CN105301150A - 一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，属于环境监测技术领域，该富集装置包括由螺纹连接方式连接的上罐体和下罐体，上罐体上设置有竖直贯通的第一进样孔、进气孔、出气管，下罐体设置有贯通的第二进样孔，出气管中有干燥装置和吸附装置，通过绳子系或手持的方式将富集装置浸入采样水体中，水体样品采集完毕后，进气孔通入氮气将有机物带入干燥装置干燥，并通过吸附装置进行有机物吸附，完成采集过程。该富集装置能够避免采集过程中和样品转移过程中挥发性有机物的损失，对于样品中的有机物采集较为完整，检测结果更加接近真实情况，可参考性大大增强，适于在相关领域推广应用。

Description

一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，涉及一种挥发性有机污染物富集装置，具体涉及一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置。

背景技术

在地质野外调查工作中，针对地下水、地表水污染状况的调查，挥发性有机污染物的调查工作是重要的一项内容，在野外环境下对地下水、地表水中挥发性有机污染物进行采样检测时，针对不同的环境和不同的采样母体，采集和保存都有着相当严格和详细的规定来确保采集和保存的成功。例如：一、中国地质调查局地质调查技术标准《DD2008-01地下水污染地质调查评价规范》中关于挥发性有机物的采集和保持要求是：样品采集时，应在泵的出水口前通过一小直径支管分流出一部分排水，将支管的末端插入采样瓶底部，使水发生溢流，缓慢上移出水支管并移出采样瓶。根据不同的检测项目直接或加入相应保护剂后迅速旋紧瓶盖；二，中国人民共和国国家环境保护标准《FHZHJSZ0159水质挥发性有机物的测定吹脱捕集/气相色谱法气相色谱-质谱法》中规定的水样品采集、保存方法主要包括以下几个部分：(1)样品采集：采样时，使样品在瓶中溢流出而不留气泡。若从水龙头采样，应先打开龙头防水至少温度稳定(一般需10min)，调节水流速度约为500ml/min，从流水中采集平行样；若从开放的水体中采样，先用1L的广口瓶或烧瓶从代表性的区域中采样，再小心把水样从广口瓶或烧杯中倒入样品瓶中。对于不含余氯的样品和现场空白，每40mL水样中加4滴4mol/L的盐酸作固定剂，以防水样中发生生物降解。要确保盐酸中不含痕量有机杂质。对于含余氯的样品和现场空白，在样品中先加入抗坏血酸(每40mL水样加25mg)，待样品瓶中充满水样并溢流后，每20mL样品中加入1滴4mol/L盐酸调节样品pH<2，再密封样品瓶。注意垫片的PTFE面朝下。(2)样品保存：采样后须将样品冷却至4℃，并维持此温度直至分析。现场水样在到达实验室前须用冰块降温以保持在4℃。样品存放区域须无有机物干扰。

综上所述，相关规范中规定的水样的采样和保存存在以下弊端：(1)在水样采集步骤中，样品类型种类繁杂，针对不同种类样品，如取样包括水龙头取样、开放水体取样，样品又包括含余氯样品和不含余氯样品等，进而造成了采样程序复杂，极大的增加了错误操作的概率；(2)开放水体样品采集过程中需要用1L广口瓶或烧瓶从代表性区域中采样，再把水样从广口瓶或烧杯中倒入样品瓶中，上述操作流程容易造成溶解于水样中的挥发性有机污染物挥发损失掉，从而降低回收率；(3)水样样品的保存均采用玻璃瓶并低温保存，运输过程中需要防止破碎、低温运输，这样便存在样品保存难度大、运输成本高等缺点；(5)水样样品在检测进样前，需要打开样品瓶，重新转移到进样瓶或样品槽中，在样品瓶开启和转移过程中必然造成挥发性有机物的挥发散失，严重影响回收率。

发明内容

本发明为解决现有野外取样中的缺点，提供了一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，该富集装置能够减少采集过程中以及保存过程中挥发性有机物的损失，而且该富集装置可以直接与检测装置连接进行检测，无需再将样品转移到检测用具中，能够保证较高的回收率，最终的检测结果更加接近真实情况。

本发明的具体技术方案是：

一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，关键点是，所述的富集装置包括密闭的罐体，罐体上设置有带有第一阀门的第一进样孔和带有第二阀门的出气管，出气管中安装有吸附装置。

所述的罐体上还设置有带有第三阀门的第二进样孔。

所述的罐体上还设置有进气孔，进气孔中安装有第四阀门，进气孔下端连接设置有通向出气管相对端面的进气管。

所述的进气管末端设置为L型，L型的水平部分设置有一组多个散气孔。

所述的吸附装置前端连接设置有干燥装置，干燥装置的输出端与吸附装置的输入端相连。

所述的罐体壁中设置有加热装置及与其相连的加热管，加热管环绕在罐体壁中，加热管连接有温控装置，温控装置与加热装置电连接。

所述的罐体包括螺纹连接固定的上罐体和下罐体。

所述的罐体为不锈钢材料制成。

所述的罐体上设置有悬吊机构，所述的悬吊机构包括吊耳和牵引绳，吊耳固定在罐体外壁上，牵引绳一端与吊耳固定，另一端向外伸出。

本发明的有益效果是：本发明中的富集装置利用带有可以封闭的第一进样孔和第二进样孔进行取样，取样时能够将富集装置浸入采集物体中，同时打开第一进样孔和第二进样孔的阀门，取样完成后同时关闭两个进样孔形成罐体密封，采样过程中不会使挥发性有机物损失，并且保证了采样体积的精确，在出气管中的吸附装置可以进行挥发性有机物的吸附，省去了将样品转移至进样器的过程，避免了在转移过程中造成的挥发性有机物的损失，本发明能够最大限度地将采集的样品中挥发性有机物进行收集，大大降低了检测的失真度，检测结果的可参考性明显增强。

附图说明

图1是本发明的外部结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图2中A-A的剖面结构示意图。

附图中，101、第一阀门，102、第二阀门，103、第三阀门，104、第四阀门，201、第一进样孔，202、第二进样孔，3、出气管，4、吸附装置，5、进气孔，6、进气管，7、散气孔，10、干燥装置，11、加热装置，12、上罐体，13、下罐体，14、吊耳，15、牵引绳。

具体实施方式

本发明涉及一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，所述的富集装置包括密闭的罐体，罐体上设置有带有第一阀门101的第一进样孔201和带有第二阀门102的出气管3，出气管3中安装有吸附装置4。

具体实施例，如图1至图3所示，吸附装置可以是活性炭纤维吸附装置，利用活性炭纤维进行氮气中挥发性有机物的吸附，罐体为不锈钢材料制成，在运输和保存过程中无需担心破碎，所述的罐体包括螺纹连接固定的上罐体12和下罐体13，罐体还设置有进气孔5，进气孔5中安装有第四阀门104，进气孔5下端连接设置有通向罐体1底部的进气管6，进气管6底部为水平设置，且水平设置部分设置有一组多个散气孔7，

罐体上的进气孔5、第一进样孔201和第二进样孔202均安装有孔盖，将该富集装置通过绳子系下浸入水体中，或者手持该富集装置浸入水体中进行取样，出气管3的出口保持在水面以上，罐体1上设置有带有第三阀门103的第二进样孔202，当富集装置进入水体时，第一阀门101和第三阀门103打开，第二阀门102关闭，第二进样孔202位于罐体1底部，水样通过第二进样孔202逐渐进入罐体1中，罐体1中的气体通过第一进样孔201被排出，水能够很轻松的进入罐体1中，当水体表面看不到气泡时或在水体中静止一段时间后，罐体1中被水充满，此时，关闭第一阀门101和第三阀门103，将富集装置升上地面。

升上地面后，将第一进样孔201的孔盖盖好，进气孔5的孔盖移除，在进气孔5连接氮气瓶，第四阀门104打开，向罐体中充入氮气，氮气是比较稳定的气体，既不会与水发生反应，也不与有机物发生反应，氮气在这里只是充当一个带离有机物的介质，并且氮气充入水体样品中，对水体有一个上下翻动的效果，有利于挥发性有机物的完全释放出来，氮气沿进气管6进入罐体底部，并且沿水平方向布置的一组多个散气孔7进行逸散，罐体壁中还设置有加热装置11及与其相连的加热管，加热管环绕在罐体壁中，加热管连接有温控装置，温控装置与加热装置11电连接，温控装置设定工作温度，加热装置11开启后进行加热，加热管环绕罐体使得罐体的各个部位均匀加热，温控装置检测到温度达到设定温度后，加热装置11停止工作，加热过程中能够加快水体样品中有机物的挥发，出气管3的第二阀门102打开，氮气将水体样品中的挥发性有机物带离进入出气管3中，吸附装置4下端连接设置有干燥装置10，干燥装置10的输出端与吸附装置4的输入端相连，带有有机物的氮气经过干燥装置10后，将气体中的水分干燥处理，然后带有有机物的氮气进入吸附装置4中，吸附装置4将氮气中的有机物吸附采集，氮气则通过出气管3被放出。

罐体上设置有悬吊机构，所述的悬吊机构包括吊耳14和牵引绳15，吊耳14固定在罐体外壁上，牵引绳15一端与吊耳14固定，另一端向外伸出，罐体中还设置有控制器与各个阀门电连接，控制器的控制线穿过罐体向外伸出并且连接设置有遥控器，富集装置中各个用电设备所用的电源总线穿过罐体向外伸出，控制线、电源总线与罐体相交处做密封处理，当使用该富集装置时，手持牵引绳15的外端将罐体逐渐系入所要检测的水体中，人员通过遥控器进行各个阀门的开闭。

现有的采集方法主要是通过广口烧杯进行取样并放入存放瓶中，并且需要保护运输至检测地点进行检测，检测时还需要将样品转移至检测装置或者检测用具中，本发明中的富集装置采用带有可以密封进样孔的装置，并且采取将装置浸入水体中的方式进行取样，因此，在取样时，样品中的挥发性有机物几乎没有挥发损失，而且本装置的吸附装置与气相质谱仪匹配连接，可以不用转移样品即可完成检测工作，避免了样品在转移过程中的挥发损失，而且本装置的罐体为不锈钢材料制成，在运输和保存过程中不易损坏，因此，装置的管理成本有明显降低，而且也不会发生取样装置破损失效的情况。

本发明中的装置采用两个进样孔形成通路，保证水样采集达到精确的体积且更快充满罐体，避免了水体样品进入罐体的时间过长而造成部分损失，在采样结束后，通过搅拌装置的搅拌使水体样品中的挥发性有机物更好地挥发出来，并且利用氮气将挥发性有机物带离水体进入吸附装置，进气管在底部为水平设置并分布有散气孔，这样就能在罐体底部形成较为均匀的氮气来源，向罐体中的水体样品均匀输送氮气，罐体中的挥发性有机物能够更完全地挥发并被带离水体样品。

本富集装置的采集到的样品中挥发性有机物保存较为完整，而且挥发性有机物可以通过搅拌、氮气带离的方式较为完全地进入吸附装置，因此，在需要检测时，将吸附装置从罐体中取出，进行固相萃取或者吹扫捕集等程序操作，再利用气相色谱仪进行检测，检测所得有机物的量能够最大限度地接近真实情况，采用现有技术对水体进行采集后收集到的有机污染物约为真实含量的20-40％，而采用本富集装置对水体进行采集后收集到的有机污染物约为真实含量的70-90％，收集的效果大大改善，检测结果能够反映水体中挥发性有机污染物的真实含量，对于环境监测工作的指导性较强。

Claims (9)

1.一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，其特征在于：所述的富集装置包括密闭的罐体，罐体上设置有带有第一阀门(101)的第一进样孔(201)和带有第二阀门(102)的出气管(3)，出气管(3)中安装有吸附装置(4)。

2.根据权利要求1所述的一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，其特征在于：所述的罐体上还设置有带有第三阀门(103)的第二进样孔(202)。

3.根据权利要求1所述的一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，其特征在于：所述的罐体上还设置有进气孔5，进气孔5中安装有第四阀门(104)，进气孔(5)下端连接设置有通向出气管3相对端面的进气管(6)。

4.根据权利要求3所述的一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，其特征在于：所述的进气管(6)末端设置为L型，L型的水平部分设置有一组多个散气孔(7)。

5.根据权利要求1所述的一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，其特征在于：所述的吸附装置(4)前端连接设置有干燥装置(10)，干燥装置(10)的输出端与吸附装置(4)的输入端相连。

6.根据权利要求1所述的一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，其特征在于：所述的罐体壁中设置有加热装置(11)及与其相连的加热管，加热管环绕在罐体壁中，加热管连接有温控装置，温控装置与加热装置(11)电连接。

7.根据权利要求1所述的一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，其特征在于：所述的罐体包括螺纹连接固定的上罐体(12)和下罐体(13)。

8.根据权利要求1所述的一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，其特征在于：所述的罐体为不锈钢材料制成。

9.根据权利要求1所述的一种地下水中挥发性有机污染物野外富集装置，其特征在于：所述的罐体上设置有悬吊机构，所述的悬吊机构包括吊耳(14)和牵引绳(15)，吊耳(14)固定在罐体外壁上，牵引绳(15)一端与吊耳(14)固定，另一端向外伸出。