一种大气中汞的采样装置，涉及一种撒气采样装置。提供一种可同时捕集大气中的气态总汞活、性气态汞和颗粒态汞，拆卸方便、操作简便，捕集效率高、偏差较小的大气中汞的采样装置。设有框架单元、气态总汞捕集单元、颗粒态汞捕集单元、活性气态汞捕集单元、气体传输单元和加热单元；框架单元设有采样箱、支架和控制箱。拆装简便，稳定可靠，操作便捷，捕集效率高，特别适用于大气中气态总汞和颗粒态汞的同时采样。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种撒气采样装置，尤其是涉及一种可同时捕集大气中气态总汞、活 性气态汞和颗粒态汞的大气中汞的采样装置。
技术介绍
自20世纪50年代日本发生震惊世界的水俣病以来，作为全球污染物之一的汞的 生物地球化学循环演化规律的研究日益受到各国的高度重视。汞在现代工业和日常生活中的用途非常广泛，现在世界上约有80多种工业生产 需要用汞作为原料。人为向大气排放汞的量达1900 2200t/a，约占总量的3/4，其中以 煤为燃料的火力发电和垃圾焚烧达1500吨，占人为排放的70%，而其中亚洲排放量最高，达 860 吨。汞有三种价态Hg°、Hg22+、Hg2+。大气环境中的汞主要以O价和+2价的形式存在。 汞的自然排放形式主要是Hg°，Hg°易挥发，几乎不溶于水；Hg22+在大气环境中很不稳定，十 分少见。Hg22+的无机化合物有 Hg2Cl2、Hg2 (NO3)2、Hg2S04、Hg2C03。除 Hg2 (NO3)2 溶于水外， 其余均难溶于水；Hg2+化合物有HgO、HgS,HgCl2, HgI2, Hg (NO3) 2、HgSO4、汞的氨化物以及其 他有机汞化合物，除HgS外，无机Hg2+化合物一般都是水溶性的，极毒。有机Hg2+化合物一 般都有CHg共价键，挥发性高，一甲基汞和二甲基汞是环境中最具毒性的汞形态，在水生生 物食物链中生物积累很大。大气汞依据物理化学形态主要分为气态单质汞(Hg°，GEM)、活性气态汞(包括Hg (OH) 2，HgCl2, HgBr2等二价汞化合物和极少量的二价有机汞)和颗粒汞(吸附于大气气溶胶 的汞)，而气态单质汞和活性气态汞常统称为气态总汞。气态总汞约占大气汞的90%以上， 而颗粒汞的比例在10%以下。气态汞又以气态单质汞为主，而活性汞只占气态总汞的1% 3%。对大气气态总汞的采样方法主要包括湿法吸收和固体吸收。目前应用最广的是 由金或银等贵金属与汞形成汞齐的原理来进行预富集，采集以后将金/银捕集管在高于 5000C高温下进行热解析，捕集的气态汞以Hg°蒸汽的形式进入CVAF或CVAAS检测器进行测 定。由于气态总汞在大气环境中痕量存在的限制，汞固体吸收法与湿法吸收法相比，固体吸 收法消除了化学分析中的试剂空白问题，灵敏度好、空白低，金管和银管等可以重复使用， 非常方便。Dumarey等通过对比金管和银管，发现金管对萊的捕集效率最高(>99. 99%),而 银管则不吸收大气中的二甲基汞，因而基于金管的采集方法应用得更为广泛。汤庆合等 人采用镀金石英砂和K2Cr2O4-HNO3吸收液两种方式富集大气中的气态汞，得出的结论是 K2Cr2O4-HNO3吸收液的效果明显低于镀金石英砂，并且镀金石英砂富集法具有吸收效果好、 重复性好、操作简便等优点。20世纪90年代中期以前，大气气态总汞的采集基本上是基于手工金管法进行的。 90年代中期以来，基于金管采样以及CVAFS或CVAAS分析于一体的大气自动测汞仪的陆续出现，使得大气气态总汞的监测变得非常便利。现在常用的颗粒态汞的采集方法有传统法和扩散管法。扩散管对气态汞的捕集 效率与管子的制备密切相关，有时扩散管的吸收效率能下降到80%以下，Lu等通过扫描电 镜发现镀金扩散管在采样时出现镀金层剥落现象，这必将影响颗粒态汞的采样效率。传统方法包括使用滤膜、石英棉、液体吸收瓶、多级冲积板等方式采集大气颗粒 物。滤膜法是目前应用最为广泛的大气颗粒态汞采集方法，其通过将空气通过滤膜物质而 将颗粒物与气相分开，这些滤膜由于具有较大的截面积(47_或以上)，因而采样流速也远 高于石英棉(一般可达30L/min或更高)。常用的滤膜包括玻璃/石英纤维滤膜、聚丙烯滤 膜、醋酸纤维滤膜、Teflon滤膜等，而Teflon滤膜以及纤维滤膜性能优越，杂质最少。滤膜 使用前一般采用酸洗或高温处理(如500°C )进行净化。滤膜采完样后，用湿法消解或高温热 解法进行分析。湿法消解是在HF、HCl、H2S04、HNO3> KMnO4等强酸介质中将汞从滤膜中释放 出来，然后将Hg2+用SnCl2或者NaBH4还原，释放出来的Hg°蒸汽用CVAFS或CVAAS法分析。 这一分析过程的主要缺点是耗时、费力，并且容易造成样品损失(Hg°挥发)和污染。高温热 解法是将样品在还原环境下(Ar、He或N2气流)加热到高温(如900°C )，将所有的汞热解析 出来并转化为 Hg0 ( [15]ffang J, Xiao Z, Lindqvist O. On-line measurement of mercury in simulated flue gas[J]. Water, Air, &Soil Pollution,1995，80(I):1217-1226.),用 CVAFS或CVAAS法分析。热解分析一般只需要几分钟，因此与湿法消解相比，该法省时省力， 并且污染风险小。活性气态汞的采集方法主要有3种多级滤膜法、回流喷雾箱法和镀KCl扩散管 法。对于多级滤膜法([16]LuJ, Schroeder ff. Sampling and determinationof particulate mercury in ambient air: A review[J].Water, Air, &Soil Po I lution, 1999，112(3) :279-295.)，该法的缺点是采样时间长、流速低，一般需要24h才能获 得足够的活性气态汞。除此之外，在气流前端收集的颗粒态汞随气流挥发并被后面的阳离 子交换膜吸收，气流中的Hg°与气态组分反应并氧化，活性气态汞被颗粒物滤膜吸收等。回 流喷雾箱法缺点是吸收液可能吸收大气中的其他组分，并与Hg°或活性气态汞反应，造成一 定的误差。另外，吸收液对活性气态汞的吸收效率与吸收液中的Cl浓度相关，大气颗粒物 (或气溶胶)和臭氧均可对活性气态汞的浓度造成一定的偏差。镀KCl扩散管法分为管状扩 散管([17]Xiao Z, Sommar J, Wei S，et al. Sampling and determination of gas phase divalent mercury in the air using a KCl coated denuder[J]. Fresenius' journalof analytical chemistry, 1997, 358(3) : 386-391.)和环形扩散管([18]Landis MS, Stevens RK, Schaedlich F, et al.Development and characterization of an annular denuder methodology for the measurement of divalent inorganic reactive gaseous mercury in ambient air[J]. Environmental Science&Technology, 2002，36(13):3000-3009·)两 种。两种扩散管的基本原理大致相同，都是在扩散管内表面均匀地涂上一层能够选择性地 吸附本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大气中汞的采样装置，其特征在于，设有框架单元、气态总汞捕集单元、颗粒态汞捕集单元、活性气态汞捕集单元、气体传输单元和加热单元；框架单元设有采样箱、支架和控制箱，采样箱固于支架顶面，控制箱固于支架下部，控制箱中设有控制电路；气态总汞捕集单元设于采样箱内，包括2套相同的组件，每套组件设有闭式特氟龙滤膜匣和第一流量计和2根金砂管；2根金砂管串联呈立式设置，上金砂管与第一流量计连通，下金砂管与所述闭式特氟龙滤膜匣连通；颗粒态汞捕集单元设于采样箱内，包括2套相同的组件，每套组件设有开式特氟龙滤膜匣和第二流量计；活性气态汞捕集单元设于采样箱内，包括2套相同的组件，每套组件设有扩散管和加热管；扩散管呈立式设置，扩散管上端与颗粒态汞捕集单元的第二流量计连通，扩散管下端与所述开式特氟龙滤膜匣连通；气体传输单元设有第一空气泵和第二空气泵；第一空气泵接所述第一流量计，第二空气泵接所述第二流量计；第一空气泵设于所述采样箱内，第二空气泵设于所述控制箱中；加热单元设于采样箱内，加热单元设有温控器和加热管，温控器输入端接设于控制箱中的控制电路，温控器输出端接加热管，加热管套在扩散管外。
【技术特征摘要】
1.一种大气中汞的采样装置，其特征在于，设有框架单元、气态总汞捕集单元、颗粒态汞捕集单元、活性气态汞捕集单元、气体传输单元和加热单元；框架单元设有采样箱、支架和控制箱，采样箱固于支架顶面，控制箱固于支架下部，控制箱中设有控制电路；气态总汞捕集单元设于采样箱内，包括2套相同的组件，每套组件设有闭式特氟龙滤膜匣和第一流量计和2根金砂管；2根金砂管串联呈立式设置，上金砂管与第一流量计连通，下金砂管与所述闭式特氟龙滤膜匣连通；颗粒态汞捕集单元设于采样箱内，包括2套相同的组件，每套组件设有开式特氟龙滤膜匣和第二流量计；活性气态汞捕集单元设于采样箱内，包括2套相同的组件，每套组件设有扩散管和加热管；扩散管呈立式设置，扩散管上端与颗粒态汞捕集单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗津晶，刘燕，吴萍萍，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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