一种空气净化能力优选植物筛选装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种空气净化能力优势植物筛选装置及方法，属于植物学技术领域。由三通管、通气管、隔膜、充电机构、固定机构和PM激光检测仪构成，所述的三通管设置有若干个，每个三通管由X向接管、Y向接管和Z向接管构成；X向接管、Y向接管和Z向接管下端分别连通有通气管，该通气管一端位于三通管内，另一端则向外延伸；充电机构、固定机构和PM激光检测仪位于该多面体结构和隔膜所形成的密封空间内，待筛选植物位于固定机构中。将发明应用于空气净化，具有价格低廉、质量轻、体积小、移动方便、操作简单、箱体可以变大变小等优点。
【专利说明】
一种空气净化能力优选植物筛选装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种空气净化能力优势植物筛选装置及方法，属于植物学技术领域。
【背景技术】
[0002]PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量有毒、有害物质，并且在大气中停留时间长，输送距离远，易于穿过呼吸器官直接进入肺部，对人的身体造成损害。
[0003]由于PM2.5主要来源于日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中各种化石燃料的燃烧，在室外大环境中净化PM2.5困难重重，短期内无法解决。然而，在室内小环境中净化PM2.5，营造一个相对健康的生活空间是可能的。
[0004]目前，尚缺乏有效消除室内PM2.5的专用技术。现有大多数以去除可吸入颗粒物为主要功能的空气净化器只能去除PMlO，对PM2.5没有针对性。这类空气净化器的净化原理是采用内置风机抽风，通过HEPA滤网+活性炭滤网+光触媒(冷触媒、多远触媒)+紫外线杀菌(同臭氧)+静电吸附滤网等多种滤网过滤，最多可净化直径3微米以上的颗粒物。若要挡住更小的颗粒物需要增加过滤层的层数，但随之而来的后果是空气通过难度增大，必须提高风机功率，后者又导致噪音增大。此外，提高过滤网层数将增加净化器体积，增加为避免二次污染更换滤网的难度。因此，现有的空气净化器技术对于清除PM2.5无能为力，必须另辟蹊径。
[0005]由于PM2.5的粒子很小，长期漂浮在空中，如果通过其它离子与之结合，使之变为大粒子，进而在重力下沉降，就可以净化空气中的PM2.5。美国环保署认为，空气中的负氧离子可以主动出击捕捉空气中的细菌、灰尘、烟雾等带正电的微粒，使其聚集沉降，从而有效除去空气中2.5微米(PM2.5)及以下的微尘，甚至I微米的微粒。研究确认，当室内空气中负离子的浓度达到每立方厘米2万个时，空气中的飘尘量会减少98%以上，在含有高浓度小粒径负离子的空气中，PM2.5中危害最大的直径I微米以下的微尘、细菌、病毒等几乎为零。因此，消除PM2.5的关键在于大幅度提高空气小粒径负离子含量。
[0006]植物是产生空气负氧离子的最佳来源，森林中空气清新就是因为众多植物产生高浓度负氧离子的缘故。然而现有的园林规划设计多关注景观效果，对其生态功能缺乏科学数据，难以定量化，如何鉴定和快速选择出最有利于PM2.5降低的优选植物、森林小气候环境质量的快速检测方法尚无报道。
[0007]基于此，做出本申请。
【发明内容】
[0008]为了克服现有空气净化过程中所存在的上述缺陷，本申请首先提供一种筛选方便、成本低、能耗小的空气净化能力优势植物筛选装置。
[0009]为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下:
一种空气净化能力优势植物筛选装置，由三通管、通气管、隔膜、充电机构、固定机构和PM激光检测仪构成，所述的三通管设置有若干个，每个三通管由X向接管、Y向接管和Z向接管构成;X向接管、Y向接管和Z向接管下端分别连通有通气管，该通气管一端位于三通管内，另一端则向外延伸;三通管与通气管形成多面体结构，且三通管位于面与面的交汇处，通气管连接于两个三通管之间，使之形成相邻面的交界，该多面体结构的每个面上分别以隔膜包覆;充电机构、固定机构和PM激光检测仪位于该多面体结构和隔膜所形成的密封空间内，所述的充电机构与PM激光检测仪连接，并为其提供能源，待筛选植物位于固定机构中。
[0010]进一步的，作为优选:
所述的通气管由X向通气管、Y向通气管和Z向通气管构成，X向通气管连接于相对应的两个三通管的X向接管之间，Y向通气管连接于相对应的两个三通管的Y向接管之间，Z向通气管连接于相对应的两个三通管的Z向接管之间。更优选的，所述的X向通气管的两端延伸至X向接管内并不超过X向接管长度的一半，Y向通气管的两端延伸至Y向接管内并不超过Y向接管长度的一半，Z向通气管的两端延伸至Z向接管内并不超过Z向接管长度的一半。
[0011]所述的固定机构为锥形结构，其入口为大端，且开口朝上，既方便了植物的固定，又有利于其所产生的负离子自然向上运行，并充分与微粒接触，提高净化效果。
[0012]所述的三通管为立体三通，通气管为PVC管，隔膜为聚氯乙烯薄膜或聚四氟乙烯膜。
[0013]同时，本申请的另一方面目的是提供一种空气净化能力优选植物的筛选方法，将待筛选植物置于固定机构中，将多面体结构密封，启动激光检测仪，以24小时作为一个检测周期，在每个检测周期内定时对多面体结构中的微粒进行检测；同时，设置对照空白组，将同等条件下的多面体结构在相同检测条件进行检测;待检测周期完毕时，将待筛选植物所在多面体结构中的检测结果减去对照空白组的检测结果，绘成曲线，即得出植物被吸收或滞留能力的大小。
[0014]进一步的，作为优选:
所述的待筛选植物为一株或多株相同类型的植物。
[0015]所述的待筛选植物为多株不同种类植物的组合。
[0016]所述的待筛选植物在送入多面体结构前进行净化处理，植物经去离子水清洗后，经纯净箱干燥后送入多面体结构中。
[0017]森林城市建设是提升城镇品位，改善城镇形象，发展区域经济的重要举措。由于不同的森林群落有不同的生态功能，如何通过人工构建群落发挥最佳的生态效益，在生产实践中，迫切需要研发一种森林小气候环境质量的快速检测方法，我们经过多年研究与实践，本申请所提供的上述方案，通过测定不同森林群落内环境质量指标及其影响因子的日变化季节变化规律，筛选出能准确反映环境质量的快速测定方法和技术，并能快速简便检测不同森林群落的小气候环境质量，在森林城市群落树种配置技术的筛选和改进方面，非常实用，效果良好。
[0018]同时本申请应用ΡΜ(2.5)激光测定仪，该激光测定仪还可以采用空气负氧离子测定仪，并结合便携式小型气象站，在野外测定供试森林群落中的小气候环境质量的主要参数，简便易行，准确可靠，能准确反映环境质量的指标筛选和主导影响因子的分析。
【附图说明】
[0019]图1为本申请装置的整体结构示意图；
图2为图1中A部位的局部放大图。
[0020]其中标号:1.三通管；11.X向接管；12.Y向接管；13.Z向接管;2.通气管;21.X向通气管;22.Y向通气管;23.Z向通气管;3.隔膜;31.X向隔膜;32.Y向隔膜;33.Z向隔膜;4.充电机构;5.固定机构;51.入口；6.激光检测仪。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
本实施例空气净化能力优选植物的筛选装置，结合图1，由三通管1、通气管2、隔膜3、充电机构4、固定机构5和PM激光检测仪6构成，其中，三通管I设置有八个，结合图2，每个三通管I由X向接管11、Y向接管12和Z向接管13构成;X向接管11、Y向接管12和Z向接管13下端分别连通有通气管2，该通气管2管径较三通管I的管径小，其两端位于靠近三通管末端的位置，通气管2由X向通气管21、Υ向通气管22和Z向通气管23构成，X向通气管21连接于相对应的两个三通管的X向接管11之间，Y向通气管22连接于相对应的两个三通管的Y向接管12之间，Z向通气管23连接于相对应的两个三通管的Z向接管13之间，八个三通管I和对应数量的通气管2构成六面体结构，隔膜3包覆于该六面体结构的每个面上，使六面体结构内形成密封结构，而相邻三个面则分别称为X向隔膜31、Υ向隔膜32和Z向隔膜33;充电机构4、固定机构5和PM激光检测仪6位于该多面体结构和隔膜3所形成的密封空间内，充电机构4与PM激光检测仪6连接，并为其提供能源，待筛选植物位于固定机构5中。
[0022]上述装置中，三通管I为立体三通，通气管2为PVC管，隔膜3为聚氯乙烯薄膜或聚四氟乙烯膜，PM激光检测仪6能够自动记录ΡΜ2.5、ΡΜ10的数值，八个三通管I和对应数量的通气管2构成六面体结构为I米*1米的正方体。
[0023]通过本研究我们可以比较不同种植物单棵与单棵之间；同种植物单棵与多棵之间；不同种植物多棵与多棵之间；不同种植物的组合之间净化ΡΜ2.5、ΡΜ10的能力大小。同样的方式，我们可以检测植物吸收其他有毒气体的能力大小，6个透明模拟箱体同时检测，2个透明箱体为一组，将2个箱体中所测得的ΡΜ2.5、ΡΜ10的数值取均值，PM激光检测仪每5min自动读取一次数值。
[0024](I)不同植物单棵与单棵比较:2个透明模拟箱体只放置花盆，花盆位于固定机构5中，该花盆内放置土，不放置植物;2个透明模拟箱体分别放入A植物I棵;2个透明模拟箱体分别放入B植物I棵。在A植物与B植物放入透明模拟箱体之前，用去离子水将A植物与B植物洗干净并放置在纯净箱内干燥，待透明模拟箱体内的PM激光检测仪读数稳定在指定值时，将干净的植物分别放入4个箱中间并迅速关闭透明模拟箱体门，并确保门的密闭性。通过24小时的监测所得的数据，将不放置植物的透明模拟箱体内的PM激光检测仪所获得的PM2.5、PMlO的数据与放有A、B植物的透明模拟箱体内的PM2.5、PM10的数据相减，用相减所得的值绘制成曲线，就可以计算出植被吸收或者滞留PM2.5、PM10的能力大小。同样的方式我们可以检测C、D、E、F等植物。
[0025](2)同种植物单棵与多棵比较:2个透明模拟箱体只放置花盆，花盆内放置土，不放置植物;2个透明模拟箱体分别放入A植物I棵;2个透明模拟箱体分别放入A植物多棵且两个箱体内的多棵植物的数量一致。在A植物I棵与A植物多棵放入透明模拟箱体之前，用去离子水将A植物洗干净并放置在纯净箱内干燥，待透明模拟箱体内的PM激光检测仪读数稳定在指定值时，将2棵干净的A植物分别放入2个透明箱体中间，多棵A植物放入另外2个透明箱体中间并迅速关闭透明模拟箱体门，并确保门的密闭性。通过24小时的监测所得的数据，将不放置植物的透明模拟箱体内的PM激光检测仪所获得的PM2.5、PM10的数据与放有A植物I棵和多棵的透明模拟箱体内的PM2.5、PM10的数据相减，用相减所得的值绘制成曲线，就可以计算出同种植物不同数量的植被吸收或者滞留PM2.5、PM10能力大小。同样的方式我们可以检测B、C、D、E、F等植物单棵与多棵的比较。
[0026](3)不同种植物多棵与多棵比较:通过实验2中所得的数据，我们可以直接比较不同种植物多棵吸收或者滞留PM2.5、PMl O的能力大小。
[0027](4)不同种植物搭配比较:假设实验2中的多棵植物数量为10，则2个透明模拟箱体只放置花盆，花盆内放置土，不放置植物;2个透明模拟箱体分别放入A植物5棵，B植物5棵;2个透明模拟箱体分别放入A植物5棵C植物5棵。在A植物5棵，B植物5棵与A植物5棵C植物5棵放入透明模拟箱体之前，用去离子水将A植物与B植物洗干净并放置在纯净箱内干燥，待透明模拟箱体内的PM激光检测仪读数稳定在指定值时，将A植物10棵B植物1棵放入2个透明箱体中间，A植物10棵C植物10棵放入另外2个透明箱体中间并迅速关闭透明模拟箱体门，并确保门的密闭性。通过24小时的监测所得的数据，将不放置植物的透明模拟箱体内的PM激光检测仪所获得的PM2.5、PMl O的数据与放有A植物5棵B植物5棵和A植物5棵C植物5棵的透明模拟箱体内的PM2.5、PM10的数据相减，用相减所得的值绘制成曲线，就可以计算出同种植物不同数量的植被吸收或者滞留PM2.5、PM10能力大小。同样的方式我们可以检测AB、AC、AD、AF、BC、BD、BF、CD、CE、CF、DE、DF、EF 等植物组合的比较。
[0028]综合(1)、(2)、(3)、(4)的检测，我们可以得出:(I)不同种植物单棵植物净化PM2.5、PMlO的能力大小；(2)同种植物单棵与多棵植物净化PM2.5、PMlO的能力大小。(3)不同种多棵植物净化PM2.5、PMl O的能力大小。(4 )不同植物组合净化PM2.5、PMl O的能力大小。
[0029]实施例2
本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于:x向通气管21的两端延伸至X向接管11内并不超过X向接管11长度的一半，Y向通气管22的两端延伸至Y向接管12内并不超过Y向接管12长度的一半，Z向通气管23的两端延伸至Z向接管13内并不超过Z向接管13长度的一半。这种安装方式，确保了空气传递的流畅性。
[0030]实施例3
本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于:x向通气管21的两端延伸至X向接管11内并不超过X向接管11长度的一半，Y向通气管22的两端延伸至Y向接管12内并不超过Y向接管12长度的一半，Z向通气管23的两端延伸至Z向接管13内并不超过Z向接管13长度的一半；固定机构5为上大下小的锥形结构，其入口 51为大端。
[0031]本实施例具有价格低廉、质量轻、体积小、移动方便、操作简单、箱体可以变大变小等优点。本实施例所提供的上述方案，通过测定不同森林群落内环境质量指标及其影响因子的日变化季节变化规律，筛选出能准确反映环境质量的快速测定方法和技术，并能快速简便检测不同森林群落的小气候环境质量，在森林城市群落树种配置技术的筛选和改进方面，非常实用，效果良好。
[0032]同时本申请应用PM(2.5)激光测定仪，该激光测定仪还可以采用空气负氧离子测定仪，并结合便携式小型气象站，在野外测定供试森林群落中的小气候环境质量的主要参数，简便易行，准确可靠，能准确反映环境质量的指标筛选和主导影响因子的分析。
【主权项】
1.一种空气净化能力优势植物筛选装置，其特征在于:由三通管、通气管、隔膜、充电机构、固定机构和PM激光检测仪构成，所述的三通管设置有若干个，每个三通管由X向接管、Y向接管和Z向接管构成;X向接管、Y向接管和Z向接管下端分别连通有通气管，该通气管一端位于三通管内，另一端则向外延伸;三通管与通气管形成多面体结构，且三通管位于面与面的交汇处，通气管连接于两个三通管之间，使之形成相邻面的交界，该多面体结构的每个面上分别以隔膜包覆;充电机构、固定机构和PM激光检测仪位于该多面体结构和隔膜所形成的密封空间内，所述的充电机构与PM激光检测仪连接，并为其提供能源，待筛选植物位于固定机构中。2.如权利要求1所述的一种空气净化能力优势植物筛选装置，其特征在于:所述的通气管由X向通气管、Y向通气管和Z向通气管构成，X向通气管连接于相对应的两个三通管的X向接管之间，Y向通气管连接于相对应的两个三通管的Y向接管之间，Z向通气管连接于相对应的两个三通管的Z向接管之间。3.如权利要求2所述的一种空气净化能力优势植物筛选装置，其特征在于:所述的X向通气管的两端延伸至X向接管内并不超过X向接管长度的一半，Y向通气管的两端延伸至Y向接管内并不超过Y向接管长度的一半，Z向通气管的两端延伸至Z向接管内并不超过Z向接管长度的一半。4.如权利要求1所述的一种空气净化能力优势植物筛选装置，其特征在于:所述的固定机构为锥形结构，其入口为大端，且开口朝上。5.如权利要求1所述的一种空气净化能力优势植物筛选装置，其特征在于:所述的三通管设置有八个，每个三通管连接有三个通气管。6.如权利要求1-5任一项所述的一种空气净化能力优势植物筛选装置，其特征在于:所述的三通管为立体三通，通气管为PVC管，隔膜为聚氯乙烯薄膜或聚四氟乙烯膜。7.采用如权利要求1所述装置进行空气净化能力优势植物筛选的方法，其特征在于:将待筛选植物置于固定机构中，将多面体结构密封，启动激光检测仪，以24小时作为一个检测周期，在每个检测周期内定时对多面体结构中的微粒进行检测；同时，设置对照空白组，将同等条件下的多面体结构在相同检测条件进行检测;待检测周期完毕时，将待筛选植物所在多面体结构中的检测结果减去对照空白组的检测结果，绘成曲线，即得出植物被吸收或滞留能力的大小。8.如权利要求7所述的一种空气净化能力优势植物筛选方法，其特征在于:所述的待筛选植物为一株或多株相同类型的植物。9.如权利要求7所述的一种空气净化能力优势植物筛选方法，其特征在于:所述的待筛选植物为多株不同种类植物的组合。10.如权利要求7所述的一种空气净化能力优势植物筛选方法，其特征在于:所述的待筛选植物在送入多面体结构前进行净化处理，植物经去离子水清洗后，经纯净箱干燥后送入多面体结构中。
【文档编号】G01N33/00GK105891424SQ201610357517
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】梁谢恩, 温国胜
【申请人】浙江农林大学