要在重污染及较长持续采样时间的条件下进行，无法满足实时监测大气细颗粒物浓度及有毒化学成分特征的要求。

为填补上述技术空白，本实用新型所研制的中流量在线大气细颗粒物浓缩与收集装置可将气溶胶在不改变除浓度外的任何理化特性的前提下，浓缩富集到足以明显检出其毒性的水平。同时，该系统具有在线采样功能，可与在线毒性检测和多种化学组分检测仪器联用，使得日后人工智能化在线大气细颗粒物毒性及有毒组分检测的实现成为可能，并可广泛应用于环境监测及健康风险评估当中。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种浓缩效率高、浓缩性能稳定的在线大气细颗粒物浓缩与收集装置。

本实用新型提供的在线大气细颗粒物浓缩与收集装置，其结构如图1所示；包括：碰撞式PM_2.5切割头、水箱加热系统、虚拟切割系统、冷凝循环系统、在线浓缩样采集系统；其中：

所述碰撞式PM_2.5切割头，包括PM₁₀、PM₅、PM_2.5三级，每级由一个冲击孔板和一个冲击分离收集板组成，其中，三级冲击分离收集板的结构相同，但因不同粒径颗粒的冲击惯性不同，三级冲击板的孔数和孔径各不相同；

所述水箱加热系统，包括一水箱（9），用于盛放去离子水，水箱（9）内壁设有隔温层（10），用于对水箱（9）内去离子水保温；水箱（9）一侧设有可视窗口（11），用于观察箱体内水面高度；水箱（9）内设有带有温度传感器的电加热棒（12），用于对去离子水进行加热；水箱（9）内设有温控数显装置（13），用于控制去离子水温度；碰撞式PM_2.5切割头（7）与水箱（9）联通；