专利名称：一种大气中持久性有机污染物被动采样装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境大气及废气的监测技术领域，是一种用于测定环境大气及废气中持久性有机污染物的被动采样装置。
背景技术：
持久性有机污染物(POPs)是指化学性质稳定性强，难于降解转化，在环境中不易消失，能长时间滞留，远距离迁移，具有生物蓄积性和毒性的有机污染物。近年来的研究表 明，许多POPs是环境激素，当它们在环境中长期存在时，可以使人和其它生物的内分泌系统紊乱。随着社会、经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，固体废物的生产量逐年增加、造成的污染日趋严重，其污染治理的重要途径之一是焚烧处理，由于不完全燃烧等原因，有六氯苯(HCB)，多氯联苯(PCBs)，多环芳烃(PAHs)和多氯二苯并二恶英/多氯二苯并呋喃(PCDD/Fs)等持久性有机污染物产生。二恶英类物质不仅具有致癌性，发育毒性和致畸性，而且具有免疫和生殖毒性，作为内分泌干扰物可能造成男性雌性化。2001年5月23日，在瑞典首都斯德哥尔摩127个国家的环境部长或高级官员代表各自的国家签属了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》，从而正式启动了人类向POPs宣站的进程，中国也签属了该公约，表明了我国在控制POPs污染方面的坚定立场和决心。空气是一种重要的环境介质，监测空气中POPs对评价大气环境质量、评估POPs长距离环境迁移、评价POPs的生态风险性以及履行《斯德哥尔摩公约》均具有重要意义。对大气中有机污染物的监测有主动采样技术和被动采样技术。主动采样仪-大体积空气采样R(High-volume air sampler)用于监测大气中POPs已有多年的历史。这些系统通过采样泵使空气通过滤膜收集颗粒物，通过吸收剂阱收集气相物质。所存在的问题包括，挥发性物质从滤膜所收集的颗粒物表面挥发，收集物穿过吸收剂阱，气相物种吸附于滤膜。另外，采用大流量采样器进行的空气主动采样的成本较高，需要电源(动力)及科研人员的时刻监护，不适合野外大范围采样。近年来被动采集空气中POPs类污染物的采样技术在国际上得到了高度关注。大气被动采样技术能够弥补传统主动采样的缺陷。被动采样技术具有采样器结构简单、价格低廉、携带方便、不需要电源等特点，非常适合POPs空气样品的多点位采集，因此该技术既适合应用于小尺度的POPs空气质量检测，又适合大尺度、大气POPs研究。被动采样器以环境介质间的逸度差为驱动力，经过扩散吸附作用，目标物被具有高吸附能力的材料吸附，实现大气样品的采集。基于吸附材料的不同，被动采样器主要分为聚氨酯泡沫(PUF)采样器、半透膜(SPMD)采样器、XAD树脂采样器、还包括以油覆盖的盘子和扩散管吸附污染物，以及植物监测。扩散管和盘子的主要缺点是它们采样量不足，对大气中低浓度化合物难以检测，并且油盘也采集湿沉降。许多研究者以植物作为被动采样器来采样，如，树皮、苔藓或松针，为了监测大范围的有机污染物在环境空气中浓度，假设其在植物中分布与大气中密切相关。然而，植物组织采样容量和采样速度随植物种类、年龄、位置和季节而变化。因此，这些以植物采样得到的数据是不确定的，并使对数据的解释变得复杂，从而限制了以植物作为监测工具的潜力。吸收技术能采集较大体积空气并浓缩目标化合物，因此可检测痕量物种。SPMD采样器采样时需将其置于完全未经任何化学处理的木质Stevenson箱中以减少温度、风、霜、雨、雪等环境变化的影响，操作程序较复杂。PUF采样器存在吸附颗粒物与采集的气体样品不易分离，检测结果难于分清是颗粒物中POPs还是气态中POPs，并存在易饱和，采样量小，有些POPs达不到仪器检测限，不能检出等缺点。目前XRD树脂采样器是一种利用苯乙烯-二乙烯基苯共聚物XAD-2粉末作为吸附剂的大气被动采样装置，其缺点是结构复杂、制作与运输成本昂贵、操作繁琐，采样速度过慢，限制了其普及与应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大气中持久性有机污染物被动采样装置，其特征在于所述装置包括不锈钢筒；所述不锈钢筒的上下两端设有顶盖；所述不锈钢筒内设有采样填料；所述顶盖上设有低密度聚乙烯薄膜和不锈钢外圈，所述低密度聚乙烯薄膜固定在不锈钢外圈上；所述低密度聚乙烯薄膜的膜厚为65-90 iim。本发明的上述被动采样装置中，采样填料是以硅烷化白色硅藻土为载体，在其上 涂覆硅油II ;其中，涂覆量为硅烷化白色硅藻土质量的3%。本发明中填料的载体涂覆是采用旋涂的方法制备的，其操作步骤为秤取一定量硅烷化白色硅藻土载体，以旋转的方式缓慢倒入装有硅油II的烧瓶中(硅油II以二氯甲烷稀释)使载体全部浸没，不可结块。本发明的上述被动采样装置中，不锈钢筒的两侧均具有固定用吊环。本发明的装置在使用时，本领域的技术人员可根据当地环境实际情况，将装置水平或垂直悬挂于监测位置。本发明中的低密度聚乙烯薄膜，瞬间孔直径能达10 A，可以使大气或废气中POPs自由通过，并且能阻挡环境中颗粒物与被动采样器中填料接触，确保采集到的是环境大气中气态POPS，有利于简化后续样品的提取与净化操作，该薄膜可以清洗或以润湿的纸巾擦试，即可清洁，重复使用。由于采用上下均具有固定有低密度聚乙烯膜的不锈钢顶盖，比目前XRD树脂采样器，气体流通量大，采样速度快。且装置为全封闭结构，自然环境变化(雨、雪、风等)对其影响较小，无需象目前采用的PUF、SPMD被动采样器需安置于特殊的装置中，使用简单方便。
本发明附图3幅，图I为实施例2的结构示意图；图2为实施例2的顶盖的俯视图；图3为实施例2的顶盖的主视图；其中，I、不锈钢筒，2、低密度聚乙烯薄膜，3、采样填料，4、吊环，5、顶盖，6、不锈钢外圈。
具体实施例方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。本发明所使用的硅烷化白色硅藻土为上试102硅烷化，其来源于上海试剂一厂；硅油II来源于上海试剂一厂；低密度聚乙烯薄膜来源于中久科技(上海)有限公司(VWR(Shanghai)Co. , Ltd.)。实施例I采样填料的制备①用二氯甲烷溶解硅油II ；②根据拟制备的被动采样器个数及其体积，秤取一定量上试102硅烷化白色硅藻土载体以旋转的方式缓慢倒入装有硅油II的烧瓶中，使载体全部浸没，不可结块，硅油II的涂覆量按上试102硅烷化白色硅藻土质量的3%计算；
③采用旋转蒸发仪，真空旋蒸，水浴温度不超过40°C，使二氯甲烷溶剂缓慢蒸发去除；④自然环境下通风橱中挥发进一步干燥，涂覆好的填料应松散，无结块。填料装于已接好具有低密度聚乙烯膜的不锈钢顶盖的不锈钢筒中，轻敲柱管，确保填料装填均匀紧实后安装好另一顶盖。实施例2本实施例结合附图I、附图2和附图3进行说明。所述装置包括不锈钢筒I ;所述不锈钢筒I的上下两端设有顶盖5 ;所述不锈钢筒I内设有采样填料3 ;所述顶盖5上设有低密度聚乙烯薄膜2和不锈钢外圈6，所述低密度聚乙烯薄膜2固定在不锈钢外圈6上；所述低密度聚乙烯薄膜2的膜厚为65 u m。所述的不锈钢筒I的两侧均具有固定用吊环4。本实施例中不锈钢筒I的筒高为18cm，筒内径为3cm，筒的外侧有外螺纹。顶盖5的外径为5cm，高为2cm，低密度聚乙烯薄膜2的直径为3cm ;其中顶盖的内螺纹与不锈钢筒I的外螺纹相配，呈螺纹连接方式固定。本发明的装置采样的方式为采样时可根据当地环境实际情况，将其水平或垂直悬挂于离地面150cm的高处。
权利要求
1.一种大气中持久性有机污染物被动采样装置，其特征在于所述装置包括不锈钢筒(I);所述不锈钢筒(I)的上下两端设有顶盖(5);所述不锈钢筒(I)内设有采样填料(3);所述顶盖(5)上设有低密度聚こ烯薄膜(2)和不锈钢钢外圈(6)，所述低密度聚こ烯薄膜(2)固定在不锈钢钢质外圈(6)上；所述低密度聚こ烯薄膜(2)的膜厚为65 90μπι。
2.根据权利要求I所述的大气中持久性有机污染物被动采样装置，其特征在于所述的采样填料(3)是以硅烷化白色硅藻土为载体，在载体上涂覆硅油II ;其中，涂覆量为硅烷化白色硅藻土质量的3%。
3.根据权利要求I所述的大气中持久性有机污染物被动采样装置，其特征在于所述的不锈钢筒(I)的两侧固定有吊环(4)。
全文摘要
本发明涉及一种大气中持久性有机污染物被动采样装置，所述装置包括不锈钢筒；所述不锈钢筒的上下两端设有顶盖；所述不锈钢筒内设有采样填料；所述顶盖上设有低密度聚乙烯薄膜和不锈钢外圈，所述低密度聚乙烯薄膜固定在不锈钢外圈上；所述低密度聚乙烯薄膜的膜厚为65~90μm。本发明中的薄膜可使大气或废气中POPs自由通过，并能阻挡环境中颗粒物与填料接触，确保采集到的是环境大气中气态POPs，有利于简化后续样品提取与净化；由于顶盖固定有低密度聚乙烯膜，比XRD树脂采样器，气体流通量大，采样速度快。且装置为封闭结构，自然环境变化对其影响小，无需向目前PUF、SPMD被动采样器需安置于特殊的装置中，使用简单方便。
文档编号G01N1/22GK102680284SQ20121017206
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者施泰安, 朱秀华, 王炜, 穆军, 陈吉平 申请人:大连交通大学