技术领域
[0001] 本实用新型涉及植物叶片气体采集装置，具体涉及一种植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置。
背景技术
[0002] 植物，作为
生态系统的重要组成部分，除了能固定二
氧化
碳并释放氧气外，其叶片还能释放出挥发性有机化合物(VOCs)，所释放的挥发性有机化合物具有很强的大气反应活性，在一定的光照等气象条件下，可快速通过参与光化学反应，对大气中的臭氧和二次
气溶胶的形成产生重要影响，且影响程度通常与排放总量呈正相关关系。
[0003] 近年来，为尽可能地采集自然状态下植物叶片释放的挥发性有机化合物，相关研究者研制出动态顶空采集法：常是选取健康无病虫害叶片，进行活体植物动态顶空套袋，之后再将套袋取下，通过气
泵将采集的气体抽入
吸附管，分析植物叶片释放的挥发性有机化合物的浓度。
[0004] 该方法虽然简单快捷，但很难控制叶片周围的环境条件，需要通过相关公式统计推导VOCs标准排放速率，统计误差无法避免。此外，在吸附过程中，是以环境空气作为载气，但目前城市空气中通常含较高浓度的VOCs，吸附时间稍长就容易超过吸附管的吸附容量，若吸附时间过短，则植物VOCs释放不容易达到稳定。
[0005] 便携式光合测定仪是在精确控制环境因子的条件下，通过检测二氧化碳的消耗速率来测定植物光合速率的一种仪器，其包括叶室、控制元件和工作元件；
[0006] 关于光照、温湿度，控制元件、工作元件和叶室通过以下方式进行调节：
[0007] 所述叶室内部设置有：光照
传感器和温
湿度传感器，所述光照传感器和温湿度传感器分别与控制元件电连接并分别用于将叶室中的光照强度
信号和温湿度信号传递给控制元件；
[0008] 所述控制元件与工作元件电连接，用于控制工作元件中的
光源强度、温控
电阻阻值、湿度调节器；
[0009] 所述工作元件与叶室相互连通，所述工作元件内设置有光源、温控电阻和湿度调节器，控制元件通过控制工作元件从而调整叶室中的光照强度、
温度高低、湿度大小；
[0010] 关于气体，控制元件、工作元件和叶室通过以下方式进行调节：
[0011] 所述控制元件上设置有外部气体入口、控制元件气体出口和控制元件气体进口，所述外部气体入口与外部气体相连通，所述控制元件气体出口与叶室气体入口通过气路管道相连通，所述控制元件气体进口与叶室气体出口通过另一气路管道相连通；所述控制元件内还设置有CO2小
钢瓶，该CO2小钢瓶中的CO2可通过控制元件气体出口进入叶室。
[0012] 叶室中的气体来自控制元件气体出口，即叶室中的气体既包括外部气体，还包括来自于控制元件中CO2小钢瓶中的CO2。叶室中的气体通过另一气路管道返回到控制元件中，该气体信号反馈给控制元件用于控制CO2的流量。
[0013] 目前并没有将便携式光合测定仪用于检测植物叶片的挥发性有机化合物气体的相关报道。
[0014] 公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的
现有技术。实用新型内容
[0015] 实用新型目的
[0016] 为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置。本实用新型提供的植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置，建立了一种环境易控制、不受空气中高浓度VOCs的干扰、气路稳定可靠的植物叶片释放的VOCs气体采样装置。
[0017] 解决方案
[0018] 为实现本实用新型目的，本实用新型
实施例提供了一种植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置，包括：
[0019] 便携式光合测定仪，所述便携式光合测定仪包括：控制元件，工作元件，叶室，用于连通控制元件气体出口和叶室气体入口的第一气路管道，和用于连通叶室气体出口与控制元件气体入口的第二气路管道；
[0020] 所述第二气路管道还与第三气路管道相连通，且所述第三气路管道上沿气体流动方向依次设置第一切换
阀、吸附管、第一流量
控制器和气泵。
[0021] 上述植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置在一种可能的实现方式中，植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置还包括：
[0022] 第一气源，用于提供合成空气；
[0023] 和，第四气路管道，第一气源与控制元件上的外部气体入口通过第四气路管道相连通，所述第四气路管道上还设置有第二流量控制器。
[0024] 上述植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置在一种可能的实现方式中，植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置还包括：
[0025] 第二气源，用于提供标准气体；所述标准气体为成分比例已知的气体；
[0026] 和，第五气路管道，所述第二气源与第一气路管道通过所述第五气路管道相连通，所述第五气路管道上沿气体流动方向还依次设置有第三流量控制器、第二切换阀。
[0027] 上述植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置在一种可能的实现方式中，第一气源为装有合成空气的40升钢瓶。
[0028] 上述植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置在一种可能的实现方式中，第二气源为装有标准气体的8升钢瓶。
[0029] 上述植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置在一种可能的实现方式中，叶室包括适用于阔叶植物叶片的标准叶室或针叶叶室：标准叶室长2cm，宽4cm；针叶叶室长2cm，宽4cm。
[0030] 上述植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置在一种可能的实现方式中，气路管道为外径1/4英寸的Teflon透明管；第一切换阀和第二切换阀为
不锈钢材质三通阀。
[0031] 上述植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置在一种可能的实现方式中，气泵为小型空气采样泵。
[0032] 上述植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置在一种可能的实现方式中，合成空气由21％氮气和79％氧气组成。
[0033] 上述植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置在一种可能的实现方式中，标准气体为浓度为10×10-6体积百分比的异戊二烯。
[0034] 有益效果
[0035] (1)本实用新型实施例中提供的植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置，建立了一种环境易控制、气路稳定可靠的植物叶片释放的VOCs气体采样装置。通过便携式光合测定仪，可以精确的控制叶室的空气温度、光照、二氧化碳浓度等环境条件，测试条件可控，测试结果更准确。通过小型空气采样泵与流量控制器，可以稳定控制载气流速。
[0036] (2)本实用新型实施例中提供的植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置，通过第一气源，在开路式气体流通系统中，以合成空气为载气，可以排除空气中高浓度VOCs的干扰。
[0037] (3)本实用新型实施例中提供的植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置，通过切换阀切换，可以引入第二气源中已知浓度的VOCs成分气体，从而能快速检验整个系统的可靠性。
[0038] (4)本实用新型实施例中提供的植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置，适用范围广，可将标准叶室替换为针叶叶室，从而完成植物针叶所释放的VOCS吸附。
附图说明
[0039] 一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0040] 图1是本实用新型实施例1提供的植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置的示意图。
[0041] 图2是本实用新型实施例1提供的植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置的示意图。
[0042] 图3是本实用新型实施例1提供的植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置的示意图。
[0043] 主要附图标记说明：
[0044] 11-控制元件，12-工作元件，211-第一气路管道，212-第二气路管道，213-第三气路管道，214-第四气路管道，215-第五气路管道，22-第一切换阀，23-第二切换阀，3-第一气源，4-第二气源，5-叶室，6-吸附管，7-气泵，81-第一流量控制器，82-第二流量控制器，83-第三流量控制器。
具体实施方式
[0045] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个
说明书和
权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0046] 另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的原料、元件、方法、手段等未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。
[0047] 实施例1
[0048] 如图1所示，一种植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置，包括：
[0049] 便携式光合测定仪，所述便携式光合测定仪包括：控制元件11，工作元件12，叶室5，用于连通控制元件气体出口和叶室气体入口的第一气路管道211，用于连通叶室气体出口与控制元件气体入口的第二气路管道212；
[0050] 所述第二气路管道212还与第三气路管道213相连通，且所述第三气路管道213上沿气体流动方向依次设置第一切换阀22、吸附管6、第一流量控制器81、气泵7。
[0051] 如图2所示，在上述实施例中可选地，植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置还包括：
[0052] 第一气源3，用于提供合成空气；
[0053] 和，第四气路管道214，第一气源3与控制元件11上的外部气体入口通过第四气路管道214相连通，所述第四气路管道214上还设置有第二流量控制器82。
[0054] 如图3所示，在上述实施例中可选地，植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置还包括：
[0055] 第二气源4，用于提供标准气体；所述标准气体为成分比例已知的气体；
[0056] 和，第五气路管道215，所述第二气源4与第一气路管道211通过所述第五气路管道215相连通；所述第五气路管道215上沿气体流动方向依次设置有第二气源4、第三流量控制器83、第二切换阀23。
[0057] 在上述实施例中可选地，第一气源3为装有合成空气的40升钢瓶。
[0058] 在上述实施例中可选地，第二气源4为装有标准气体的8升钢瓶。
[0059] 在上述实施例中可选地，叶室5为标准叶室，长2cm，宽4cm；或叶室5为针叶叶室，长2cm，宽4cm。
[0060] 在上述实施例中可选地，气路管道为外径1/4英寸的Teflon透明管；第一切换阀22和第二切换阀23为不锈钢材质三通阀。
[0061] 在上述实施例中可选地，气泵7为小型空气采样泵。
[0062] 在上述实施例中可选地，合成空气由21％氮气和79％氧气组成。
[0063] 在上述实施例中可选地，标准气体为浓度为10×10-6体积百分比的异戊二烯。
[0064] 实施例2
[0065] 如图1所示，一种植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置的使用方法，包括：
[0066] (1)首先针对常见园林植物，尽量选取规格相近的植株3-5株，在每株上选健康无病虫害以及距离枝条顶端第3-6片叶作为测定对象；
[0067] (2)如图1所示连接仪器；
[0068] (3)关闭第一切换阀22；
[0069] 将叶片夹入叶室5中，通过控制元件11和工作元件12精确控制叶室5环境条件(即叶片温度：30℃；叶片所得到的光合有效
辐射：1000μmol·m-2·s-1；空气
水汽含量：10000ppm体积百分比)；还可通过控制元件11自带的CO2小钢瓶，提供稳定的体积百分比为
380ppm的CO2气体，保障植物叶片正常的光合作用；
[0070] (4)便携式光合测定仪运行10min后，观察控制元件11的主机面板的数值是否达到设定值；
[0071] (5)当叶室5环境条件达到设定值后，打开第一切换阀22，通过气泵7与第一流量控制器81，以100ml·min-1的流速
抽取含叶片的叶室5气体通过第三气路管道213进入装有吸附剂的吸附管6管内进行吸附、固定；30min后停止气泵7运行，然后取出吸附管6，密封；
[0072] (6)吸附完成后的密封的吸附管6先冷藏(5℃)，随后依次取出并通
过热脱附单元-气相色谱-质谱联用仪，分析吸附管6中VOC组成及相应浓度。
[0073] 实施例3
[0074] 如图2所示，一种植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置的使用方法，包括：
[0075] (1)首先针对常见园林植物，尽量选取规格相近的植株3-5株，在每株上选健康无病虫害以及距离枝条顶端第3-6片叶作为测定对象；
[0076] (2)如图2所示连接仪器；
[0077] (3)打开第一气源3和第二流量控制器82，将第一气源3中合成空气引入气路系统中作为载气；关闭第一切换阀22；
[0078] 其余步骤同实施例2。
[0079] 实施例4
[0080] 如图3所示，一种植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置的使用方法，包括：
[0081] (1)首先针对常见园林植物，尽量选取规格相近的植株3-5株，在每株上选健康无病虫害以及距离枝条顶端第3-6片叶作为测定对象；
[0082] (2)如图3所示连接仪器；
[0083] (3)打开第一气源3和第二流量控制器82；关闭第一切换阀22和第二切换阀23；
[0084] 其余步骤同实施例2。
[0085] 当需要对气路可靠性进行检验时，可打开第二气源4、第三流量控制器83和第二切换阀23，将第二气源4中的标准气体通过第五气路管道215引入气路并进行吸附，以用于验证整个气路的可靠性：此时，通过第三流量控制器83，可控制流速20ml min-1且浓度为10×10-6体积百分比的异戊二烯标准气体进入气路并被吸附管6吸附；异戊二烯标准气体的吸附测试结果将用于验证整个气路的可靠性。
[0086] 最终结合植物叶片
生物量
密度与吸附分析，获得植物叶片VOCs中相关成分的具体排放速率(表1)。经检验，整个植物叶片挥发性有机化合物气体采样装置与方法符合要求。
[0087] 表1北京22种园林植物叶片异戊二烯和单萜烯类标准排放速率(μg C g(DW)-1h-1)[0088]
[0089] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：
其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
