一种小型大气中PAHs采集装置的制作方法

本实用新型涉及采样装置技术领域，具体是涉及一种小型大气中PAHs采集装置。

背景技术：

大气中的PAHs以气态和颗粒态两种形式存在，要了解大气中PAHs污染状况，就需要将两种形态的PAHs分离检测。目前，对PAHs的大气采样技术主要包括主动采样和被动采样两种。

主动采样又称为有动力采样，是指利用采气泵产生动力，形成负压，使空气通过采样仪的收集装置，收集装置利用一定的吸附剂采集或截留大气中的污染物质。具体到大气中的颗粒态PAHs的采集，常使用滤膜进行收集，目前常用的滤膜有玻璃纤维滤膜、银膜、硅石英及聚四氟乙烯等，其中聚四氟乙烯的空白值最低，采集效率也较高，但是因为其比较昂贵，所以目前最常用的是玻璃纤维滤膜。气态PAHs需要利用一定的吸附剂采集，目前常用的吸附剂有：多孔有机复合树脂(XAD)、聚氨基甲酸乙酯(PUF)、聚2,6-二苯基对苯醚(Tenax)、弗罗里硅土(Florisil)和苯乙烯、二乙烯苯共聚物(Chromosorb102)，其中最常用的是PUF和XAD。

由于室外大气中的PAHs含量较低，通常采用大流量采样器，流量在100L/min以上，以便利用较大的流量获得足够量的PAHs，便于后期的提取检测。而对于室内采样，主要用于职业环境的监测，关注的是高浓度的PAHs，大多采用小流量采样器，流速在1-3L/min左右。

主动采样法的优点在于其自动化程度高，能够准确测定大气流量，且采集速度快，采样量大，能够避免样品长期采集所带来的分解或其他不确定因素，也能够测得污染物的瞬时浓度，因此能够进行短时分时段监测。但其缺点在于采样仪器过于笨重，采样时噪声较大，且需要连接电源，不能够长时间连续采样。

近些年，被动采样技术发展很快，被动采样又称为无动力采样，是基于气体分子扩散原理采集空气中气态或蒸气态污染物的一种采样方法。扩散是自然现象，气体或蒸气会从高浓度的大气向低浓度的采样器内部扩散，采样器内部有一个吸收层，将气体或蒸气吸收并富集下来，然后进行下一步的萃取分析。理论上，在经过一段时间的采样后，采样器内的污染物浓度将与大气中的浓度达到平衡，即吸附剂内的浓度就是环境中的污染物浓度。

按照分子进入吸附剂的途径分类，常见的被动采样装置，可以分为扩散型(Diffiision Passive Sampler)和渗透型(Permeation Passive Sampler)两类。在PAHs的被动采样中，常用的吸附剂有：XAD-2、Tenax、PUF、固体β-环糊精、Chromonsorb 102等，其中最常用的是PUF。

被动采样具有安静、方便、不需要动力、廉价等优点，能够进行长时间的采样，对于环境暴露类的检测有相当的优势。但是其缺点也很明显，由于需要长时间的放置采样，不能准确的记录流量，在污染物浓度短时变化明显的情况下数据会失准，因此不能进行短时分时采样。此外，由于长时间采样，PAHs等物质会发生化学变化，，对实验的准确度影响较大。

与被动采样技术相比，主动采样技术具有短时内大流量采样以达到污染物检出限所需采样量、测定流量准确及同时采集颗粒态和气态PAHs等特点，可以很好的进行分时段快速监测采样。同时可以大大缩短采样时间，并且对气态和颗粒态污染物进行有效分离。目前，符合国标的大流量采样器比较少见，需要定做大型金属配件，昂贵且携带不方便。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是提供一种小型大气中PAHs采集装置，该装置小巧方便、简单经济，能够在同一采样器上实现同时气态和颗粒态采集。

本实用新型的技术方案是：

一种小型大气中PAHs采集装置，包括顶盖、采样头、套筒、采样填料管、主体，所述顶盖用于盖住所述采样头，在顶盖与采样头之间设有玻璃纤维滤膜，所述玻璃纤维滤膜由设在采样头上的滤膜支架支撑，所述套筒的上半部分套在采样头的下部，所述套筒的下半部分设有内螺纹，所述主体的上半部分设有外螺纹，套筒的内螺纹与主体的外螺纹相配合，所述采样填料管设在主体内，采样填料管内装采样填料。

进一步地，在上述方案中，所述滤膜支架为不锈钢材质。

进一步地，在上述方案中，所述玻璃纤维滤膜的孔径为1-5μm，玻璃纤维滤膜的外观形状为圆形，直径为42mm。

进一步地，在上述方案中，所述采样填料管的上端和下端分别设有一个硅胶垫圈，所述采样填料管的内径为8mm、外径为12mm、高度为100mm。

进一步地，在上述方案中，所述采样填料为XAD-2多孔有机复合树脂。

进一步地，在上述方案中，所述采样填料管是由聚四氟乙烯制成。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型的采样装置结构简单，小巧方便、简单经济，能够准确控制大气流量，且采集速度快，在采样头前部使用玻璃纤维滤膜可用于分离颗粒态的PAHs，能够在同一采样器上实现同时气态和颗粒态采集。

2)由于采样填料为XAD-2，其在低温条件下保存，回收率较佳，最大相对偏差控制在9.16％，大部分保持在5％以内，提取方法重复性较好。

3)采用本实用新型的小型大气中PAHs采集装置，装填XAD-2为吸附剂，在1L/min的流量下采集4h就能够检测到大气中的气态PAHs，实验结果准确，重复性高，且能避免被动采样法所造成的误差。

附图说明

图1是本实用新型的外观结构示意图。

图2是本实用新型的装配结构示意图。

其中，1、顶盖，2、玻璃纤维滤膜，3、滤膜支架，4、采样头，5、套筒，6、硅胶垫圈，7、采样填料，8、采样填料管，9、主体。

具体实施方式

下面结合具体实施方式来对本实用新型进行更进一步详细的说明：

如图1和图2所示的一种小型大气中PAHs采集装置，包括顶盖1、采样头4、套筒5、采样填料管8、主体9，顶盖1用于盖住采样头4，在顶盖1与采样头4之间设有玻璃纤维滤膜2，玻璃纤维滤膜2的孔径为1-5μm，玻璃纤维滤膜的外观形状为圆形，直径为42mm，玻璃纤维滤膜2由设在采样头4上的滤膜支架3支撑，滤膜支架3为不锈钢材质，套筒5的上半部分套在采样头4的下部，套筒5的下半部分设有内螺纹，主体9的上半部分设有外螺纹，套筒5的内螺纹与主体9的外螺纹相配合，采样填料管8设在主体9内，采样填料管8的上端和下端分别设有一个硅胶垫圈6，采样填料管8是由聚四氟乙烯制成，采样填料管8的内径为8mm、外径为12mm、高度为100mm，采样填料管8内装采样填料7，采样填料7为XAD-2多孔有机复合树脂。

用本实用新型的采集装置采集大气中的颗粒态和气态PAHs，采样流量为1L/min，采集时间为4h。

颗粒态PAHs的采集：在采样头4前部使用玻璃纤维滤膜2即可分离得到颗粒态的PAHs。

气态PAHs的采集：在颗粒态PAHs的采集基础上，使用经过清洗并干燥的1.8g XAD-2多孔有机复合树脂作为采样填料7装入特制的聚四氟乙烯制成的采样填料管8中，采集大气中的气态PAHs。采集完后，用锡纸密封包装，放入4℃冰箱内保存备用。采样填料7中的PAHs的提取方法为：将待测样品置入干净的试管中，加入20ml提取液，密封超声处理后，待提取剂自然沉淀，取10ml上清液移入新试管，40℃氮吹至干，1mL乙腈定容，过0.22μm孔径滤膜后，HPLC/UV检测。

采用自制的小型气态PAHs采样头，装填XAD-2为吸附剂，在1L/min的流量下采集4h就能够检测到大气中的气态PAHs，实验结果准确，重复性高。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。