CN205103070U - 一种大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置 - Google Patents

Abstract

一种大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置，包括输气管、自动恒流系统、集气瓶、进气管、出气管、空气循环泵、抽气泵，输气管通过抽气泵与自动恒流系统连接，集气瓶的下部装有纯水，进气管的一端与自动恒流系统连接，另一端伸入集气瓶的纯水中，出气管的一端伸入集气瓶中且位于纯水上方，另一端通过空气循环泵与抽气泵连接，集气瓶的下部设有下端开口的沉积部，沉积部的中部设有插栓，插栓用于将插栓上部与下部空间导通或关闭。本实用新型巧妙利用水溶态物质的特性，使用价廉易得的纯水作为吸收液，能够有针对性地将水溶态有害重金属元素从大气颗粒物中有效分离出来，可实现一次采样同时测定同一样品中的各组分水溶态重金属元素含量的目的。

Description

一种大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置

技术领域

本实用新型涉及空气污染的监测与分析技术领域，具体是一种大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置。

背景技术

重金属具有不可降解性、毒性和生物富集性，因而成为环境研究的关注热点。不同形态下的重金属毒性和生物有效性具有很大差别，其中大气颗粒物水溶态重金属具有较高的毒性和生物有效性，可以从颗粒物中浸出进入人体损害人体机能，如肺毒性随水溶性重金属含量的增加而增大。我国大气中Zn、Pb、Cd、As和V的浓度和水溶性都较高(37.69％～58.65％)，其中水溶性Zn和As污染严重，特别是As已超过国家空气质量标准中的浓度限值，应受到广泛关注。据报道，大约75％～90％的重金属分布在PM₁₀中，且颗粒粒径越小，重金属水溶性越高。大气颗粒物，特别是可吸入颗粒物(PM₁₀)中含有的水溶性重金属通过呼吸进入人体后，可造成各种人体机能障碍，甚至引发各种癌症和心脏病。由此可见，有必要实用新型一种高效便捷的监测分析手段，能够针对危害人体健康的大气颗粒物中的水溶态重金属元素含量进行环境监控，旨在为我国环境空气质量标准制定提供研究基础。

现有的方法大多使用滤膜来采集大气颗粒物样品，使用水、水和化学试剂的化合溶液及有机溶剂等吸收液来采集空气中的二氧化硫、氮氧化物等气态污染物样品。在传统的大气颗粒物样品采集方法中滤膜的选择是影响采样效率的一个关键因素，而滤膜上吸附的不仅含有水溶性重金属组分，其他的杂质成分也会影响测定的精度，而且现有使用滤膜来采集大气颗粒物样品成本较为昂贵。

实用新型内容

针对现有技术上述不足，本实用新型的目的是提供一种高效便捷、准确性好且成本低的大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置，包括输气管、自动恒流系统、集气瓶、进气管、出气管、空气循环泵、抽气泵，输气管通过抽气泵与自动恒流系统连接，集气瓶的下部装有纯水，进气管的一端与自动恒流系统连接，另一端伸入集气瓶的纯水中，出气管的一端伸入集气瓶中且位于纯水上方，另一端通过空气循环泵与抽气泵连接，集气瓶的下部设有下端开口的沉积部，沉积部的中部设有插栓，插栓用于将插栓上部与下部空间导通或关闭。

如上所述的大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置，沉积部中还设有滤膜，滤膜的孔径为0.45um。

如上所述的大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置，沉积部的下方对应设置采样瓶，用于收集从集气瓶流出的溶液。

本实用新型的有益效果和突出优点在于：本实用新型巧妙利用水溶态物质的特性，使用价廉易得的纯水作为吸收液，能够有针对性地将水溶态有害重金属元素从大气颗粒物中有效分离出来，其组分含量浓缩于纯水中，进而进行测定，可实现一次采样同时测定同一样品中的各组分水溶态重金属元素含量的目的，相比现有技术成本低廉，而且装置结构简单，方便实用。

附图说明

图1是本实用新型大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置的结构示意图。

图中：1—输气管，2—自动恒流系统，3—集气瓶，4—纯水，5—进气管，6—出气管，7—空气循环泵，8—沉积部，9—插栓，10—滤膜，11—抽气泵，12—采样瓶。

具体实施方式

下面将结合具体实施例和本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参考图1，本实用新型提供一种大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置，包括输气管1、自动恒流系统2、集气瓶3、进气管5、出气管6、空气循环泵7、抽气泵11。

输气管1用于输入空气样品，输气管1通过抽气泵11与自动恒流系统2连接，集气瓶3的下部装有纯水4，进气管5的一端与自动恒流系统2连接，另一端伸入集气瓶3的纯水中，出气管6的一端伸入集气瓶3中且位于纯水4上方，另一端通过空气循环泵7与抽气泵11连接。集气瓶3的下部设有体积渐减小的沉积部8，沉积部8可为锥体或圆柱体结构，沉积部8的下端开口，中部设有插栓9，插栓9用于将插栓9上部与下部空间导通或关闭。插栓9的实施方式有多种，其中一种方式为插栓9中纵向设有开孔，转动插栓9即可将插栓9上部与下部空间导通，实现开关作用；另外一种方式为实心圆柱体结构，通过插拔亦可实现导通与关断作用。

沉积部8中还设有滤膜10，滤膜10的孔径为0.45um。沉积部8的下方可对应设置采样瓶12，用于收集从集气瓶3流出的溶液。

本实用新型的工作原理：

(1)大气采样：通过自动恒流系统2中的抽气泵将定量体积的空气样品经过输气管1、进气管5抽入装有定量体积纯水的集气瓶3中，自动恒流系统2可控制抽气泵的抽气流量；

(2)纯水吸收：采集的定量体积空气通过进气管5进入纯水4底部，出气管6的出口通过空气循环泵7与抽气泵11相连，使采集的空气循环多次被纯水4吸收，这样使空气中的水溶性重金属组分经气液界面浓缩于集气瓶3的纯水溶液中；

(3)样品预处理：转动插栓9，将浓缩有水溶性重金属组分的纯水溶液从集气瓶4取出，用0.45um的滤膜10过滤，弃去初始的滤液50ml，用少量滤液清洗采样瓶12，收集所需体积的滤液于采样瓶12中，加入硝酸调节至pH<2；在170℃温度下微波消解10分钟，冷却至室温后，将消解液用去离子水定容至刻度，摇匀，待测。

上机测定：将消解后定容的样品直接用ICP-MS仪检测，一次性分析出空气中多种水溶性重金属元素的含量。

Claims (3)

1.一种大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置，其特征在于：包括输气管(1)、自动恒流系统(2)、集气瓶(3)、进气管(5)、出气管(6)、空气循环泵(7)、抽气泵(11)，输气管(1)通过抽气泵(11)与自动恒流系统(2)连接，集气瓶(3)的下部装有纯水(4)，进气管(5)的一端与自动恒流系统(2)连接，另一端伸入集气瓶(3)的纯水(4)中，出气管(6)的一端伸入集气瓶(3)中且位于纯水(4)上方，另一端通过空气循环泵(7)与抽气泵(11)连接，集气瓶(3)的下部设有下端开口的沉积部(8)，沉积部(8)的中部设有插栓(9)，插栓(9)用于将插栓(9)上部与下部空间导通或关闭。

2.如权利要求1所述的大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置，其特征在于：沉积部(8)中还设有滤膜(10)，滤膜(10)的孔径为0.45um。

3.如权利要求1所述的大气颗粒物中水溶态重金属采样收集装置，其特征在于：沉积部(8)的下方对应设置采样瓶(12)，用于收集从集气瓶(3)流出的溶液。