一种植物源挥发性有机化合物的采集装置与方法与流程

本发明属于检测技术领域，具体涉及一种植物源挥发性有机化合物的采集装置与方法。

背景技术：

植物源挥发性有机化合物(bvocs)的传统采集方法主要包括：水蒸气蒸馏法、溶剂提取法、液氮冷凝法等。

近年来，为尽可能地采集自然状态下植物的vocs成分，研究者又研制出新型的提取方法，主要包括：动态顶空采集法、固相微萃取法、超临界流体萃取法等。

在上述新型方法中，动态顶空采集法主要用于采集自然状态下活体植物的bvocs；根据被收集对象的大小差异，可分为整株、枝条以及叶片水平收集三种方式。

然而在实际采样过程中发现，动态顶空采集法存在以下几方面问题：

1)使用受限：目前该方法使用的密封袋为特定的reynolds微波炉袋，该微波炉袋购买途径狭窄，不便于推广使用；

2)误差大：该方法目前活性炭干燥塔净化气体，虽然活性炭经过高温干燥，但过滤效果一般；同时，现行方法采用tenax-ta作为吸附剂，杂质较多；这些问题导致实验误差较大；

3)操作繁琐：在该方法实施前后，需对吸附剂材料tenax-ta进行繁琐的准备工作和后处理工作；实施前的准备工作步骤具体如下：

①用丙酮浸泡清洗，丙酮用量为100ml/g，勿用氯化物或者芳香族化合物；

②将吸附剂装入层析柱中，用20ml丙酮淋洗；

③20ml/min的高纯氮在室温下吹扫干燥；

④用甲醇清洗，其用量为100ml/g；

⑤用20ml/min的高纯氮在室温下吹扫干燥；

⑥将层析柱放入气相色谱柱箱中，在270℃干燥2h，n2流速为100ml/min；干燥后的吸附剂即可分装于每根吸附管(长16cm，内径3mm，chrompack公司生产，所用量为180mg)中。

⑦用聚四氟乙烯(teflon)盖密封吸附管两端。

实施后的后处理工作步骤具体如下：

将待活化的吸附管安装于gc前，记录其管号、活化日期及时间。将待活化的吸附管与气相色谱柱箱中的进样口相连，通入n2(流量100ml/min)，以肥皂水检查气密性；待柱箱温度升至270℃后保持2.5h，然后降温至100℃以下，用聚四氟乙烯(teflon)盖密封吸附管两端，装入盒中备用，切勿用塑料或者橡胶封口。

鉴于现有动态顶空采集法存在的上述问题，特提出本发明。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供一种新的植物源挥发性有机化合物的采集装置。通过改进完善现有动态顶空采集法，使其操作过程更便捷、实验结果更准确，减少不必要的误差，节省资源，从而更高效的完成对活体植物释放的bvocs的采集，对林业环境的净化贡献一份力量。

所述植物源挥发性有机化合物的采集装置，包括由大气采样仪、包裹植物的密封袋、变色硅胶干燥塔、活性炭干燥塔依次相连构成的气体循环系统；其中，

所述大气采样仪的出气口与所述活性炭干燥塔的顶部进气口管连接；

所述活性炭干燥塔的底部出气口与所述变色硅胶干燥塔的顶部进气口管连接；

所述变色硅胶干燥塔的底部出气口于所述包裹植物的密封袋的底部孔管连接；

所述包裹植物的密封袋的顶部孔与所述大气采样仪的进气口管连接。

本发明在现有动态顶空采集装置基础上增设变色硅胶干燥塔，并限定气体先经过变色硅胶干燥塔再通过活性炭干燥塔，通过此操作可最大程度发挥变色硅胶干燥塔与活性炭干燥塔的协同作用，显著提高气体的过滤效果，减小误差，提高采集的准确性。

在所述大气采样仪与所述包裹植物的密封袋的连接管内还设一吸附管，所述吸附管内填装tenax-gr。

所述包裹植物的密封袋选自食品级pe塑料袋。

为了保证采集效果，在所述大气采样仪与所述包裹植物的密封袋的连接管上设有开关a；同时在所述包裹植物的密封袋与所述变色硅胶干燥塔的连接管上设有开关b。在实际采集时，技术人员调整开关实现抽气和充气。此外，所述开关a和开关b可为人工/自动操作。

本发明还提供一种利用上述装置的植物源挥发性有机化合物的采集方法，包括：循环抽气与充气、采集、记录。

所述采集的过程中，采样流量为10～200ml/min；采样体积大于1l。

为了获得更好的采集效果，在实施采集前，对采集装置进行前处理，包括先抽气再充气；其中，

抽气：选取包括树冠向阳背风面，健康无缺刻的枝叶作为采集对象，安装好上述装置好；打开开关a，关闭开关b，同时打开大气采样器，开始抽气，直至密封袋内基本没有空气为止；

充气：打开开关b，关闭开关a，同时打开大气采样仪，开始充气，直到密封袋内气体体积达到密封袋总体积的1/2-3/4停止，优选2/3；

为了保证采集效果，可重复抽气与充气的过程，最后一次气充足，大气采样仪复位，静置10min；

样品采集完成后，应迅速取下吸附管，拧紧吸附管两端的铜帽子，外面包裹一层锡箔纸，以备用。

记录采样点位、时间、环境温度、大气压、风速、流量和吸附管编号等信息，拿到实验室进行分析。

为了获得更好的采集效果，所述采集方法应当选择晴朗无风的天气进行；采样前几天保证没有大风大雨，采样当天的空气湿度也需低于60％。

本发明的有益效果如下：

1)本方法选择变色硅胶干燥塔与活性炭干燥塔相适配，使实验结果更为准确。

2)本发明采用tenax-gr吸附材料，其含有较多的活性炭成分，在操作过程中可简化实验步骤，并提高试验结果的精确性。

3)本方法将采用食品级pe加厚塑料袋作为密封袋，在保证密封质量要求的同时，还具有成本低廉、易于更换，不用每次清洗，从而可避免在清洗过程中因操作不当而影响实验结果的问题。

附图说明

图1为本发明所述采集方法的抽气示意图。

图2为本发明所述采集方法的充气示意图。

图3为本发明所述采集方法的采集示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例提供一种bvocs的采集装置，包括由大气采样仪、包裹植物的密封袋、变色硅胶干燥塔、活性炭干燥塔依次相连构成的气体循环系统；其中，

所述大气采样仪的出气口与所述活性炭干燥塔的顶部进气口管连接；

所述活性炭干燥塔的底部出气口与所述变色硅胶干燥塔的顶部进气口管连接；

所述变色硅胶干燥塔的底部出气口于所述包裹植物的密封袋的底部孔管连接；

所述包裹植物的密封袋的顶部孔与所述大气采样仪的进气口管连接。

此外，所述采集还包括：

在所述大气采样仪与所述包裹植物的密封袋的连接管内还设一吸附管，所述吸附管内填装tenax-gr。

所述包裹植物的密封袋选自食品级pe塑料袋。

在所述大气采样仪与所述包裹植物的密封袋的连接管上设有开关a；同时在所述包裹植物的密封袋与所述变色硅胶干燥塔的连接管上设有开关b。在实际采集时，技术人员调整开关实现抽气和充气。

此外，所述开关a和开关b可为人工/自动操作。

实施例2

本实施例提供一种bvocs的采集方法，包括：循环抽气与充气、采集、记录。

如图1、图2、图3所示，具体步骤如下：

1)采样天气：晴朗无风的天气进行采样，采样前几天保证没有大风大雨，采样当天的空气湿度也需低于60％。

2)采样流量和采样时间：200ml/min，采样体积达到密封袋总体积的2/3。

3)抽气：选取树冠向阳背风面，高度1.5m处的健康无缺刻的枝叶；连接好装置，打开开关a，关闭开关b，同时打开大气采样器，开始抽气，直至密封袋内基本没有空气为止；

4)充气：打开开关b，关闭开关a，同时打开大气采样仪，开始充气，直到袋内气体体积达到袋总体积的2/3左右停止。

5)循环：重复抽气与充气的过程3次，最后一次气充足，大气采样仪复位，静置10min。

6)采集：将经活化的内填tenax-gr的吸附管插至管中间，打开开关a和开关b，使整个实验形成闭合回路。将大气采样仪时间调至20min，进行采样，调节流量计旋转至气体流量为200ml/min。

7)记录：样品采集完成后，应迅速取下吸附管，拧紧吸附管两端的铜帽子，外面包裹一层锡箔纸；

记录信息，结果见表1。

具体信息如下，

日提：2019年6月18日。

树种：白皮松。

表1

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。