一种用于组合采集大气痕量形态汞的方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102221489A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102221489A(43)申请公布日2011.10.19(21)申请号201010149351.0(22)申请日2010.04.15(71)申请人中国科学院城市环境研究所地址361021福建省厦门市集美区集美大道1799号(72)发明人陈进生徐玲玲赵金平张福旺尹丽倩徐亚(51)Int.Cl.G01N1/24(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种用于组合采集大气痕量形态汞的方法和装置(57)摘要一种对大气中痕量形态汞进行组合采样的方法和装置，属于大气环境监测技术领域。该方法采用程控器控制采样过程，采样气流依次经过填装KCl镀层的扩散管、装设石英纤维的滤膜管以及镀金石英砂的捕汞管，大气中的痕量气态二价汞(RGM)、颗粒态汞(pHg)以及气态单质汞(GEM)，分别被KCl饱和溶液、石英纤维滤膜和镀金石英砂所吸附或截留，实现了3种不同形态汞的组合采样。本发明装置系统简单，参数调整精确，运行可靠，实验效率高，对大气中3种不同形态的痕量汞进行同步串联采样，减少野外作业所需携带的大量器材，提高实验效率，达到事半功倍的作用。CN102489ACCNN110222148902221500A权利要求书1/1页1.一种用于组合采集大气痕量形态汞的方法和装置，包括下述装置：扩散管(1)由环形的同轴石英管、涂覆在石英管外管内壁和内管外壁的KCl镀层以及保温元件组成；滤膜管(2)配有两根可嵌套在一起的不同管径石英管、滤膜膜托以及密封装置；捕汞管(3)内填充镀金石英砂；流量控制器(4)用于调节与计算采样过程的气体流速和体积；采样泵(5)为采样装置提供采样动力；控制器(6)可协调控制采样装置各部件的工作状况。2.根据权利要求1所述的用于组合采集大气痕量形态汞的方法，其特征在于：所述的采样方式是串联组合扩散管、滤膜管和捕汞管，依次同步采集大气中的痕量气态二价汞(RGM)、颗粒态汞(pHg)以及气态单质汞(GEM)。3.根据权利要求1所述的用于组合采集大气痕量形态汞的方法，其特征在于：所述的扩散管恒温加热温度为30～80℃。4.根据权利要求1所述的用于组合采集大气痕量形态汞的方法，其特征在于：所述的采样时间为0.2～2h。5.根据权利要求1所述的用于组合采集大气痕量形态汞的方法，其特征在于：所述的采样流量为2～30L/h。2CCNN110222148902221500A说明书1/3页一种用于组合采集大气痕量形态汞的方法和装置技术领域[0001]本发明属于大气环境监测技术领域，是一种对大气中痕量形态汞进行组合采样的方法和装置。背景技术[0002]汞(Hg)是一种高毒性的、生物体内非必需的重金属元素，也是唯一主要以气态形式存在于大气的重金属污染物。大气环境是汞迁移转化的重要场所，大气环境中的汞依据物理化学形态主要分为：气态单质汞(Hg0，GaseousElementalMercury，GEM)、活性气态汞(Hg2+，ReactiveGaseousMercury，RGM)和颗粒态汞(pHg，ParticleMercury，吸附于大气颗粒物中)三种。表1是各形态汞在大气总汞中的形态分类与比例。[0003]表1大气中汞的形态分类与比例[0004][0005]GEM具有较高的挥发性和很低的水溶性，极易在大气环流中通过长距离的迁移扩散成为全球性污染物，在大气中的平均停留时间约为0.5～2a。RGM和pHg则具有较高的沉降速率，在大气中的滞留时间短，一般不参与长距离的大气传输，二者在大气总汞的比例虽然很少，但在汞的生物地球化学循环过程中却扮演着重要的角色，是大气汞沉降的最主要来源。大气汞的来源包括自然源和人为源，其中人为源主要包括化石燃料的燃烧、有色金属冶炼、氯碱工业、炼汞活动等。而自然源则主要包括火山与地热活动、土壤和水体表面挥发作用等。[0006]工业革命以来，人为源的汞释放强度不断增加。研究认为，目前全球人为源每年约向大气排放2100t汞，其中GEM、RGM和pHg的释放量分别约为1480、480和140t。大气中汞的平均浓度较工业革命前增加了3倍左右，背景值在1.5～2.0ng/m3之间。[0007]我国人为源大气汞排放量约500～700吨/年，汞排放较多的主要原因是我国对能源的需求较大而污染排放治理能力却较为落后。燃煤和有色金属冶炼是两个最大的人为汞排放源，年均排放量约占总排放量的80％。在我国快速城市化与工业化的背景下，燃煤消耗量持续增长，大气汞排放量也将不断上升。[0008]表2是目前我国部分区域大气中汞的浓度水平，从表2可以发现，我国开展大气中汞浓度水平研究的区域还很少，而且主要局限在气态总汞上，对形态汞的研究基本未涉及。有