CN101852691B - 室内空气挥发性污染物浓度检测的被动式吸附采样装置 - Google Patents

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张寅平
徐秋健
李欣笑
莫金汉
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Abstract

本发明涉及一种室内空气挥发性污染物浓度检测的被动式吸附采样装置，属于室内环境检测领域，该装置包括圆柱形吸附剂，底座，外罩和橡胶垫圈；其中，圆柱形吸附剂放置在底座上，外罩套在圆柱形吸附剂外并通过垫圈与底座密封。该装置采用被动式吸附采样的方式，无需外加动力；实现圆柱径向吸附采样，吸附面积大，节省材料用量；目标污染物为多种室内有机挥发污染物，采样后置于热脱附管中，直接使用带有热脱附(TD)或自动热脱附(ATD)功能的气相色谱仪(GC)或气质联用色谱仪(GC-MS)分析样品浓度；小巧、便携；可置于室内测量一定时间内污染物的平均浓度，可佩戴于人员身上测量一定时间内的平均暴露量；大大降低了检测成本。

Description

室内空气挥发性污染物浓度检测的被动式吸附采样装置
技术领域
本发明属于室内环境检测领域，特别涉及一种用于室内挥发性化学污染物浓度检测的被动式吸附采样装置。
背景技术
室内空气品质显著影响人们的舒适、健康和工作效率，越来越受到人们的关注。而室内物品和装修装饰材料释放的有机挥发性化合物(VOCs)浓度过高，是造成室内空气品质低劣的主要原因之一。为保证安全舒适的室内环境，对室内化学污染物的检测十分重要。科学的检测方法能帮助室内用户了解日常所处的环境是否达到安全标准，及时有效地对不合格的室内环境采取治理和整改措施，规避环境污染风险，满足人们健康和舒适的要求。然而，目前的室内空气检测一般采用现场采样方法，需要检测人员携带仪器和药品到现场操作，人力和时间的浪费使得检测成本居高不下，不少普通家庭对室内环境检测望而却步。因此理想的室内空气检测采样技术应该具有以下特点：第一，不需要技术人员现场操作采样。第二，成本低(包括材料成本、时间成本与人力资源成本)，使普通家庭易于承受。第三，目标污染物应设定为室内空气常见，并与人类健康息息相关的污染物，如有机挥发性化合物(VOCs)。第四，能与较为精确的采样方法结合，例如国际公认的气相色谱(GC)或气质联用色谱(GC-MS)检测，保证检测的准确性。第五，同一个采样的设备可以实现对多种污染物的采样。第六，检测采样设备的制造应兼顾简单、小巧、便携和高效。然而目前已有的采样器在这些方面多有欠缺。例如专利03134701.0中设计的固相吸附空气污染物采样器，是在玻璃管内添加浸渍了污染物吸收液的合成纤维。这种采样器只通过玻璃管轴向的相当有限的面积进行吸附采样，当量采样量小，后期分析误差大。同时，该采样器不能结合热脱附加气相色谱(GC)联用，不能保证采样后的分析的准确和通用性。该采样器的目标污染物是室内空气、大气、公共场所空气、车间空气中二氧化氮、二氧化硫、甲醛、氨中的一种，既没有涵盖室内最常见的污染物有机挥发性化合物(VOCs)，也不能实现同一个采样器采集多种污染物的目的。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有的用于室内挥发性有机化合污染物采样器的不足，提供一种室内空气挥发性污染物浓度检测的被动式吸附采样装置，该装置小巧轻便，简单可靠，可与热脱附和GC、GC-MS连用进行检测，制造和测试成本不高，并能实现了一根管采集多种污染气体的功能。
本发明提出的室内空气挥发性污染物浓度检测的被动式吸附采样装置，其特征在于，该装置包括圆柱形吸附剂，底座，外罩和橡胶垫圈；其中，圆柱形吸附剂放置在底座上，外罩套在圆柱形吸附剂外并通过垫圈与底座密封。
本发明的特点及效果：
本发明的采样装置采用被动式吸附采样的方式，不需人员操作，减少了检测成本；实现圆柱径向吸附采样，吸附面积大，节省吸附材料用量，降低制造成本；目标污染物为多种室内有机挥发污染物，采样后置于热脱附管中，直接使用带有热脱附(TD)或自动热脱附(ATD)功能的气相色谱仪(GC)或气质联用色谱仪(GC-MS)分析样品浓度；小巧、便携。
本发明可以实现一根被动吸附采样管检测多种污染气体的功能，检测和制造成本低，并可实现在热脱附(TD)或自动热脱附(ATD)中脱附后，在气相色谱(GC)或气质联用色谱(GC-MS)中的精确解析。通过绘制标准曲线，对照标准曲线可实现对室内挥发性有机物浓度的测量。以污染物甲苯，吸附材料某分子筛为例，常温情况下标准曲线如图1。其他室内挥发性有机污染物同理。
附图说明
图1为本发明的装置总体结构示意图。
图2为被动吸附采样甲苯标准曲线图。
具体实施方式
本发明提出的室内空气挥发性污染物浓度检测的被动式吸附采样装置结合附图及实施例详细说明如下：
本发明的采样装置的总体结构，如图2所示，包括圆柱形吸附剂1，底座2，外罩3和橡胶垫圈4；其中，圆柱形吸附剂1放置在底座2上，外罩3套在圆柱形吸附剂1外并通过垫圈4与底座2密封。
本发明装置的各部分实施例详细说明如下：
圆柱吸附剂1可选用可吸附室内有机挥发污染物的疏水多孔吸附材料，如圆柱形分子筛、硅胶、高分子多孔树脂、活性炭等，直径一般为2mm-5mm，长度小于热脱附管的有效长度，采样后易于放入热脱附中解析。
底座2呈双层圆台形状，上层圆台中心开有圆槽，圆槽直径等于圆柱吸附剂外径，用于放置圆柱形吸附剂，底座可用对采样没有影响的聚四氟乙烯或聚乙烯等不吸附室内有机挥发污染物的材料制成。
外罩3的内径略大于底座2上层圆台的外径，外罩放置在下层圆台上盖住圆柱吸附剂时，用橡胶垫圈4套在上层圆台外可实现外罩与底座的密封，使置于外罩内的圆柱吸附剂采样的污染气体不会扩散丢失，造成检测的不准确。外罩3可选用玻璃或不锈钢等扩散系数极小的材料制成。
本发明的工作原理：
把被动吸附采样管放入多个相同温度、湿度，不同污染物浓度的环境中，每次经过固定的时间，通过热脱附和GC(或GC-MS)解析吸附量，可获得在该温湿度下的标准曲线，如图2所示，图中，横坐标为浓度，纵坐标为吸附量。改变温湿度，可获得多条不同温湿度下的标准曲线。
本发明的工作过程：
检测采样过程中，首先把本装置外罩敞开放在要测量的环境中，时间长短与做标准曲线所用时间相同。后盖紧外罩3。带回实验室或监测站，把圆柱吸附剂1放入热脱附管中脱附，通过GC(或GC-MS)解析吸附量，对照标准曲线可查得所检测环境的各种有机挥发污染物浓度。

Claims (2)

1.一种室内空气挥发性污染物浓度检测的被动式吸附采样装置，其特征在于，该装置包括圆柱形吸附剂，底座，外罩和橡胶垫圈；其中，圆柱形吸附剂放置在底座上，外罩套在圆柱形吸附剂外并通过垫圈与底座密封；
所述圆柱吸附剂选用可吸附室内有机挥发污染物的分子筛、硅胶、高分子多孔树脂或活性炭之中任一种疏水多孔吸附材料制成，直径为2mm-5mm。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述底座采用聚四氟乙烯或聚乙烯材料制成，呈双层圆台型，上层台中心开有与多孔外壳外径尺寸相同的圆形槽，用于放置圆柱形吸附剂，下层圆台用于放置外罩。
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