環(huán)境監(jiān)測儀器的發(fā)展趨勢將以人工采樣和實(shí)驗(yàn)室分析為基礎(chǔ),向自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化為主的監(jiān)測方向發(fā)展。而中國現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測儀器多是中小型企業(yè)生產(chǎn),產(chǎn)品基本是中低檔儀器,遠(yuǎn)不能適應(yīng)環(huán)境監(jiān)測工作發(fā)展的需要。其主要表現(xiàn)有:技術(shù)檔次低,低水平和重復(fù)生產(chǎn)嚴(yán)重,規(guī)模效益差;產(chǎn)品質(zhì)量不高,性能不穩(wěn)定,一致性較差,使用壽命短,故障率高;研究開發(fā)能力較低,在線監(jiān)測儀器的系統(tǒng)配套生產(chǎn)能力較低,不能適應(yīng)市場的需要。
降水采樣器也不例外。
從歐美和日本等國的降水監(jiān)測技術(shù)來看,降水自動(dòng)采樣器重點(diǎn)需要解決的問題是確保自動(dòng)收集裝置的性能,首先要確保感雨器的性能和統(tǒng)一規(guī)格,其次是試樣的保存方法。
另外,由于降水的成分比較復(fù)雜,實(shí)驗(yàn)證明在放置一段時(shí)間后,其電導(dǎo)率和pH值等都會(huì)發(fā)生變化,因此目前所采用的整場式和分段式采樣方法都很難真正反映出雨水的實(shí)際情況,所以發(fā)展多參數(shù)的降水自動(dòng)監(jiān)測儀來進(jìn)行降雨過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測是今后的發(fā)展趨勢。
降水采樣器主要特點(diǎn)采用梳狀傳感器,靈敏度高,抗干擾能力強(qiáng)降水時(shí)自動(dòng)打開,降水結(jié)束時(shí)自動(dòng)關(guān)閉,連續(xù)自動(dòng)采樣機(jī)械系統(tǒng)采用四連桿結(jié)構(gòu),動(dòng)作可靠,采樣桶密封好無污染,取樣方便控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,抗干擾能力強(qiáng),無誤動(dòng)作可以采集雨雪樣品晴天可以采集干降塵樣品環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),可以在—40℃~50℃溫度環(huán)境及9級(jí)風(fēng)力以下環(huán)境中使用。
降水采樣器一般由收集器、流量計(jì)和抽氣動(dòng)力系統(tǒng)三部分構(gòu)成。
收集器:一般有以下幾種:①吸收管:氣泡吸收管和多孔玻璃吸收管,主要用于吸取氣態(tài)或蒸汽態(tài)的污染物,后者還可采集霧態(tài)氣溶膠,如噴灑的農(nóng)藥乳劑。沖擊式吸收管主要用于采集煙塵和顆粒物。②濾料采樣夾:用于采集煙塵和顆粒物。濾料有用無機(jī)物的,如玻璃纖維膜、石英濾膜;也有用有機(jī)物的,如醋酸或硝酸纖維膜、氟樹脂膜、聚四氟乙烯膜和尼龍膜等。近來使用較多的為用核子打擊成一定大小孔徑的有機(jī)濾膜,又稱核孔濾膜。③固體顆粒采樣管:管內(nèi)可裝硅膠、陶瓷碎片或其他固體顆粒,用于采集氣態(tài)或霧態(tài)污染物。④采氣管、注射器、真空瓶,用于采集少量的氣態(tài)污染物。采集煙道內(nèi)樣品的采集器一般均用探頭伸入煙道內(nèi),結(jié)構(gòu)與上述采樣夾稍有不同,但其功效相似。
流量計(jì):一般用孔口或轉(zhuǎn)子流量計(jì)測定空氣流量。還可裝配流量自動(dòng)控制部件,以保證在采樣期間空氣流量的穩(wěn)定。
抽氣動(dòng)力系統(tǒng):實(shí)際上是一個(gè)真空抽氣系統(tǒng)。通常用電動(dòng)真空泵、刮板泵、薄膜泵、電磁泵或其他抽氣泵。電動(dòng)真空泵抽氣量大,可配置在大流量采樣器上。刮板泵、薄膜泵、電磁泵抽氣量較小,但重量較輕,攜帶方便,可配置在小流量采樣器上。
常用過濾法采樣,大體可分為兩類:
通用的顆粒物
降水采樣器:采集一定粒度范圍內(nèi)的顆粒物。這種采樣器按抽氣量的大小分為大流量采樣器和小流量采樣器。采集的顆粒物粒度可大到40~60微米,采樣時(shí)受風(fēng)速風(fēng)向的影響較大。
粒度分級(jí)降水采樣器:主要有兩種。一種是多層孔板結(jié)構(gòu)的沖擊式分級(jí)采樣器。顆粒物隨氣流進(jìn)入采樣器,通過不同孔徑的孔板,各種不同粒徑的顆粒物被分離開來,留在各層濾膜上?,F(xiàn)今設(shè)計(jì)的沖擊式分級(jí)采樣器,一般收集粒度小于15微米的顆粒物,有10級(jí)以下各種級(jí)數(shù)的分級(jí)型式。如安德森多級(jí)沖擊式采樣器,有6~10級(jí)的各種類型。也可在上述大流量采樣器的收集器上,安裝粒度分離器,即成為大流量沖擊式分級(jí)采樣器。另一種是雙分道采樣器,是利用顆粒物在氣流中的慣性,把粒度小于15微米的顆粒物用噴嘴分成大于和小于3.5微米兩部分,分別進(jìn)入兩個(gè)通道,收集在濾膜上。顆粒物采樣器還有條帶式過濾采樣器、定時(shí)連續(xù)過濾采樣器等各種型式。