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一种用于使植物仅暴露于PM或PM的培养装置

成果类型:: 发明专利,实用新型专利

发布时间: 2022-05-25 17:24:43

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:浙江省温州市| 姚情秘 | 2022-12-21 20:38:12

本实用新型公开了一种用于使植物仅暴露于大气PM或PM的培养装置。该培养装置由培养室、大气颗粒物分级过滤结构和大气颗粒物采集结构组成;培养室呈长方体状,包括换气窗口、激光PM检测器、大气颗粒物采样口、设置进气口以及浇水口;大气颗粒物分级过滤结构包括PM/PM切割头、抽气装置;大气颗粒物采集结构包括可拆卸的设置于箱体外部的大气颗粒物采样头、真空泵;本实用新型能够有效控制培养装置内大气颗粒物均为PM或PM,而不受粗颗粒物影响,从而进一步研究PM或PM中污染物在植物叶面的吸附、累积及转化规律,同时本实用新型自动化程度高,管理方便,便于长期进行植物培养实验。

在本实用新型中,大气颗粒物分级过滤结构主要用于控制培养室17内的颗粒物粒径,其中的大气颗粒物切割头1能够有效控制培养装置内大气颗粒物均为PM2 .5或PM1,使植物仅暴露于PM2 .5或PM1的大气环境下,而不受粗颗粒物影响,从而进一步研究PM2 .5或PM1中污染物在植物叶面的吸附、累积及转化规律。因此,大气颗粒物切割头1可以根据需要采用PM2 .5切割头或PM1切割头,两者可分别采用不同的切割头,也可以采用组装式的多粒径切割头实现,即在PM2 .5切割头的基础上根据需要加装PM1切割组件。大气颗粒物切割头1的具体型号可根据需要采用现有技术中的颗粒物切割器,只要能够实现其相应功能即可。而大气颗粒物采集结构则主要用于采集培养室内的大气颗粒物,从而获得植物生长期内PM2 .5或PM1中富集各类污染物的平均水平,同时也可以辅助确认培养室内的大气颗粒物的粒径是否在目标要求范围内,防止大气颗粒物切割头1失效导致研究结果受影响。

大气颗粒物是气溶胶体系中各种固、液态粒子的总称,也是大气中多种污染物(重金属、多环芳烃以及二噁英等)的富集载体。随着我国工业化、城市化的深入推进,大气环境污染形势严峻,大气细颗粒物已成为各地首要空气污染物,其不仅通过呼吸途径对人体健康造成危害,也可经植物叶面吸附沉积直接影响周边的农业生态。不同粒径范围 (TSP、PM2 .5、PM1)大气颗粒物除在植物叶面的重力沉降差异外,其所富集的污染物特征差异也是影响植物叶面吸收颗粒物中污染物的重要影响因素之一。目前,市场上虽然已有具备空气净化功能的植物培养箱,但尚不能对箱内空气中颗粒物进行粒径筛选,因此研发一种具备粒径分级功能的植物培养箱,对于研究PM2 .5或PM1中污染物在植物叶面的迁移转化机制和提高农产品质量水平具有重要意义。

发明人 林琦 范佳明 戴炜 金宇楼莉萍。楼莉萍女,博士,副教授,硕士生导师浙江大学环资学院环境污染防治研究所工作。1995年毕业于天津大学化学工程系,1995年至1998年在浙江省化工研究院从事有机农药的研制与分析工作。2003年3月获得环境工程专业博士学位,毕业后留在浙江大学任教,期间前往美国EPA辛辛那提重点实验室进行研究访学一年。教学上,承担了理科平台课“环境学概论”、全校性通识课“环境与人类文明”等大类课程。科研上,主要从事水体污染物迁移转化与控制方向的研究,主持了国家自然科学基金“黑碳对水体沉积物中微生物降解壬基酚的影响与作用机理研究”、“沉积物中黑碳对疏水性有机物的锁定及其生物毒性的影响”、国家水专项专题“太湖河网地区饮用水安全保障技术集成与示范”、浙江省科技厅重大专项“四岭水库小流域林农结合型面源污染控制技术与示范”、浙江省公益项目“生物质炭在果园土壤改良及养分流失控制中的应用研究”等多个项目的研究工作。并指导学生参加国家大学生创新性实验计划、浙江省大学生创新性实验计划、浙江省新苗人才计划、大学生SRTP训练等多项科研活动。在Environment Pollution,Chemosphere等期刊上发表高质量论文近百篇,授权国家发明专利三四十项。荣获省科技进步一等奖,教师技能比赛二等奖等奖项,并获得了校优秀班主任、优秀德育导师等光荣称号。

根据培养需要选择PM2 .5或PM1切割头作为与抽气装置4相连的大气颗粒物切割头1。打开箱盖16,将待培养的植物(蔬菜、水稻和小麦等)种植置于培养室17中,然后合上箱盖16密封。开启抽气装置4,使室外空气以100L/min的流量进入大气颗粒物切割头1,空气中空气动力学直径>2 .5μm或>1μm的颗粒物被切割头截留,<2 .5μm或<1μm的颗粒物被输送进入培养室17。培养室17内激光PM检测器9可实时监测室内PM10、PM2 .5、PM1浓度,空气过滤网10的设置在保障装置内空气流通的同时,也防止室外大气颗粒物的干扰。抽气装置4运行过程中,同时运行大气颗粒物采样装置中的真空泵20,从而获得植物生长期内PM2 .5或PM1中富集各类污染物的平均水平。生长期内植物所需水源及营养物质均可通过浇水器15提供。

技术合作,遣派学者专家到国外或者其他地区的高校,研究机构或者生产企业与对方的学者,专家合作进行研究设计,或者双方学者,专家轮流到对方学校,研究机构或者企业进行研究。

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