一種汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置，該裝置包括：四通管、集液單元、集固單元、集氣單元、干燥單元、動力單元。四通管通過橡皮塞與汽車尾氣管連接，四通管、集液單元、集固單元、集氣單元、干燥單元、動力單元依次相連。本實用新型主要提供一種汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置，能簡單有效的收集汽油汽車全部非常規成分，且不改變其性質；以解決現有技術對汽油汽車尾氣非常規成分收集不全、不便取樣分析，收集裝置結構復雜等問題。
【專利說明】一種汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種汽車尾氣收集采樣裝置，尤其涉及汽油汽車尾氣非常規成分 收集采樣裝置。
【背景技術】
[0002] 汽車排放的污染物是大氣污染的主要因素之一，為了治理汽車尾氣帶來的污染， 首先要能成功地收集到具有代表性的汽車尾氣進而對其性質有一個全面的了解。目前，國 內外對汽油汽車常規成分的研究很多，可能是因為常規成分能夠現場測定；而對非常規成 分主要集中于顆粒物的研究，其次是氣相成分的研究，將二者結合起來的很少，這顯然沒有 包括汽油汽車尾氣的所有成分。
【發明內容】
[0003] 本發明目的在于，提供一種結構簡單、操作方便的汽油汽車尾氣非常規成分收集 采樣裝置，采集了包括顆粒物、液相成分和氣相成分在內的汽油汽車尾氣全部非常規成分， 并且收集的成分在測試前不變質，可以直接用于生物效應試驗和理化試驗。
[0004] 為了實現上述任務，本實用新型采用如下技術方案予以實現：一種汽油汽車尾氣 收集裝置，包括四通管、集液單元、集固單元、集氣單元、干燥單元、動力單元；四通管連接汽 車尾氣管，用來分配進入收集裝置中汽車尾氣的量；集液單元連接四通管，用來收集汽油汽 車非常規成分中的冷凝液；集固單元連接集液單元，用來收集汽油汽車非常規成分中的顆 粒物；集氣單元連接集固單元，用來收集汽車尾氣非常規成分中的氣態物質；干燥單元連 接集氣單元，干燥尾氣，以避免尾氣中的水蒸氣腐蝕動力單元中的儀器；動力單元，提供汽 車尾氣在裝置中流通的動力并通過控制裝置的排氣量來實現對四通管進氣量的控制。
[0005] 作為優選，所述的集液單元包括一個冰水槽以及放入其中并相互連接的冷凝管和 集液瓶；所述的冷凝管為自制的螺旋形冷凝管，冷凝管堅直放置，采用上面進水，下面出水 的水流形式。剛從發動機排出的高溫尾氣因溫度驟降產生大量冷凝液，設置集液單元先將 尾氣中的液態部分收集起來，不至于影響尾氣中顆粒物和氣態成分的收集；而螺旋型冷凝 管使液化更充分，減少揮發性損失。
[0006] 作為優選，所述的集固單元包括一個顆粒采樣器，所述的顆粒采樣器采用改裝的 粉塵采樣器，配套使用的玻纖濾紙事先于450°C烘干8h后置于干燥器中，恒重后對濾紙稱 量。
[0007] 作為優選，所述的集氣單元包括一個冰水槽以及放入其中的U型管，所述的U型管 內填充PUF (聚氨酯泡沫)和XAD-2兩種材料。PUF和XAD-2是汽油汽車尾氣氣態烴類物質 很好的吸附材料。所述的PUF臨用前以二氯甲烷在索氏提取器中抽提10h，所述的XAD-2樹 脂臨用前以二氯甲烷在索氏提取器中抽提l〇h ;所述的U型管采樣體積的確定：作采樣量與 采樣體積的關系曲線圖，出現第一個明顯折點處即為U型管的最大采樣量。U型管采樣容量 的確定通常采用將2~3個采樣管串聯起來采樣，計算第一個管含量占總量的百分數；在實 際采樣中，由于將U型管串聯起來后采樣系統的氣道阻力大大增加，使得采樣時間大大延 長，因此本實用新型采用了另一種方法確定采樣容量的方法。此方法的原理是U型管采樣 量隨著采樣體積的增加而增加，如果U型管飽和，則采樣量不會隨采樣體積的增加而增加， 如果作成曲線圖，在圖上就可以看到明顯的折點，此點即U型管的最大采樣量，這樣可以用 單支U型管單獨采樣確定采樣容量。
[0008] 作為優選，所述的干燥單元包括一個硅膠瓶，所述的硅膠粒徑6(Γ230目，并于 1801：活化811。
[0009] 作為優選，所述的動力單元中的氣表采用累計讀數式氣表；所述的采樣泵的流量 應與汽車尾氣的排放量相當，采氣泵自帶計時器和壓力表。汽車尾氣排放不均勻，汽車尾氣 的體積測量采用累計讀數式氣表能夠保證測量的準確性；采樣泵的流量應與汽車尾氣的排 放量相當，否則會導致汽車熄火或將周圍的空氣帶到樣品中。
[0010] 作為優選，四通管通過橡皮塞與汽車尾氣管相連，四通管、集液單元、集固單元、集 氣單元、干燥單元、動力單元依次相連；其中四通管與集液單元的冷凝管進口相連，集液單 元的集液瓶出口與集固單元相連，干燥單元的出口與動力單元的氣表進氣口相連。
[0011] 因此，本實用新型的汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置具有下述優點：前置 的四通管與動力單元一起共同調節進入本裝置的汽油汽車尾氣流量，保證了汽車發動機正 常工作且不吸入其它有害成分；通過各個收集單元，能夠對汽油汽車尾氣非常規成分中固、 液、氣三態充分吸收，并且沒有通過捕獲劑改變原有尾氣成分，勿需對樣品進行再處理即可 用于后期成分分析及生物、理化試驗；解決了現有技術對汽油汽車尾氣成分收集不全、收集 純度不高，收集裝置結構復雜，收集后的樣品變質而不便分析等問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實用新型汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置的流程圖；
【具體實施方式】
[0013] 下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。
[0014] 實施例1。
[0015] 如圖1所示，一種汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置，包括四通管（8)、集液 單元（1)、集固單元（2)、集氣單元（3)、干燥單元（4)、動力單元（5);所述的集液單元包括一 個冰水槽（9)以及放入其中并相互連接的冷凝管（10)和集液瓶（11)，所述的集固單元包括 一個顆粒采樣器（12)，所述的集氣單元包括一個冰水槽（13)以及放入其中的U型管（14)， 所述的干燥單元包括一個娃膠瓶（15),所述的動力單元包括一個氣表（16)以及與其相連 的一臺采樣泵（17);四通管（8)通過橡皮塞（7)與汽車尾氣管（6)相連，四通管（8)、集液 單元（1)、集固單元（2)、集氣單元（3)、干燥單元（4)、動力單元（5)依次相連；其中，四通管 (8)與集液單元（1)中冷凝管（10)的進口相連，集液單元（1)中的集液瓶（11)出口與集固 單元（2)相連，干燥單元（4)的出口與動力單元（5)中的氣表（16)進氣口相連。
[0016] 所述的冷凝管（10)為自制的螺旋形冷凝管，冷凝管堅直放置，采用上面進水，下面 出水的水流形式；所述的顆粒采樣器（12)采用改裝的型號為AKFC-92A國產粉塵采樣器，配 套使用的玻纖濾紙事先于450°C烘干8h后置于干燥器中，恒重后對濾紙稱量；所的U型管 (14)內所填充的填料為PUF和XAD-2 ;所述的硅膠瓶（15)中硅膠粒徑為6(Γ230目；所述的 氣表（16)采用累計讀數式氣表，本實施例采用BK-G2. 5C型煤氣表；所述的采樣泵（17)采 用SYC-IA型煙塵煙氣測試儀，并自帶計時器和壓力表。
[0017] 利用本實用新型對汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣的方法步驟：
[0018] (1)收集采樣前準備工作：確定U型管采樣體積：本實施例在相同條件下采集了 100L，160L，260L，480L四個樣品，作采樣量與采樣體積的關系曲線圖，出現第一個明顯折點 處即為U型管的最大采樣量，最后確定U型管的采樣量不超過250L ;玻纖濾紙于450°C烘烤 8h后置于干燥器中，恒重后對每張濾紙稱重并編號；硅膠于180°C活化8h ;XAD-2樹脂臨用 前以二氯甲烷在索氏提取器中抽提l〇h ;聚氨酯泡沫（PUF)，臨用前以二氯甲烷在索氏提取 器中抽提l〇h ;向各裝置內加入適量準備好的相應物質；檢查汽車發動機、煤氣表、采樣泵 是否正常工作，按附圖1連接好各裝置后，檢查各裝置的氣密性是否良好；
[0019] (2)收集采樣：以90#汽油為燃料，采樣泵流量設為6L/min，先啟動汽油汽車發動 機，運行一段時間后讓其處于怠速狀態，同時，采集工作開始，采樣量250L左右，記錄采樣 時管道中的溫度和壓力，最終將所采尾氣體積換算成標準狀態下（0. lMPa，25°C)的體積； 樣品收集采樣后立即貯存于溫度_20°C的冰柜中。采樣時發動機工作狀態為怠速。汽車尾 氣檢測主要有怠速法和工況法兩種，工況法是將汽車若干常用工況組合在一起測量污染物 排放，可以比較全面地反映汽車排放水平，但是其試驗設備昂貴，價格是怠速法的ΚΚΓ200 倍，而怠速法是采用汽車常用工況中排放污染較重的工況。因此，本實用新型采用怠速法采 集尾氣，既經濟又具有代表性。
[0020] (3)樣品處理：對于顆粒物、PUF和XAD-2采集到的樣品，均以二氯甲烷分三次超聲 發生器中提取，每次30分鐘；對于冷凝液則以二氯甲烷分三次于分液漏斗中萃取，萃取液 與前述提取液合并，置于旋轉蒸發器中40°C減壓濃縮后用0. 2ml甲醇定容，定容后的樣品 就可以直接用于實驗。
[0021] 實施例2。
[0022] 本實施例是在實施例1的基礎上進行的，用來檢測實施例1中收集到的樣品，采 用9000型便攜式紅外線汽車排氣分析儀對汽油汽車尾氣常規成分進行在線檢測，采用 HP6890/5973GC-MS型氣相色譜-質譜聯用儀對實施例1中所采集的非常規成分進行測定； 測定結果表明：常規成分中C0的含量8. 36±0. 0. 61%，碳氫化合物（HC)含量2390±53ppm ; 非常規成分測出種類有99種，其中單環芳烴34種，其相對含量占78. 4%，烴類物質14種， 占12. 3%，多環芳烴27種，占0.4%，以及少量的鄰苯二甲酸類，醛，酚，酮等；上述非常規 成分中含有美國EPA規定的優先控制污染物，可見汽油汽車尾氣成分復雜、污染物量大。
[0023] 實施例3。
[0024] 本實施例是在實施例1的基礎進行的，把實施例1收集的樣品用作生物毒性試 驗的受試物，通過細胞毒性、免疫毒性和遺傳毒性試驗來研究汽油汽車尾氣非常規成分 的生物效應；結果表明：（1)汽油汽車尾氣非常規成分濃度分別在0. 125L/ml、0. 0156L/ ml、0. 0156L/ml以上時，能對肺癌上皮II型（A549)細胞株產生明顯的細胞毒性、使增殖 率顯著降低、凋亡細胞百分比顯著升高等影響；（2)汽油汽車尾氣非常規成分在濃度為 0. 0313L/ml、0. 063 L/ml以上可使玫瑰花結形成率(代表免疫球蛋白Fc段受體數目）以及 ADCC活性(反應肺巨噬細胞的攻擊能力）顯著降低；（3)汽油汽車尾氣非常規成分在所實 驗的0. 025~0. 2L/ml濃度范圍內均可誘發肺上皮A549細胞微核率(染色體損傷率）增加； 在所實驗的0. 025?0. 4 L/ml濃度范圍內均可誘導A549細胞DNA斷裂；采用標準平皿摻入 法，進行加與不加大鼠肝9s的試驗表明：不加大鼠肝S9時，汽油汽車尾氣非常規成分在加 10皿/L、和20皿/L的量時對AT98敏感菌株具有致突變性；加S9時，在加1. 25、2. 5、5. 0、 10、和20皿/L的量時對TA98菌株都具有致突變性，并具有明顯的劑量反應關系，而加與不 加59,汽油汽車尾氣非常規成分對TA100敏感菌株均無致突變性，說明該樣本中只含移碼 型致突變物而不含堿基置換型致突變物；汽油汽車尾氣非常規尾氣在最低劑量組（33ml/ ml)即對L5178Y細胞TK (胸苷激酶）基因有致突變作用。
[0025] 除此之外，汽油汽車尾氣非常規成分與同期甲醇汽車尾氣非常規成分就以上試驗 結果作對比發現，大部分實驗中汽油燃料汽車尾氣的毒性及損傷效應要明顯高于全甲醇燃 料汽車尾氣，這是因為汽油汽車尾氣非常規成分較甲醇汽車尾氣非常規成分復雜的多，而 且汽油汽車尾氣含有大氣污染的重要污染物-顆粒物，而甲醇汽車尾氣非常規成分未檢查 到顆粒物。
[0026] 上述生物毒性試驗結果表明，用該方法與裝置采集的樣品能夠很好地用于生物試 驗的研究，進而進行汽車尾氣健康效應方面的評價。
【權利要求】
1. 一種汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置，其特征在于，包括四通管、集液單元、 集固單元、集氣單元、干燥單元、動力單元；四通管連接汽車尾氣管，用來分配進入收集裝置 中汽車尾氣的量；集液單元連接四通管，用來收集汽油汽車非常規成分中的冷凝液；集固 單元連接集液單元，用來收集汽油汽車非常規成分中的顆粒物；集氣單元連接集固單元，用 來收集汽車尾氣非常規成分中的氣態物質；干燥單元連接集氣單元，干燥尾氣，以避免尾氣 中的水蒸氣腐蝕動力單元中的儀器；動力單元，提供汽車尾氣在裝置中流通的動力并通過 控制裝置的排氣量來實現對四通管進氣量的控制。
2. 根據權利要求1所述的一種汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置，其特征在于， 所述的集液單元包括一個冰水槽以及放入其中并相互連接的冷凝管和集液瓶；所述的冷凝 管為自制的螺旋形冷凝管，冷凝管堅直放置，采用上面進水，下面出水的水流形式。
3. 根據權利要求1所述的一種汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置，其特征在于， 所述的集固單元包括一個顆粒采樣器，所述的顆粒采樣器采用改裝的粉塵采樣器。
4. 根據權利要求1所述的一種汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置，其特征在于， 所述的集氣單元包括一個冰水槽以及放入其中的U型管，所述的U型管內填充PUF(聚氨酯 泡沫）和XAD-2兩種材料。
5. 根據權利要求1所述的一種汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置，其特征在于， 所述的干燥單元包括一個硅膠瓶，所述的硅膠粒徑為6(Γ230目。
6. 根據權利要求1所述的一種汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置，其特征在于， 所述的動力單元包括一個氣表以及與其相連的一臺采樣泵；所述的氣表采用累計讀數式氣 表；所述的采樣泵的流量應與汽車尾氣的排放量相當，采氣泵自帶計時器和壓力表。
7. 根據權利要求1所述的一種汽油汽車尾氣非常規成分收集采樣裝置，其特征在于， 所述的四通管通過橡皮塞與汽車尾氣管連接，四通管、集液單元、集固單元、集氣單元、干 燥單元、動力單元依次相連，其中四通管與集液單元中冷凝管的進口相連，集液單元的集液 瓶出口與集固單元相連，干燥單元的出口與動力單元的氣表進氣口相連。
【文檔編號】G01N1/24GK203869917SQ201320818158
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】馬效芳, 姚景, 陶權, 梁英, 胡牧, 雷永佳 申請人:四川大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
