被动式采样器测定空气中挥发性有机化合物的研究

【摘要】： 目的被动式采样器是基于分子扩散原理或渗透原理采集溶媒中气态或蒸汽态污染物的一种采样仪器,与主动式采样器相比,其主要特点在于不需要任何电源和抽气动力,因此又称为无泵采样器,这种采样器具有体积小,质量轻,操作简便,易维护,安全可靠的特点,可以用作动态观察,作为个体接触量评价的检测,也可以放在待测地点,连续采样,作为环境质量的检测评价,充分体现了采样过程简单化,快速化的发展趋势。本实验在查阅大量文献的基础上,根据被动式采样器的原理,自主设计了两种不同型号的被动式采样器,并在实验室条件下模拟外周环境对被动式采样器的性能进行了评价。 方法被动式采样器的设计:根据被动式采样器的基本原理自主设计了管式和徽章式两种不同类型的采样器。吸附剂的选择:苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯四种化合物采用活性炭作为吸附剂,甲醛采用表面涂有DNPH的硅胶作为吸附剂。性能评价:在配气柜中配制一定浓度的苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛气体,将被动式采样器放入配气柜中,采样一定时间后取出测定,以评价其性能指标是否达到相关要求。其性能指标包括:吸附剂解吸效率、采样流量、采样范围、吸附容量、用前稳定性、样品稳定性、精密度、环境影响因素(温度、湿度、风速)等。 结果对两种不同类型的采样器性能进行评价,结果如下: 1.吸附剂解吸效率:苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛的解吸效率分别为82.14％、79.93％、77.33％、83.08％、81.29％,解吸效率均大于75％以上,满足规定的要求。 2.采样流量和最短采样时间:管式被动式采样器测定苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛的采样流量分别为50.00、41.72、55.04、35.01、104.12ml/min,最短采样时间为30min;徽章式被动式采样器测定苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛的采样流量分别为58.66、53.91、67.32、77.74、136.32ml/min,最短采样时间为30min。 3.采样范围:管式被动式采样器测定苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯的采样范围分别为30.500mg/m~3,测定甲醛采样范围为0.2-5.0mg/m~3;徽章式被动式采样器测定苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯的采样范围分别为20-500mg/m~3,测定甲醛采样范围为0.2-10.0 mg/m~3。 4.吸附容量:管式被动式采样器测定苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛的吸附容量分别为12.86、16.09、10.87、6.22、0.256mg,徽章式被动式采样器测定苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛的吸附容量分别为18.07、23.49、16.15、9.08、0.3483mg。 5.用前稳定性:管式被动式采样器和徽章式被动式采样器的用前稳定性均大于30天。 6.样品稳定性:管式被动式采样器和徽章式被动式采样器的样品稳定性均大于14天。 7.精密度:管式被动式采样器和徽章式被动式采样器的相对标准偏差(RSD)均低于10％。 8.环境影响因素:在温度10-40℃、风速50-600cm/s、湿度20％-80％的范围内,被动式采样器测定苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯不受影响;测定甲醛时,当环境湿度超过60％时,随着环境湿度的增加,采样流量逐渐增加。 9.现场实验;现场实验测定结果表明,两种类型的被动式采样器适合实际使用,。 结论 1.本文根据被动式采样器的基本原理设计了管式和徽章式被动式采样器,从采样器的外形设计到吸附剂选择,完全采用自主设计。两种被动式采样器具有操作简单、易携带、质量轻等特点,符合被动式采样器的设计原则。 2.在实验室条件下模拟外周空气环境,对两种采样器采集空气中苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、甲醛的性能指标进行了评价,结果表明,两种类型的被动式采样器在采样流量、吸附容量、样品稳定性等方面符合相关规定的要求。