CN105842216B - 大气过氧化物自动监测系统 - Google Patents
大气过氧化物自动监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105842216B CN105842216B CN201610321883.5A CN201610321883A CN105842216B CN 105842216 B CN105842216 B CN 105842216B CN 201610321883 A CN201610321883 A CN 201610321883A CN 105842216 B CN105842216 B CN 105842216B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipe
- gas
- liquid
- sample
- liquid separator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 title claims abstract description 65
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 142
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 37
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 29
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 27
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 claims description 12
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 7
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- DDMKRZXDPHEQFG-UHFFFAOYSA-N 2-[3-[5-(carboxymethyl)-2-hydroxyphenyl]-4-hydroxyphenyl]acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=C(O)C(C=2C(=CC=C(CC(O)=O)C=2)O)=C1 DDMKRZXDPHEQFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XQXPVVBIMDBYFF-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxyphenylacetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=C(O)C=C1 XQXPVVBIMDBYFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 description 2
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010001336 Horseradish Peroxidase Proteins 0.000 description 1
- 244000207740 Lemna minor Species 0.000 description 1
- 235000006439 Lemna minor Nutrition 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- ILHIHKRJJMKBEE-UHFFFAOYSA-N hydroperoxyethane Chemical compound CCOO ILHIHKRJJMKBEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MEUKEBNAABNAEX-UHFFFAOYSA-N hydroperoxymethane Chemical compound COO MEUKEBNAABNAEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NEZWFWIACBUQMN-UHFFFAOYSA-N hydroperoxymethanol Chemical compound OCOO NEZWFWIACBUQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- IWZKICVEHNUQTL-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogen phthalate Chemical compound [K+].OC(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O IWZKICVEHNUQTL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明提出了一种大气过氧化物自动监测系统，包括一个采样装置(100)以及一个分析装置(200)，所述采样装置(100)包括一个水平放置的螺旋管(10)，一个竖直放置的气液分离器(11)以及一个气泵(12)，所述螺旋管(10)的进口端分别连接大气(101)以及捕集液瓶(102)，所述螺旋管(10)的出口端连接所述气液分离器(11)的中部，所述气液分离器(11)的上端连接所述气泵(12)，所述气液分离器(11)的下端通过第一连接管路(300)连接所述分析装置(200)。本发明所提供的上述大气过氧化物自动监测系统，可以实现对大气过氧化物的自动监测，并能获得较为准确的大气过氧化物的含量结果。
Description
技术领域
本发明涉及一种大气环境监测系统，尤其涉及一种大气中过氧化物的自动监测系统。
背景技术
大气中的过氧化物包括过氧化氢(H2O2)、以及甲基过氧化氢、羟甲基过氧化氢、乙基过氧化氢等有机过氧化物，其中H2O2占总过氧化物的80-90％。由于大气中的过氧化物、尤其是H2O2不仅氧化性强和水溶性高，而且化学活性也非常高，在酸雨和PM2.5生成中起着重要作用，因此有关过氧化物的污染特征及其在大气中的物理化学过程的研究成为大气环境领域的研究热点。
《大气中过氧化物监测方法的研究及其应用》(浙江工业大学硕士学位论文，2013年，缪萍萍)中对于大气中过氧化物采样和分析方法进行了比较详细的介绍，其中关于检测方法的原理等进行了系统梳理。
《大气H2O2测定方法的研究进展》(环境保护前沿，2013年，张安平等)中提及有关于大气过氧化物的连续采样方法，以及过氧化物样品分析方法的相关理论。该现有技术提及的仅仅是有关大气过氧化物的监测的原理知识，例如，对于连续采样的螺旋管吸收法，该现有技术仅仅记录“原理是将空气和捕集液各自以一定的流速通入螺旋管，捕集液在螺旋管内壁形成较薄的液面层，增大空气与捕集液的接触面积，从而使得H2O2更好的被溶液吸收。气液经螺旋管混合后通过气液分离器分开，气体排出系统，液体则进入分析系统”。再比如，关于过氧化物样品分析中的酶化法以及荧光法，该现有技术记载的仅仅是化学原理，没有涉及任何设备细节。
上述现有技术提供的均为与大气过氧化物监测相关的理论概述，并未提供可应用于实际生产的工业化解决方案。本领域技术人员基于上述现有技术，无法获得可供实用的工业化技术设施，用以获得对大气过氧化物的连续监测。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种大气过氧化物自动监测系统，以减少或避免前面所提到的问题。
具体来说，本发明提供了一种大气过氧化物自动监测系统，可以实现对大气过氧化物的即时、在线、自动监测，并能获得较为准确的大气过氧化物的含量结果。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种大气过氧化物自动监测系统，包括一个采样装置以及一个分析装置，所述采样装置包括一个水平放置的螺旋管，一个竖直放置的气液分离器以及一个气泵，所述螺旋管的进口端分别连接大气以及捕集液瓶，所述螺旋管的出口端连接所述气液分离器的中部，所述气液分离器的上端连接所述气泵，所述气液分离器的下端通过第一连接管路连接所述分析装置。
优选地，所述分析装置包括首尾串联连接的第一混合管、第二混合管以及第三混合管；所述第一混合管的进口端分别连接所述第一连接管路以及缓冲溶液瓶，所述第二混合管的进口端分别连接所述第一混合管的出口端以及荧光试剂瓶，所述第三混合管的进口端分别连接所述第二混合管的出口端以及碱液瓶；所述第三混合管的出口端连接有一个竖直放置的样品收集器，所述样品收集器的中部通过第二连接管路连接一台荧光检测仪。
优选地，所述样品收集器的上端连接所述第三混合管的出口端，所述样品收集器的下端连接有一个气泵。
优选地，所述样品收集器的上部设置有一个排气管，所述样品收集器的中部设置有一个斜向上伸出的样品检测管，所述样品检测管的底部位于所述样品收集器的液面下方，所述样品检测管的上端连接所述第二连接管路。
优选地，所述排气管中设置有与大气相通的过滤膜。
优选地，所述气液分离器和所述气泵之间设置有一个收集液体的安全瓶。
优选地，所述第一连接管路中设置有一个三通电磁阀，所述三通电磁阀的第一端连接所述气液分离器的下端，所述三通电磁阀的第二端连接所述分析装置，所述三通电磁阀的第三端连接一个标准溶液瓶。
优选地，所述螺旋管的出口端水平连接所述气液分离器的中部，系统连续监测过程中，设定所述气液分离器与所述螺旋管连接位置处的液面高度与所述螺旋管的出口的最高点平齐。
优选地，所述样品检测管的底部位于所述样品收集器的液面下方3-4毫米处。
本发明所提供的上述大气过氧化物自动监测系统，可以实现对大气过氧化物的即时、在线、自动监测，并能获得较为准确的大气过氧化物的含量结果。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的一种大气过氧化物自动监测系统的结构示意图；
图2显示的是图1所示位置A处的放大示意图；
图3显示的是图1所示位置B处的放大示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
正如背景技术部分所述，现有技术中大气过氧化物监测的理论原理已经比较明了，但是如何将理论成果应用于实际的工业化生产尚无可供借鉴的成熟经验。基于此，本发明提供了一种大气过氧化物自动监测系统，其目的就是为了将理论研究成果转换成一种可应用于实际的工业化解决方案。
如图1所示，其显示的是根据本发明的一个具体实施例的一种大气过氧化物自动监测系统的结构示意图，所述大气过氧化物自动监测系统属于一种大气环境监测设备，可用于对大气中的过氧化物含量进行即时、在线、自动监测。
图1所示大气过氧化物自动监测系统总体上由两部分组成，包括一个采样装置100以及一个分析装置200。其中，采样装置100使用螺旋管吸收法对大气中的过氧化物进行连续的采集，使得大气中的过氧化物溶解到捕集液中获得可供分析用的样品，采集得到的样品通过第一连接管路300连续输送给分析装置200，其中，分析装置200采用荧光检测法对样品中的过氧化物进行分析，以分别获得样品中的总过氧化物的浓度和总有机过氧化物浓度，经过换算即可获得大气中的过氧化氢的浓度。本发明将采样装置100和分析装置200通过第一连接管路300连接为一体，构成了采样和分析一体化的系统，同时配合各种电控微量泵以及荧光检测仪等自动化部件，可以获得对大气过氧化物的即时、在线、自动监测。本发明中，有关螺旋管吸收法和荧光检测法的基本原理在背景技术部分提及的两篇现有技术文件中均有介绍，此处引用作为参考，本领域技术人员参照上述现有技术可以明了本发明从原理上来看是可以实现的。本发明的发明点在于将现有的理论转换成实用技术，通过具体的系统结构设计实现对大气过氧化物浓度的自动监测。
具体来说，本发明的采样装置100包括一个水平放置的螺旋管10，一个竖直放置的气液分离器11以及一个气泵12。其中，螺旋管10的进口端分别连接大气101以及捕集液瓶102，螺旋管10的出口端连接气液分离器11的中部，竖直放置的气液分离器11的上端连接气泵12，气液分离器11的下端通过第一连接管路300连接分析装置200。
气泵12利用吸力将大气101采集吸入螺旋管10中，同时利用微量泵P1将捕集液瓶102中的捕集液送入螺旋管10中，被采集到的大气和捕集液在螺旋管10内充分混合，致使大气中的过氧化物溶于捕集液中。其后气液混合物从螺旋管10内流出并进入气液分离器11，在此处气液混合物中的空气被气泵12抽离气液分离器11，从其上方排出，而采集到过氧化物的捕集液则进入分析装置200。由于螺旋管10较长，因此使用螺旋管10采样一方面可以增加大气与捕集液的接触时间，另一方面因进入气液分离器11中的捕集液可以在管壁处形成液面层，从而增加了大气与捕集液的接触面积，这两点有效增加了螺旋管10对大气中易溶于捕集液的过氧化物的采集效率(后面将对此进一步详细说明)。
本发明所采用的捕集液可以是任何一种现有的适用于大气过氧化物检测的捕集液。在一个具体实施例中，可供选择的捕集液可以是pH3.5的磷酸，也可以是pH6的邻苯二甲酸氢钾、或者是pH7.0的去离子蒸馏水等。
为了通过分析装置200获得准确的检测结果，需要在进行样品分析前首先制作一个校准曲线。为了避免偶然因素的干扰，本发明在采样装置100的末端设置了标准溶液接口，用以通过同样的第一连接管路300向采样装置100输送标准溶液获得标准曲线，因而获得的检测结果和制作标准曲线具有同样的误差，可以有效地消除系统误差，因而通过第一连接管路300输送采集样品获得的检测结果与标准曲线进行比对的结果就会更加准确。具体来说，在一个具体实施例中，第一连接管路300中设置有一个三通电磁阀13，三通电磁阀13的第一端连接气液分离器11的下端，三通电磁阀13的第二端连接分析装置200，三通电磁阀13的第三端通过一个微量泵19连接一个标准溶液瓶14，标准溶液瓶14中可以放入用于制作标准曲线的不同浓度梯度的H2O2标准溶液。关于通过标准溶液获得标准曲线的原理在现有技术中均有介绍，其原理并非本发明保护的内容，此处关于标准溶液瓶14通过三通电磁阀13连接于连接管路300中的结构设置才是本实施例的要点，其优点是利用同样的第一连接管路300输送标准溶液以及采集样品，可以避免设备干扰带来的误差，提高了检测结果的精度。同时将标准溶液瓶14置于第一连接管路300中便于自动监测过程中随时标定标准曲线，避免系统长时间运转检测结果发生偏差。连接在第一连接管路300中的三通电磁阀13和微量泵19不需要反复拆装，只需要在制作标准曲线的时候切换三通电磁阀13使得连接气液分离器11的第一端关闭、连接分析装置200的第二端以及连接标准溶液瓶14的第三端打开即可。标准曲线制作完成之后，在系统连续监测过程中，切换三通电磁阀13关闭第三端，使第二端开启，打开第一端，即可开始对过氧化物进行自动监测。以上设计结果简单，易于操作，同时可以避免反复拆装带来的连接误差。
另外，为了使进入气液分离器11中样品的液面保持平衡、保证溶解有过氧化物的捕集液能够平稳连续地进入分析装置200，同时确保采样效率达到100％±5％，本发明的大气过氧化物自动监测系统在前期的研发过程中，对采集气体的流量和输送捕集液的流速进行多次反复的调试。具体是通过调节气泵12的流量、微量泵P1的流速以及输送到分析装置200中的液体的流量才能实现上述效果，在调试过程中如果气泵12的吸力过大，或者捕集液输入的流量过大，会使得气液分离器11中的捕集液的液面高度过高，从而导致部分捕集液被气泵12吸走，进入气泵12，从而损坏气泵12。为避免液体进入气泵12，在一个优选实施例中，在气液分离器11和气泵12之间设置有一个收集液体的安全瓶103，以保持气路的顺畅同时将液体隔离到安全瓶103中。图示安全瓶103可以是具有两个管道的密闭的瓶子，其中一个管道连接气液分离器11的上端，另一个管道连接气泵12，从气液分离器11吸入的液体在重力作用下落入瓶子的底部，连接气泵12的管道底部位于瓶口位置，不会将瓶中的液体吸入，从而实现了对液体的隔离，避免气泵12吸入液体而损坏以及监测结果不准确。
进一步地，正如前述，为了实现溶解有过氧化物的捕集液能够平稳连续地进入分析装置200，需要调节气泵12的流量、微量泵P1的流速以及输送到分析装置200中的液体的流量，使气液分离器11中样品的液面保持平衡。需要调节的部件很多，虽然可以选择精密的可电子调控的气泵、微量泵等设备获得准确的流量数值，但是会增加很大的成本，而且随着检测项目的不同、结构部件的检修、更换、调整等因素的影响，可能每次的流量数值都是变化的，因此即便采用昂贵的调控设备，也需要频繁的组合调节不同的部件以获得满意的结果。
为简化调节步骤，直观获得所需的调节结果，在一个具体实施例中，本发明提供了一种可通过观察辨别是否调节到位的技术，如图2所示，其显示的是图1所示位置A处的放大示意图，如图所示，气液分离管11为竖直放置的细长型透明玻璃管，螺旋管10的出口端水平连接气液分离器11的中部，系统连续监测过程中，设定气液分离器11与螺旋管10连接位置处的液面高度与螺旋管10的出口的最高点平齐。即，在连续监测之前需要对系统进行调节，对于系统的采样装置100这一侧，调节完成的标志是使得气液分离器11中的液面高度与螺旋管10的出口的最高点齐平。由于气液分离器11具备一定的直径，其中的液面在重力和毛细作用下会呈现中部凹陷的形式，因此优选的是使气液分离器11与螺旋管10连接位置处的液面高度恰好不让螺旋管10的出口暴露在外。根据实验观察，如果液面高度低于螺旋管10的出口最高点，则当螺旋管10中液体的流速偶尔降低时，可能会导致气液分离器11出现断流，检测失败。而如果液面高度高于螺旋管10的出口最高点，气体与液体分离的效果不好控制，有时候气体会将液体沿着管壁向上吹导致液体溢出，从而影响了监测结果的准确性。在上述优选方案中，液面和螺旋管10的管壁之间由于液面中部凹陷，会形成一个大于90度的便于气液分离的夹角β，恰好便于气体从液体中充分分离，而且因为夹角β为钝角，因而不会将夹角β下方的液体沿着管壁推送，并且由于螺旋管10的出口被液面覆盖，螺旋管10中的液柱也不会出现气体空泡，避免了断流。综上所述，通过设定气液分离器11与螺旋管10连接位置处的液面高度与螺旋管10的出口的最高点平齐，本领域技术人员可以隔着气液分离器11的玻璃管直观观察液面的位置，准确掌握调节幅度，简单易行容易实现，可以为本发明的大气过氧化物的自动监测提供稳定的监测条件，是本发明的突出特点之一。
下面参照图1继续说明本发明的大气过氧化物自动监测系统的分析装置200，如前所述，分析装置200采用荧光检测法对样品中的过氧化物进行分析，其原理是在辣根过氧化物酶的作用下过氧化物能够使无荧光的对羟基苯乙酸转化为具有强荧光的2，2’-二羟基-联苯-5，5’-二乙酸，通过荧光检测仪对该荧光物质的荧光强度进行检测确定过氧化物的浓度，最后可以利用校准曲线的模拟回归方程计算总过氧化物、有机过氧化物的浓度，通过计算获得过氧化氢的浓度。有关荧光检测法的原理在现有技术中有详细的说明，在此不再一一赘述。
如图1所示，本发明的分析装置200包括水平首尾串联连接的第一混合管21、第二混合管22以及第三混合管23，其中优选所述第一混合管21、第二混合管22以及第三混合管23为螺旋管，以提供更长的混合距离同时控制系统体积不至于过大。为防止过氧化物的管壁吸附，除全文提及的螺旋管之外，优选本发明所采用的管子均为特氟龙管。
第一混合管21的进口端通过四通S1分别连接第一连接管路300、第一缓冲溶液瓶201以及第二缓冲溶液瓶2011，第二混合管22的进口端通过三通S2分别连接第一混合管21的出口端以及荧光试剂瓶202，第三混合管23的进口端通过三通S3分别连接第二混合管22的出口端以及碱液瓶203；第三混合管23的出口端连接有一个竖直放置的样品收集器24，样品收集器24的中部通过第二连接管路400连接一台荧光检测仪500。
溶解有过氧化物的捕集液样品通过第一连接管路300由微量泵P2泵入分析装置200，在四通S1处与由微量泵P4从第一缓冲溶液瓶201中泵出的第一缓冲溶液汇合，或者在四通S1处与由微量泵P5从第二缓冲溶液瓶2011中泵出的第二缓冲溶液汇合(第一缓冲溶液和第二缓冲溶液不会同时泵入)，然后在第一混合管21中进行充分混合；其后样品流出第一混合管21，在三通S2处与由微量泵P6从荧光试剂瓶202中泵出的荧光试剂汇合，然后在第二混合管22中进行反应；反应后的样品流出第二混合管22，在三通S3处与由微量泵P8从碱液瓶203中泵出的碱液汇合，然后在第三混合管23中进行充分混合。
其中，第一缓冲溶液和第二缓冲溶液相同的作用是去除溶液中的重金属避免干扰，同时调节pH值为适合进行荧光反应的6.8左右。但是，第二缓冲溶液瓶2011中的缓冲溶液与第一缓冲溶液瓶201中的缓冲溶液的不同之处在于，第二缓冲溶液瓶2011中的缓冲溶液中还添加了过氧化氢酶。
即，当选择通过微量泵P5泵入第二缓冲溶液的时候，溶解有过氧化物的捕集液样品中的H2O2可以被过氧化氢酶分解，因而后续检测过程中H2O2已经不存在，则此时分析装置200最后检测到的过氧化物的浓度完全是大气中的有机过氧化物的浓度。而选择通过微量泵P4泵入第一缓冲溶液的时候，其检测获得的是大气中的过氧化物的总浓度。因此，最后通过计算，可以利用泵入第一缓冲溶液获得的总的过氧化物的浓度减去泵入第二缓冲溶液获得的有机过氧化物的浓度，获得大气中的H2O2的浓度。
也就是说，通过本发明的系统，当泵入第一缓冲液的时候，可以实现总的过氧化物浓度的连续监测；当泵入第二缓冲液的时候，可以实现有机过氧化物的连续监测。虽然本发明的系统无法做到同时监测总的过氧化物浓度和有机过氧化物的浓度，但是可以通过切换泵入第一缓冲溶液和第二缓冲溶液，利用同一台荧光检测仪500就可以实现大气中各种过氧化物的分别检测，简化了系统结构，节约了成本。
荧光试剂的作用是使发荧光的2，2’-二羟基-联苯-5，5’-二乙酸被生成，碱液的作用是最后调节检测液的PH值为最适荧光检测的10.0-10.5，以便于检测方法拥有最高的灵敏度。以上溶液均为现有荧光检测法常用试剂，非本发明的重点，本领域技术人员可以根据现有技术查询获得上述溶液的具体成分。另外，本发明可以采用现有的任何一种荧光检测仪来检测样品的荧光强度，用以比对获得大气过氧化物的总的浓度、有机过氧化物的浓度以及计算获得过氧化氢的浓度，例如可以采用市售的岛津LC-20A荧光检测仪等。
理论上从第三混合管23中流出的样品溶液，可以直接输入荧光检测仪500进行检测，然而由于存在样品溶液的流量会有小波动、样品溶液中混杂气泡等问题，将样品溶液直接输入荧光检测仪500可能会导致荧光检测仪的基线不稳定，从而影响检测结果。因此，在本发明的分析装置200中特别设置了一个样品收集器24，用以排出溶液中的气体，同时保证通过设置在第二连接管路400中的微量泵P10泵入荧光检测仪500的液体流量保持连续，以获取稳定的检测结果。
具体来说，竖直放置的样品收集器24为细长型透明玻璃管，其上端连接第三混合管23的出口端，样品收集器24的下端连接有一个气泵P12，其作用是将多余的样品排出分析系统外，避免液体过多，积存于收集管内，不能实现对过氧化物的即时、在线监测。
为了排出捕集液样品中的气体、同时保持样品收集器24内压力的稳定，样品收集器24的上部设置有一个斜向上伸出的排气管204，排气管204中装有与大气相通的过滤膜(图中未示出)，设置排气管204以及过滤膜的作用是排出多余的气体，平衡样品收集器24内的压力，使样品收集器24内的压力与外界大气压力相同，同时避免外界灰尘等污染物进入样品收集器24。因为样品收集器24后端连接的荧光检测仪500需要在恒定的压力和流量下才可以获得稳定的检测结果，样品收集器24内频繁的压力变化会严重干扰荧光检测仪500的输出结果的稳定性。
同样如前述，为了实现溶解有过氧化物的捕集液能够平稳连续流入荧光检测仪500，对于分析装置200一侧的各种微量泵的流量均需要进行频繁细致地调节，使进入样品收集器24中的样品的液面保持平衡。由于这一侧的微量泵数量很多，要想获得满意的结果也是非常困难的。同样的，本发明为了简化调节步骤，直观获得所需的调节结果，在一个具体实施例中，本发明提供了一种可通过观察辨别是否调节到位的技术，即，在竖直放置的透明玻璃制成的样品收集器24的中部设置有一个斜向上伸出的样品检测管205，样品检测管205的上端连接第二连接管路400，系统连续监测过程中，设定样品检测管205的底部最高点G位于样品收集器24的液面最低点的下方，特别的，在一个优选实施例中，样品检测管205的底部最高点G位于样品收集器24的液面最低点的下方3-4毫米处，如图3所示，其显示的是图1所示位置B处的放大示意图。
样品检测管205的位置的确定是本发明实现自动监测的另一个突出的特点。
发明人曾经尝试将样品收集器24的底部通过第二连接管路400连接荧光检测仪500，但是存在调试阶段无法对样品收集器24中的多余流量的液体进行调节的问题。即，如前所述，在形成连续的液流之前需要调节进入荧光检测仪500中的液体流量，例如，如果在调试阶段进入样品收集器24中的液体过多，则需要将一部分液体排出，避免过多的液体积存于收集管内倒灌入第三混合管23，或者需要人工拆除排气管204上的过滤膜以泄压，不能实现对过氧化物的即时、在线监测。但是如果将样品收集器24的底部直接连接荧光检测仪500，则需要在适当的高度设置额外的液体排放口，由于排放口并不位于最低点(最低点已经连接荧光检测仪500)，则需要特别精细地查看液面高度以避免液面低于排放口形成空转，造成调节断续难以控制，同时高点位置设置的液体排放口会将新鲜溶液抽走，导致检测样品可能都是旧液，监测结果会不准。因此，在本发明的上述具体实施例中，将废液排放口设置在样品收集器24的(底部)最低点，使样品收集器24的底部与气泵P12连接，因而基本上不存在液面高度低于排放口的问题，操控调节相对简化了很多。
另外，发明人也尝试过使样品检测管205水平或者向下设置。但研究发现，若设置第二连接管路400中的微量泵P10的高度高于样品收集器24中的液面高度，液体通过微量泵P10的抽吸作用进入荧光检测仪500时，液体压力的变化可被液体自身的重力以及微量泵P10的抽吸力所抵消，从而除去了因液体偶然出现的压力变化导致的荧光检测仪500输出结果不稳定的问题。若检测管205水平或者向下设置，则增加了检测管205和微量泵P10之间的连接管的长度，延长了检测时间。因此，将样品检测管205设置为斜向上，不仅消除了液体压力变化对荧光检测仪500的干扰，提高了检测结果的稳定性，而且节约了检测时间。
当然，如果要彻底杜绝压力干扰、检测结果不稳定的问题，除了需要设置样品检测管205斜向上伸出之外，还需要在调节过程中控制样品收集器24的液面高度位于样品检测管205的底部上方，特别优化的条件是，系统连续监测过程中，设定样品检测管205的底部最高点G位于样品收集器24的液面最低点的下方3-4毫米处，即可达到最优的连续监测状态，使得系统得以长时间不中断的连续运转，可以获得长达数百小时的连续监测结果。同时由于样品检测管205的底部邻近液面设置，输送到荧光检测仪500中的均为较新鲜的溶液，检测结果会相对更准确一些。
反之，上述提及的优化方案之外的各种样品检测管位置的设置条件下，基本上很难获得一小时以上的连续液流，系统连续运转的能力非常有限，难以获得较长时间的连续监测结果。
综上所述，本发明大气过氧化物自动监测系统，通过优化的结构设计以及参数选择，可以实现对大气过氧化物的自动监测，并能获得较为准确的大气过氧化物的含量结果。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (4)
1.一种大气过氧化物自动监测系统，包括一个采样装置(100)以及一个分析装置(200)，所述采样装置(100)包括一个水平放置的螺旋管(10)，一个竖直放置的气液分离器(11)以及一个气泵(12)，所述螺旋管(10)的进口端分别连接大气(101)以及捕集液瓶(102)，所述气液分离器(11)的上端连接所述气泵(12)，其特征在于，所述螺旋管(10)的出口端水平连接所述气液分离器(11)的中部，系统连续监测过程中，设定所述气液分离器(11)与所述螺旋管(10)连接位置处的液面高度与所述螺旋管(10)的出口的最高点平齐；所述气液分离器(11)的下端通过第一连接管路(300)连接所述分析装置(200)；所述分析装置(200)包括首尾串联连接的第一混合管(21)、第二混合管(22)以及第三混合管(23)；所述第一混合管(21)的进口端通过四通(S1)分别连接所述第一连接管路(300)、第一缓冲溶液瓶(201)以及第二缓冲溶液瓶(2011)；第一缓冲溶液和第二缓冲溶液不会同时泵入所述第一混合管(21)；所述第二混合管(22)的进口端通过三通(S2)分别连接所述第一混合管(21)的出口端以及荧光试剂瓶(202)，所述第三混合管(23)的进口端通过三通(S3)分别连接所述第二混合管(22)的出口端以及碱液瓶(203)；所述第三混合管(23)的出口端连接有一个竖直放置的样品收集器(24)，所述样品收集器(24)的中部通过第二连接管路(400)连接一台荧光检测仪(500)；所述第一连接管路(300)中设置有一个三通电磁阀(13)，所述三通电磁阀(13)的第一端连接所述气液分离器(11)的下端，所述三通电磁阀(13)的第二端连接所述分析装置(200)，所述三通电磁阀(13)的第三端连接一个标准溶液瓶(14)。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述样品收集器(24)的上端连接所述第三混合管(23)的出口端，所述样品收集器(24)的下端连接有一个气泵(P12)。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述样品收集器(24)的上部设置有一个排气管(204)，所述样品收集器(24)的中部设置有一个斜向上伸出的样品检测管(205)，所述样品检测管(205)的底部位于所述样品收集器(24)的液面下方，所述样品检测管(205)的上端连接所述第二连接管路(400)。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述样品检测管(205)的底部最高点(G)位于所述样品收集器(24)的液面最低点的下方3-4毫米处。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610321883.5A CN105842216B (zh) | 2016-05-16 | 2016-05-16 | 大气过氧化物自动监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610321883.5A CN105842216B (zh) | 2016-05-16 | 2016-05-16 | 大气过氧化物自动监测系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105842216A CN105842216A (zh) | 2016-08-10 |
| CN105842216B true CN105842216B (zh) | 2019-07-16 |
Family
ID=56593532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610321883.5A Active CN105842216B (zh) | 2016-05-16 | 2016-05-16 | 大气过氧化物自动监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105842216B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106353265B (zh) * | 2016-08-08 | 2019-04-16 | 浙江省计量科学研究院 | 一种气相过氧化氢检测仪校准装置及其校准方法 |
| CN109187519B (zh) * | 2018-08-14 | 2021-02-19 | 天津天赐高新材料有限公司 | 一种氟化氢气体定量分析装置及分析方法 |
| CN112362631B (zh) * | 2020-12-02 | 2024-07-23 | 华夏安健物联科技(青岛)有限公司 | 一种荧光光谱法监测水体中溶解性有机物的装置及检测方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2364458Y (zh) * | 1998-09-10 | 2000-02-16 | 北京万拓仪器有限公司 | 用于原子荧光光度计的断续流动装置 |
| CN102401817A (zh) * | 2010-09-08 | 2012-04-04 | 谭祥明 | 过氧化氢在线测定方法 |
| CN203720088U (zh) * | 2013-12-23 | 2014-07-16 | 北京瑞利分析仪器有限公司 | 用于便携式原子荧光的微型蒸气发生进样系统 |
| CN104359723A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-02-18 | 中国环境科学研究院 | 用于采集大气中过氧化物的雾液吸收装置 |
-
2016
- 2016-05-16 CN CN201610321883.5A patent/CN105842216B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2364458Y (zh) * | 1998-09-10 | 2000-02-16 | 北京万拓仪器有限公司 | 用于原子荧光光度计的断续流动装置 |
| CN102401817A (zh) * | 2010-09-08 | 2012-04-04 | 谭祥明 | 过氧化氢在线测定方法 |
| CN203720088U (zh) * | 2013-12-23 | 2014-07-16 | 北京瑞利分析仪器有限公司 | 用于便携式原子荧光的微型蒸气发生进样系统 |
| CN104359723A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-02-18 | 中国环境科学研究院 | 用于采集大气中过氧化物的雾液吸收装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 自动荧光法测定大气及其降水中的过氧化氢;李巍 等;《环境化学》;19871227;第6卷(第6期);第23-28页 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105842216A (zh) | 2016-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105842216B (zh) | 大气过氧化物自动监测系统 | |
| CN203688493U (zh) | 多参数重金属在线分析仪 | |
| CN103364461B (zh) | 一种在线水质重金属分析仪 | |
| CN105067596B (zh) | 臭氧检测装置及检测方法 | |
| WO2021004240A1 (zh) | 离子选择性电极电解质模块 | |
| WO2019000460A1 (zh) | 样本分析仪及其驱动方法 | |
| CN201974375U (zh) | 总氮在线水质分析仪 | |
| CN102830081A (zh) | 高温燃烧氧化法在线cod/toc/tn自动监测仪 | |
| CN203216848U (zh) | 一种原子荧光光谱仪进样装置 | |
| CN106018361B (zh) | 大气过氧化物自动连续监测系统 | |
| CN112505013B (zh) | 一种基于荧光法的水中铀在线分析仪 | |
| CN221062327U (zh) | 一种高浓度液体检测用稀释柜 | |
| CN205607862U (zh) | 大气过氧化物自动监测系统 | |
| CN109696495A (zh) | 一种可以实现精确定量取样的voc监测装置及方法 | |
| CN205593925U (zh) | 大气过氧化物自动连续监测系统 | |
| CN202119742U (zh) | 高温燃烧氧化法在线cod/toc/tn自动监测仪 | |
| CN202974750U (zh) | 一种分离富集系统 | |
| CN116481872A (zh) | 半导体洁净厂房amc在线监测装置 | |
| CN202974872U (zh) | 一种蒸气发生及气液分离系统 | |
| CN100454005C (zh) | 利用臭氧氧化检测沉积物或土壤中的有机物含量的方法 | |
| CN212646567U (zh) | 一种电解质分析仪的液路系统和电解质分析仪 | |
| CN114705878A (zh) | 一种多参数全自动尿液和唾液前处理及检测一体化仪器 | |
| CN113092216A (zh) | 一种用于气相分子吸收光谱仪的气液分离装置和气液分离方法 | |
| CN202471734U (zh) | 总磷在线自动分析仪 | |
| CN202339348U (zh) | 一种进样装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |