本发明专利技术公开了一种水体自由态污染物被动采样装置及采样方法。采样装置由不锈钢保护腔体、水流方向舵、吸附相模块、水环境参数监测传感器、流量计、GPRS信号传输器、浮标、铁锚等构件组成。将采样装置安置在受试水体或水层，采样装置可自行根据水流方向调整进水口，水流经过采样装置，吸附相模块被动采集目标污染物，传感器组和流量计实时监测水体环境参数和流量并远程传输与研究人员的服务器中，以便做出相应的反馈，采样结束后获取吸附相中的材料，经过相应的洗脱、净化和浓缩和上机测试流程，结合水环境参数和流量，通过模型计算获得受试水体中目标污染物自由态的浓度。
【技术实现步骤摘要】
一种水体自由态污染物被动采样装置及采样方法
本专利技术属于水质环境监测
，具体地涉及一种水体自由态污染物被动采样装置及采样方法。
技术介绍
被动采样技术是基于目标化合物在环境介质与采样器吸附相之间不同的分配系数及结合能力所产生的迁移现象而建立。这种采样技术可在不影响主体溶液的情况下进行原位采样，在数天到几个月时间尺度内得到被测体系中污染物的平衡浓度或时间权重平均浓度，以此评估有毒污染物的生物累积效应，广泛应用于大气、水体和土壤等介质中无机、有机污染物的浓度监测。这种技术也逐渐成为全球水环境中持久性有机污染物的监测技术。被动采样技术可以连续采样，不需要像传统方法采集大量样品以满足痕量分析要求，显著降低采样过程的时间、物力和人力消耗；而且这种技术可以及时收集污染物信息，比较真实反映不断变化的污染状况；它还可以避免因在采样及样品转运过程中污染物形态发生变化而影响分析结果的准确性；另外被动采样技术主要是评价或监测环境介质中污染物的自由态浓度，反映的是污染物在环境介质中直接生物有效性的浓度，与污染物的生物富集、代谢转化、迁移降解等环境行为过程相关。目前最常用的被动采样技术有半渗透膜萃取(SPMD)、固相微萃取(SPME)、薄膜梯度扩散技术(DGT)以及极性有机化合物综合采样(POCIS)等。但这些被动采样技术的研究主要集中吸附材料的选择设计和计算模型的构建，尚未对吸附相模块外在的加载装置进行设计优化，容易引起吸附相模块的堵塞和损坏，显著影响吸附相模块的采样能力和采样稳定性。同时，复杂的水文条件和外界环境，对采样吸附过程产生复杂的影响，研究人员往往需要进行反复的田间校正计算模型中的环境参数，才能获取较为准确的结果，严重制约了被动采样技术的应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种水体自由态污染物被动采样装置及采样方法。为实现上述目的，作为本专利技术提供的水体自由态污染物被动采样装置，包括：不锈钢保护腔体、水流方向舵、吸附相模块、水环境参数监测传感器、流量计、水流加速器、GPRS信号发射器、浮标、铁锚；所述不锈钢保护腔体尾端与所述水流方向舵固定连接，所述吸附相模块可360度旋转连接于所述不锈钢保护腔体内部，所述水环境参数监测传感器固定连接于所述不锈钢保护腔体内壁顶部后端，所述流量计贯穿固定于不锈钢保护腔体前端，所述水流加速器固定于所述不锈钢保护腔体内梯形圆柱体腔体后端，所述浮标与所述不锈钢保护腔体上侧连接，所述GPRS信号发射器内置于所述浮标中，所述铁锚与所述不锈钢保护腔体下侧连接；其中，所述不锈钢保护腔体为不锈钢圆柱型腔体拼接梯形圆柱体腔体组合而成，其中所述圆柱形腔体长80厘米，直径30厘米；所述梯形圆柱体腔体长25厘米，最大直径30厘米，最小直径20厘米；所述不锈钢圆柱形腔体一侧有活动门，门的弧度与圆柱体一致，门长50厘米，宽20厘米；所述不锈钢保护腔体前后两端有网孔大小为2厘米×2厘米的保护网；所诉不锈钢梯形圆柱体腔体内部后端安装一个水流加速器；上述水流加速器为四叶片组合式的水流推进装置，其旋转半径为12厘米；其中，所述水流方向舵为鱼尾型不锈钢尾翼，与所述不锈钢梯形圆柱体固定连接，控制不锈钢保护腔体方向与水流方向始终一致；其中，所述吸附相模块由固定密封环、保护膜和吸附材料组成；所述吸附相模块数量视采样要求设定，等间距安装于所述不锈钢保护腔体内部；所述吸附相模块与所述不锈钢保护腔体之间通过可360度旋转挂钩连接，实现吸附相模块自由旋转和方便组装/拆卸；上述固定密封环为圆环型结构，圆环上均匀布有四个固定螺丝，能将所述保护膜和吸附材料固定在圆环内；上述吸附材料可根据目标污染物选择，如亲水亲脂平衡共聚物(HLB)，三油酸甘油酯等，均匀压制成直径为18厘米、厚度为1厘米的薄圆饼状；上述保护膜为水体及其溶剂质可自由透过的薄膜材料，可根据吸附材料的特性选择，如聚醚砜、聚乙烯薄膜等；其中，所述水环境参数监测器为温度、pH值和电导率(EC值)传感器组，固定于所述不锈钢保护腔体内壁顶部后段，并通过数据线将数据实时传递到所述GPRS传感器；其中，所述流量计为水体流量监测器，为所述不锈钢腔体某一时间段内流过的水体体积，其数据通过数据线实时传输到所述GPRS传感器；上述GPRS信号发射器内置于所述浮标装置中；其中，所述浮标为悬浮装置，通过绳索与所述不锈钢保护腔体上侧连接，通过控制绳索长度控制所述不锈钢保护腔体下潜深度，实现不同深度采样；其中，所述铁锚为固定装置，通过绳索与所述不锈钢保护腔体下侧连接，实现所述不锈钢保护腔体在水体中保持相对位置稳定状态；利用上述水体自由态污染物被动采样装置进行被动采样的方法为，所述GPRS信号发射器为实时数据传输共享装置，通过数据线将所述水环境参数监测器和流量计连接获取实时数据，利用“通用分组无线服务技术”(GPRS技术)远程无线传输的GPRS信号发射器，将数据实时传输到电脑服务器，实现数据的实时监测；与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的水体自由态污染物被动采样装置具有自由态污染物被动采集过程的抗干扰功能和水环境参数的实时记录及远程传输功能，能有效降低复杂的水环境条件对污染物采集过程的影响，同时实现采样过程的水环境条件实时跟踪，克服传统被动采样器受外界环境影响大及浓度计算模型参数难以校正的难题，提高自由态污染物被动采样技术的稳定性和准确性。附图说明：图1为本专利技术水体自由态污染物被动采样装置的剖面示意图；图2A为本专利技术被动采样装置的不锈钢保护腔体外立面图；图2B为本专利技术被动采样装置的不锈钢保护腔体内部结构图；图3A为本专利技术被动采样装置的不锈钢保护腔体内部吸附相模块示意图；图3B为本专利技术吸附相模块内部结构图；附图标记含义说明：1、不锈钢保护腔体；2、水流方向舵；3、弧形活动门；4、吸附相模块；41、固定密封环；42、保护膜；43、吸附材料；5、腔体前端保护网；6、腔体末端保护网；7、水流加速器；8、温度、pH值和电导率传感器组；9、流量计；10、绳索及传感器连接线组合线；11、浮标；12、绳索；13、铁锚；14、组合式挂钩；15、GPRS信号发射器。具体实施方式：为使本专利技术的目的，技术方案和优点更加清晰明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。一种自由态污染物被动采样装置，不锈钢保护腔体1、水流方向舵2、吸附相模块4、水环境参数监测传感器8、流量计9、GPRS信号发射器15、浮标11、铁锚13；所述不锈钢保护腔体1尾端与所述水流方向舵2固定连接，所述吸附相模块4可360度旋转连接于所述不锈钢保护腔体1内部，所述水环境参数监测传感器8固定连接于所述不锈钢保护腔体1内壁顶部后端，所述流量计9贯穿固定于不锈钢保护腔体1前端，所述水流加速器7固定于所述不锈钢保护腔体1内梯形圆柱体腔体后端，所述浮标11与所述不锈钢保护腔体1上侧连接，所述GPRS信号发射器15内置于所述浮标11中，所述铁锚13与所述不锈钢保护腔体1下侧连接。其中，所述不锈钢保护腔体1为不锈钢圆柱型腔体拼接梯形圆柱体腔体组合而成，所述不锈钢保护腔体1一侧有弧形活动门3，所述弧形活动门3的弧度与圆柱体一致，所述不锈钢保护腔体1前后装有腔体前端保护网5、腔体后端保护网6。其中，所述水流方向舵2为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自由态污染物被动采样装置，其特征在于，包括：不锈钢保护腔体(1)、水流方向舵(2)、吸附相模块(4)、水环境参数监测传感器(8)、流量计(9)、GPRS信号发射器(15)、浮标(11)、铁锚(13)；所述不锈钢保护腔体(1)尾端与所述水流方向舵(2)固定连接，所述吸附相模块(4)可360度旋转连接于所述不锈钢保护腔体(1)内部，所述水环境参数监测传感器(8)固定连接于所述不锈钢保护腔体(1)内壁顶部后端，所述流量计(9)贯穿固定于不锈钢保护腔体(1)前端，所述水流加速器(7)固定于所述不锈钢保护腔体(1)内梯形圆柱体腔体后端，所述浮标(11)与所述不锈钢保护腔体(1)上侧连接，所述GPRS信号发射器(15)内置于所述浮标(11)中，所述铁锚(13)与所述不锈钢保护腔体(1)下侧连接。
【技术特征摘要】
1.一种自由态污染物被动采样装置，其特征在于，包括：不锈钢保护腔体(1)、水流方向舵(2)、吸附相模块(4)、水环境参数监测传感器(8)、流量计(9)、GPRS信号发射器(15)、浮标(11)、铁锚(13)；所述不锈钢保护腔体(1)尾端与所述水流方向舵(2)固定连接，所述吸附相模块(4)可360度旋转连接于所述不锈钢保护腔体(1)内部，所述水环境参数监测传感器(8)固定连接于所述不锈钢保护腔体(1)内壁顶部后端，所述流量计(9)贯穿固定于不锈钢保护腔体(1)前端，所述水流加速器(7)固定于所述不锈钢保护腔体(1)内梯形圆柱体腔体后端，所述浮标(11)与所述不锈钢保护腔体(1)上侧连接，所述GPRS信号发射器(15)内置于所述浮标(11)中，所述铁锚(13)与所述不锈钢保护腔体(1)下侧连接。2.如权利要求1所述的自由态污染物被动采样装置，其特征在于，所述不锈钢保护腔体(1)为不锈钢圆柱型腔体拼接梯形圆柱体腔体组合而成，所述不锈钢保护腔体(1)一侧有弧形活动门(3)，所述弧形活动门(3)的弧度与圆柱体一致，所述不锈钢保护腔体(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈永山，许敬华，林巧莺，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：福建,35
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