专利名称：一种用于室内空气中尼古丁监测的被动式采样器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于室内空气污染物监测技术领域，特别涉及一种对于室内环境中烟草烟雾产生的尼古丁进行被动式采样的采样器。
背景技术：
中国是世界上最大的烟草生产和消费国，2006年中国慢性病报告指出，2000年由吸烟导致的死亡人数近100万，超过艾滋病、结核、交通事故以及自杀死亡人数的总和，占全部死亡的12%。我国政府高度重视控烟工作，并于2003年11月10日签署了世界卫生组织《烟草控制框架公约》，经第十届全国人大常委会第十七次会议正式批准，2006年1月在我国正式生效。随着控烟工作的开展，大量的评价工作需要进行，室内空气中尼古丁的检测是评价控烟工作成效的必要手段之一。尼古丁是烟草燃烧时产生于烟雾粒相中一种物质，进入空气中稀释即转变成气相状态。采样是空气中尼古丁检测中的重要环节，采样方法主要有主动式和被动式两种。主动式采样是通过动力抽取室内空气让空气中的尼古丁吸附在如吸收液、固相吸附剂等介质上，被动式采样是基于气体分子扩散原理。与主动式采样相比，被动式采样主要特点在于不需要任何电源和抽气动力，具有体积小、质量轻、操作简便、易维护和安全可靠的特点，可佩带于个人衣物上或悬挂于室内固定位置，用作一段时间内个体外暴露或环境空气质量评价。国外一些研究机构已将被动式采样用于室内烟草烟雾浓度评价及人群健康影响研究方面，如美国从上世纪90年代开始，将研发的尼古丁被动式采样器用于公共场所及人群暴露评价，取得了较好的研究成果。但该采样器价格较贵、操作中易损坏挡风层，且采样速率较低。目前我国评价空气中烟草烟雾浓度以及个体烟草外暴露水平的研究较为欠缺， 尚无具有自主知识产权的可用于尼古丁个体暴露和环境暴露采样器。
发明内容本实用新型的目的是提供一种简单方便、与国外同类采样器相比采样速率高，用于室内空气中尼古丁监测的被动式采样器，应用于公共场所控烟效果评估及人群健康影响研究等方面。本实用新型的技术方案为该采样器由前盖、托板以及底座构成腔体，托板固定于底座上，在所述腔体内、托板上依次叠放玻璃纤维滤膜、压环、纱网、核孔滤膜以及硅橡胶密封圈；前盖上设置15-25 个进气孔。玻璃纤维滤膜为吸收层，纱网和核孔滤膜构成挡风层，挡风层和吸收层之间的空间部分为静态扩散腔。所述前盖、底座、压环和托板由聚丙烯塑料热压成型。所述采样器优选为圆形，直径47mm，厚度8mm ；所述进气孔的数量优选为19个，按多层圆环方式均勻排列，孔径为5. 62mm，孔深1. 84mm。[0010]所述核孔滤膜的孔径为1 μ m、厚度为11 μ m、开孔率为15. 7%。所述纱网为涤纶纱网，厚度0. 3mm，开孔率为85. 5%。所述玻璃纤维滤膜为浸渍有硫酸氢钠-甘油配制的尼古丁吸收液的玻璃纤维滤膜。所述前盖上设置吊耳。气态尼古丁分子从采样器前盖的进气孔，穿过挡风层，进入静态扩散腔，扩散并采集到玻纤膜上。挡风层阻挡了较大的风速，避免扩散腔中涡流的形成，从而保证扩散腔中的尼古丁气体处于一种静态分子扩散状态，此时尼古丁在扩散腔中的传质过程遵循费克气体扩散定律。本实用新型的有益效果为本采样器采用硫酸氢钠溶液作为吸收液，碱性的尼古丁与玻纤膜上的NaHSO4可形成相对稳定的盐类。同时，为了使滤膜保持润湿状态，在吸收液中加入一定量的甘油，有利于尼古丁气态分子的吸收。此外，将玻纤滤膜作为吸附介质，玻纤滤膜具有耐高温、阻力小、 经济等特点，采样后可用碱等试剂将采集在滤膜上的尼古丁提取下来用于分析，使用较为方便。采样介质制作简便，采样速率高，而且在使用中携带方便，不易破损。在30m3空气测试舱中，发生低、中、高三种不同浓度的烟草烟雾，混勻后与采样速率已知的尼古丁采样器同时悬挂在测试舱中的同一位置，在相同时间内采样。采样结束后处理滤膜，用气相色谱-质谱法检测滤膜上吸附尼古丁的量。经多次测定，本新型所述采样器采样速率值为32ml/min，高于同类产品的24ml/min。配制低、高两种浓度尼古丁标液，分别加到浸渍有尼古丁吸收液的玻纤滤膜上，将滤膜放入采样器，安装好后放入铝箔袋中封口，置于干燥器中，分别于当天、第3、5、7、9天各取6个样品进行测试，与当天测试值相比较，下降率< 10%的天数为采样器中尼古丁稳定时间。经多个实验室测试表明，尼古丁被动式采样器采样后，样品放置在室温密闭条件下至少可以稳定7天。
图1为本实用新型的结构示意图。图中标号1-前盖；2-硅橡胶密封圈；3-核孔滤膜；4-纱网；5-压环；6_玻璃纤维滤膜；7_托板；8-底座；9-吊耳。
具体实施方式
本实用新型提供了一种用于室内空气中尼古丁监测的被动式采样器，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明。如图1所示，圆形的采样器由前盖1、托板7以及底座8构成腔体，托板7固定于底座8上，在所述腔体内、托板7上依次叠放玻璃纤维滤膜6、压环5、纱网4、核孔滤膜3以及硅橡胶密封圈2。玻璃纤维滤膜6为尼古丁吸收层，纱网4和核孔滤膜3构成挡风层，挡风层和吸收层之间的空间部分为静态扩散腔。其中，前盖1、底座8、压环5和托板7由聚丙烯塑料热压成型。采样器的直径为47mm，厚度为8mm ；前盖1上设置19个进气孔，按多层圆环方式均勻排列，孔径为5. 62mm,孔深1. 84mm。核孔滤膜3的孔径为1 μ m、厚度为11 μ m、开孔率为15. 7% ；纱网4为涤纶纱网，厚度0. 3mm，开孔率为85. 5%。玻璃纤维滤膜6上浸渍有组分为4衬％硫酸氢钠_5衬％甘油的尼古丁吸收液。前盖1上设置吊耳9。采样器使用时，按照以下步骤操作(1)在实验室无烟环境下按附图所示安装采样器。到达采样现场后，确定采样位置及悬挂条件，并检查采样器是否完整，前盖和底座应保持紧密压制；(2)在选定地点悬挂采样器，确保采样器被牢固固定，采样器的前盖有孔一面朝向待监测房间；(3)采样器悬挂在距地面1. 5_2m处，距离最近的门窗、通风系统及吸烟者(或潜在吸烟者)至少大于lm，距天花板、墙壁大于0. 5m ；(4)记录采样位置、采样器编号、开始采样时间、室内容积、通风等情况；(5)空白样确定作为空白样的采样器，记录编号；(6)平行样将作为平行样的采样器摆放在正常样采样器旁，摆放的操作步骤相同，两者相距5-lOcm，同时记录平行样采样器的信息；(7)室内环境下采样器悬挂时间为5-7天，并定期巡视，记录采样器悬挂情况及环境条件；(8)监测结束后，在现场回收采样器，并带回实验室，放入干燥器或-20°C冰箱中保存。(9)在无烟环境下，取出玻璃纤维滤膜，将糙面向内对折，放入比色管或其它容器中加入试剂待处理；处理后的试样在气相色谱_质谱、液相色谱等仪器上进行检测分析。
权利要求1.一种用于室内空气中尼古丁监测的被动式采样器，由前盖(1)、托板(7)以及底座 (8)构成腔体，其特征在于，托板(7)固定于底座(8)上，在所述腔体内、托板(7)上依次叠放玻璃纤维滤膜(6)、压环(5)、纱网(4)、核孔滤膜(3)以及硅橡胶密封圈(2)；前盖(1)上设置15-25个进气孔。
2.根据权利要求1所述的一种用于室内空气中尼古丁监测的被动式采样器，其特征在于，所述前盖(1)、底座(8)、压环(5)和托板(7)由聚丙烯塑料热压成型。
3.根据权利要求1所述的一种用于室内空气中尼古丁监测的被动式采样器，其特征在于，所述采样器优选为圆形，直径47mm，厚度8mm ；所述进气孔的数量优选为19个，按多层圆环方式均勻排列，孔径为5. 62mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于室内空气中尼古丁监测的被动式采样器，其特征在于，所述核孔滤膜(3)的孔径为lym、厚度为Ι μπκ开孔率为15.7%。
5.根据权利要求1所述的一种用于室内空气中尼古丁监测的被动式采样器，其特征在于，所述纱网(4)为涤纶纱网，厚度0.3mm，开孔率为85. 5%。
6.根据权利要求1所述的一种用于室内空气中尼古丁监测的被动式采样器，其特征在于，所述玻璃纤维滤膜(6)为浸渍有硫酸氢钠-甘油配制的尼古丁吸收液的玻璃纤维滤膜。
7.根据权利要求1所述的一种用于室内空气中尼古丁监测的被动式采样器，其特征在于，所述前盖(1)上设置吊耳(9)。
专利摘要本实用新型属于室内空气污染物监测技术领域，特别涉及一种用于室内空气中尼古丁监测的被动式采样器。该采样器由前盖、托板以及底座构成腔体，托板固定于底座上，在所述腔体内、托板上依次叠放玻璃纤维滤膜、压环、纱网、核孔滤膜以及硅橡胶密封圈；前盖上设置15-25个进气孔。采用硫酸氢钠溶液作为尼古丁吸收液，碱性的尼古丁与玻纤膜上的NaHSO4可形成相对稳定的盐类，在吸收液中加入甘油，有利于尼古丁气态分子的吸收；此外，将玻纤滤膜作为吸附介质，玻纤滤膜具有耐高温、阻力小、经济等特点，采样后可用碱等试剂将采集在滤膜上的尼古丁提取下来用于分析，使用较为方便，与国外类似产品相比采样速率高，而且在使用中携带方便，不易破损。
文档编号G01N30/02GK202229955SQ201120390019
公开日2012年5月23日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者徐东群, 王桂芳, 王秦, 董小艳 申请人:中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所