专利名称：空气挥发性污染物浓度检测被动式填充型吸附采样装置的制作方法
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。第七，采样所用的吸附材 料选择范围广。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， 提供一种空气挥发性污染物浓度检测的被动式填充型吸附采样装置，该采样装置小巧轻 便，简单可靠，可与TD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。本发明提出的的空气挥发性污染物浓度检测的被动式填充型吸附采样装置，其特 征在于，该装置包括颗粒型吸附剂，多孔外壳，底座，外罩和橡胶垫圈，其中颗粒型吸附剂 填充于外壳中，外壳放置在底座上，外罩套在外壳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，不需外加动力；产品采用疏水外壳，对任意填料，受环境湿度影响小；可实现颗粒材料填充后在外壳径向方向上的吸附采 样，吸附面积大，节省材料用量，对吸附材料外形无特殊要求；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。本装置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；填充的吸附剂老化再生后可重复使用；小巧、便携；大大降低了检 测成本。


图1为本发明的被动式吸附采样管总体结构示意图。
具体实施例方式本发明提出的空气挥发性污染物浓度检测被动式填充型吸附采样装置结合附图 及实施例详细说明如下本发明装置的总体结构，如图1所示，包括颗粒型吸附剂5，多孔外壳1，底座2，外 罩3和橡胶垫圈4，其中颗粒型吸附剂5填充于外壳1中，外壳1放置在底座2上，外罩3 套在外壳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多孔外壳1可选用疏水性的多孔材料如多孔聚乙烯，多孔聚四氟乙烯，制成一端 封闭一端敞开的圆管，多孔外壳内部体积不大于热脱附管的容量。底座2可采用聚四氟乙烯或聚乙烯材料制成，呈双层圆台状，上层圆台中心开有 与多孔外壳外径尺寸相同的圆形槽，用于放置多孔外壳；下层圆台用于放置外罩，通过橡胶 垫圈使外罩内的多孔外壳处于封闭状态。整个底座材料不吸附室内有机挥发污染物，对采 样没有影响，底座只起到支撑和放置多孔外壳的作用。外罩3的内径略大于底座2的上层台的外径，在盖住外罩时，用橡胶垫圈4可实现 密封，使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。填充吸附剂5可选用可吸附室内有机挥发污染物的多孔吸附材料，采样后易于放 入热脱附中解析。对填充的吸附材料疏水性和外形没有特殊要求。可选用多种颗粒型吸附 剂，如分子筛、硅胶、高分子多孔树脂、活性炭等。若选用市售Tenax-TA颗粒型吸附剂，则不 仅可以测量各种VOCs的浓度，根据GB18883中华人民共和国国家标准室内空气质量标准对 总挥发性有机物(TV0C)的定义，还可以测量TV0C含量。本发明的工作原理把本采样装置敞开外罩放入多个相同温度，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，可获得在该温度下的标准曲线(横坐标为浓度，纵坐标为吸附量)。改变温湿度，可获得多条不同温度下的标准曲线。本发明的工作过程本采样装置用在检测采样过程中，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，把吸附剂材 料5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。
权利要求
一种空气挥发性污染物浓度检测的被动式填充型吸附采样装置，其特征在于，该装置包括颗粒型吸附剂，多孔外壳，底座，外罩和橡胶垫圈，其中颗粒型吸附剂填充于外壳中，外壳放置在底座上，外罩套在外壳外并通过垫圈与底座密封。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述多孔外壳为选用疏水性的多孔聚乙烯或 多孔聚四氟乙烯制成一端封闭一端敞开的圆管。
3.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，上层圆台中心开有与多孔外壳外径尺寸相同的圆形槽，用于放置多孔外壳， 下层圆台用于放置外罩，通过橡胶垫圈使外罩内的多孔外壳处于封闭状态。
4.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述填充吸附剂选用分子筛、硅胶、高分子多 孔树脂或活性炭之任一种颗粒型吸附剂。
全文摘要
本发明涉及空气挥发性污染物浓度检测被动式填充型吸附采样装置，属于室内环境检测领域，该装置包括颗粒型吸附剂，多孔外壳，底座，外罩和橡胶垫圈，其中颗粒型吸附剂填充于外壳中，外壳放置在底座上，外罩套在外壳外并通过垫圈与底座密封。该装置采用被动式吸附采样，不需外加动力；可实现颗粒材料填充后在外壳径向方向上的吸附采样，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或自动热脱附功能的气相色谱仪或气质联用色谱仪中分析样品浓度；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；填充物老化再生后可重复使用。
文档编号G01N1/22GK101852692SQ20101016556
公开日2010年10月6日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者张寅平, 徐秋健, 李欣笑, 莫金汉 申请人:清华大学