背景技术
苯并a芘是多环芳烃中毒性最大的一种强烈致癌物质,很容易被大气中的飘尘吸附,通过呼吸进入人体,诱发癌变。已被世界公认为三大强致癌物之首,严重威胁人们的身体健康,对苯并a芘的治理已刻不容缓。
要对苯并a芘进行有效治理,必须要有科学准确的监测手段。目前对苯并a芘检测是通过传统的实验室分析方法来实现的。如:
GB 8917-88《空气质量飘尘中苯并a芘的测定乙酰化滤纸层折荧光分光光度法》;
GB/T 15439-1995《环境空气苯并a芘测定高效液相色谱法》;
HJ/T 40-1999《固定污染源排气中苯并a芘的测定高效液相色谱法》等。
实验室分析方法由人工操作,通过现场采样,实验室分析处理,最终获得测定结果。
用实验室分析方法来实现对苯并a芘的检测,实时性很差,效率很低,很难满足在一定时限内实时地获取大范围内各检测点的苯并a芘浓度数据的需求,严重制抑了对苯并a芘污染的有效控制和治理。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供一种苯并a芘浓度在线测试仪,该测试仪能够在线地、实时地、全天候地监测环境空气中的苯并a芘浓度。
本实用新型的技术解决方案是:
本实用新型提供的苯并a芘浓度在线测试仪,包括通过管路依次连接的超声波提取器(3)、流量控制器(6)和采样泵(7),所述超声波提取器(3)的进气管路上设有电磁阀DZF2,所述超声波提取器(3)与所述流量控制器(6)的连接管路上设有电磁阀DZF4,所述超声波提取器(3)通过电磁阀DZF7与高效液相色谱仪(8)管路连接,所有上述部件均在工控机(9)控制下工作。
该在线测试仪还包括与所述超声波提取器(3)通过管路依次连接的定容器(2)和蠕动泵(1),所述定容器(2)与所述超声波提取器(3)的连接管路上设有电磁阀DZF1。
所述超声波提取器内有一滤筒,所述滤筒外有一液体容器。
所述定容器中设有六通阀。
所述工控机(9)通过GPRS模块(10)将苯并a芘浓度值发送到区域环境监控中心。
该在线测试仪还包括储气罐(11)和第一压力控制器(12),空气依次经由储气罐(11)、第一压力控制器(12)、电磁阀DZF3、超声波提取器(3)、电磁阀DZF6进入废液池(4),最终由废液池(4)的排气口排出。
该在线测试仪还包括第二压力控制器(13)和除尘器(14),反吹气体依次经由储气罐(11)、第二压力控制器(13)、电磁阀DZF8、超声波提取器(3)、电磁阀DZF5,最终由除尘器(14)排出。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点:
(1)采用本实用新型,测定一个苯并a芘样品浓度值约需3-5小时(视采样时间长短定),且可在线实时地送到相关部门。而用传统实验室分析方法测定一个苯并a芘样品浓度值约需2-3天时间,且需配置样品采集、化学分析等人力资源。
(2)本实用新型采用全自动方式,排除了人为因素的干扰,测定的浓度值更加准确、有效。而传统实验室分析方法人为因素对测定的浓度值影响较大。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。
如图1所示,苯并a芘浓度在线测试仪包括通过管路依次连接的超声波提取器3、流量控制器6和采样泵7,所述超声波提取器3的进气管路上设有电磁阀DZF2,所述超声波提取器3与所述流量控制器6的连接管路上设有电磁阀DZF4,所述超声波提取器3通过电磁阀DZF7与高效液相色谱仪8管路连接;该在线测试仪还包括与所述超声波提取器3通过管路依次连接的定容器2和蠕动泵1,所述定容器2与所述超声波提取器3的连接管路上设有电磁阀DZF1。所有上述部件均在工控机9控制下工作。
在工控机9控制下,采样泵7采集环境空气中的飘尘样气,流量控制器6控制飘尘样气的采集速度。
在所述工控机9的控制下,蠕动泵1将提取液吸入定容器2,提取液经定容器2定量后,在工控机9的控制下流入所述超声波提取器3。
所述超声波提取器3内有一滤筒,所述滤筒外有一液体容器;所述提取液经所述滤筒渗漏保存在所述液体容器中。
在超声波提取器3内,飘尘样气中的颗粒物上的苯并a芘溶解到提取液中,生成待测清液;待测清液在工控机9的控制下流入高效液相色谱仪8,高效液相色谱仪8测定待测清液中的苯并a芘浓度,以荧光强度的形式表达该浓度值,将荧光强度值输出到工控机9;工控机9将此荧光强度值转换成标准的苯并a芘浓度值输出。
所述工控机9通过GPRS模块10将苯并a芘浓度值以无线的形式发送到区域环境监控中心。
飘尘样气中大于0.45微米的颗粒物被截留在滤筒上,通过提取,附集在颗粒物上的苯并a芘被溶解到了提取液中,但颗粒物仍截留在滤筒上,影响到下一次测试。另外,滤筒外边存放提取液的液体容器,当测试结束时,在其容器壁上,也会残留下本次测试的待测清液,这会影响到下次测试浓度值的准确度。为此,在本次测试结束后,下次测试开始之前,必须对超声波提取器进行反吹和清洗。
为此,该在线测试仪还进一步包括储气罐11、第一压力控制器12、第二压力控制器13和除尘器14。空气依次经由储气罐11、第一压力控制器12、电磁阀DZF3、超声波提取器3、电磁阀DZF6进入废液池4,最终由废液池4的排气口排出。反吹气体依次经由储气罐11、第二压力控制器13、电磁阀DZF8、超声波提取器3、电磁阀DZF5,最终由除尘器14排出。
开始检测时,第一步要完成的是被测样气的采样。工控机9在内装程序控制下,通过I/O接口5,打开电磁阀DZF2和DZF4,同时开启采样泵7,被采集的飘尘样气通过管路进入超声波提取器3的滤筒中。飘尘样气中大于0.45微米的颗粒物被截留在滤筒上,小于0.45微米的颗粒物随气体排出。为了计算被测样气中苯并a芘的浓度,必须知道被测样气的体积,这是通过流量控制器6来实现的。在工控机9的控制下,保证样气采集时的流速是恒定的,这时只要记录下采样时间,就可方便地计算出已采样的被测样气的体积。采样结束后,及时关闭电磁阀DZF2、DZF4及采样泵7。
苯并a芘是附集在飘尘样气中的颗粒物上的,必须用定量的特定化学试剂将颗粒物上的苯并a芘提取出来方可供仪器测定。提取液是存放在专用的容器中的,当采样结束后,工控机9控制启动蠕动泵1,提取液被吸入定容器2,经定容器2定量,工控机9打开电磁阀DZF1,提取液进入滤筒。滤筒外边是一个液体容器,提取液经滤筒渗漏保存在液体容器中,等定量的提取液全部流入液体容器中后,关闭电磁阀DZF1,滤筒就浸泡在提取液中了,这样可以对已被采集到滤筒上的颗粒物上的苯并a芘进行提取。为了加快提取速度和提高提取率,这时工控机会自动开启超声波,十分钟后,提取结束,关闭超声波,滤筒上的颗粒物上的苯并a芘都已基本上全部溶解到提取液中,生成了待测清液。
待测清液生成后,工控机9通知高效液相色谱仪8,开始测试,同时打开电磁阀DZF7,让待测清液流入高效液相色谱仪8,在高效液相色谱仪8自身控制流程控制下,完成对待测清液中苯并a芘浓度的测定,这一浓度值是以荧光强度的形式表达的。
工控机9扫描高效液相色谱仪8的输出,将获得的荧光强度值通过计算,转换成标准的苯并a芘浓度值,并通过GPRS模块10,以无线的形式发送到区域环境监控中心。至此,一次苯并a芘在线检测结束。
如上所述,飘尘样气中大于0.45微米的颗粒物被截留在滤筒上,通过提取,附集在颗粒物上的苯并a芘被溶解到了提取液中,但颗粒物仍截留在滤筒上,影响到下一次测试。另外,滤筒外边存放提取液的液体容器,当测试结束时,在其容器壁上,也会残留下本次测试的待测清液,这会影响到下次测试浓度值的准确度。为此,在本次测试结束后,下次测试开始之前,必须对超声波提取器3进行反吹和清洗。
在反吹和清洗之前,首先要吹干滤筒及滤筒上附集的颗粒物上的液体,吹干操作是用流动气体来实现的。储气罐用来存放压力为0.5Mpa的气体,通过第一压力控制器12,使其输出时的气体压力为5Pa。吹干时,将电磁阀DZF3和电磁阀DZF6打开,空气依次经由储气罐、第一压力控制器12、电磁阀DZF3、超声波提取器3中的滤筒、滤筒外的液体容器、电磁阀DZF6,最终进入废液池4,由废液池4的排气口排入大气。经过一定时间,吹干过程结束,关闭电磁阀DZF3和电磁阀DZF6。
反吹的目的是:将上一次测试时截留在滤筒上的颗粒物通过反吹使其脱离滤筒,为下一次采样做好准备。反吹时,反吹气体依次经由储气罐11、第二压力控制器13、电磁阀DZF8、超声波提取器3中滤筒外的液体容器、滤筒、电磁阀DZF5,最终经除尘器排出。第二压力控制器13的输出压力设定为0.05~0.1Mpa。反吹结束后,关闭电磁阀DZF8和电磁阀DZF5。
清洗时的操作与测试时往超声波提取器3中加提取液的操作类同,前者开启超声波是为了清洗,而后者开启超声波是为了加快提取速度和提高提取率。清洗后的废液通过打开电磁阀DZF6,排入废液池4。清洗结束时,应及时关闭电磁阀DZF1和电磁阀DZF6。步骤为:
A.打开蠕动泵1,使定容器2中的六通阀处于加样状态,向定容器2内加入提取液,出现回流后(通过时间确定)关闭蠕动泵1。
B.开启定容器2中的六通阀,使之旋转30°,六通阀进入放样状态,打开电磁阀DZF1、电磁阀DZF2,将提取液全部从定容器2中放入到采样超声提取器3内,关闭电磁阀DZF2,开启超声提取器3,30秒后关闭超声提取器3、关闭电磁阀DZF1,打开电磁阀DZF7放掉清洗液,清洗结束。
本实用新型不局限于权利要求和上述实施例所述及的内容,只要是根据本实用新型的构思所创作出来的任何实用新型,都应归属于本实用新型的保护范围之内。