環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器的發(fā)展趨勢(shì)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(cè)方向發(fā)展。而中國(guó)現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)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(kāi)發(fā)能力較低,在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器的系統(tǒng)配套生產(chǎn)能力較低,不能適應(yīng)市場(chǎng)的需要。
降水采樣器也不例外。
從歐美和日本等國(guó)的降水監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)看,降水自動(dòng)采樣器重點(diǎn)需要解決的問(wèn)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(chǎng)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(cè)儀來(lái)進(jìn)行降雨過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是今后的發(fā)展趨勢(shì)。
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(kāi),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(wú)污染,取樣方便控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,抗干擾能力強(qiáng),無(wú)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(wú)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(shù)脂膜、聚四氟乙烯膜和尼龍膜等。近來(lái)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(chēng)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(cè)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(guò)濾法采樣,大體可分為兩類(lèi):
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(guò)不同孔徑的孔板,各種不同粒徑的顆粒物被分離開(kāi)來(lái),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(lèi)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(guò)濾采樣器、定時(shí)連續(xù)過(guò)濾采樣器等各種型式。