水体和底泥有机污染物的被动采样装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种水体和底泥有机污染物的被动采样装置及其使用方法。该装置主要包括：水体有机物被动采样装置、底泥有机物被动采样装置、不锈钢丝和浮漂，水体有机物被动采样装置、底泥被动采样装置分别通过不锈钢丝和浮漂相连。水体有机物被动采样装置包括：不锈钢丝圈和条带状LDPE膜。底泥有机物被动采样装置包括：不锈钢垫片、不锈钢压片和条状LDPE膜，条状LDPE膜固定于不锈钢垫片和不锈钢压片中间。本发明专利技术还提供了所述的水体和底泥有机污染物被动采样装置的使用方法，该方法考虑到LDPE膜的厚度等因素对膜的平衡时间、膜‑水分配系数的影响，为实际应用过程相关参数的计算提供了简便的计算方法，提高了该被动采样的效率和精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污染物采样
，尤其涉及一种水体和底泥有机污染物的被动采样装置及其使用方法。
技术介绍
目前，河流及其底泥污染极其严重，有机污染是其中最重要的污染来源之一。污染物质的自由溶解状态是其在环境中迁移、分配以及在生物体中累积的主要状态，也是污染物是否具有生物效应的重要因素。因此对于水体和底泥中污染物自由溶解态浓度的测定尤为重要。传统的测定水体和底泥中有机污染物的技术有很多，例如液-液萃取、固相萃取、索氏提取等，但是这些技术大多测定的是有机污染物的总浓度，而并非测定自由溶解态有机污染物。被动采样技术的基本原理是基于被检测物质从样本到被动采样器的自由流动，该自由流动的驱动力是被检测物质在两个不同相之间的化学势能不同。与传统富集方法相比，被动采样技术具有灵敏度高，操作容易，费用低，可原位提取和富集等优点。被动采样膜是应用微孔聚合物做成的膜，环境中只有自由溶解态有机物分子可以穿过微孔，扩散进入膜内进而被富集，因此膜被动采样技术能够用于测定自由溶解态有机污染物的浓度。所以，将被动采样膜应用于水体和底泥中有机物的测定，对于有机污染物原位富集提取及其环境生态效应评价均具有很高的应用价值。目前，现有技术中的被动采样膜技术应用的膜-水分配系数Kpew大多来自于文献，然而此系数随着被动采样膜自身性质“如：厚度等”的变化而变化，并且膜的富集平衡时间也随之不同。为此，迫切需要提供一种科学有效的测>定被动采样膜的相关参数的方法。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种水体和底泥有机污染物的被动采样装置及其使用方法，以实现有效地测定水体和底泥有机污染物的被动采样膜的相关参数。本专利技术提供了如下方案：根据本专利技术的一个方面，提供了一种水体和底泥有机污染物的被动采样装置，包括：水体有机物被动采样装置、底泥有机物被动采样装置、不锈钢丝和浮漂，所述水体有机物被动采样装置、底泥被动采样装置分别通过所述不锈钢丝和所述浮漂相连。进一步地，所述水体有机物被动采样装置包括：不锈钢丝圈和条带状LDPE膜，单层的所述条带状LDPE膜的穿在不锈钢丝圈上，采样完毕后，取下所述条带状LDPE膜，用于检测。进一步地，所述底泥有机物被动采样装置包括：不锈钢垫片、不锈钢压片和条状LDPE膜，所述条状LDPE膜固定于所述不锈钢垫片和所述不锈钢压片中间，采样完毕后，割取所述条状LDPE膜，用于检测。进一步地，所述不锈钢垫片为中空长方体结构，所述不锈钢垫片的中空长方体结构长8cm，宽2cm，所述不锈钢垫片长12cm，宽8cm，厚5mm，所述不锈钢垫片距离外边缘1cm以内凹陷3mm厚，所述不锈钢垫片的底部为楔形。进一步地，所述不锈钢压片为中空长方体结构，所述不锈钢压片长10cm，宽6cm，厚3mm，所述不锈钢压片的中空长方体结构长8cm，宽2cm。进一步地，所述条状LDPE膜长10cm，宽4cm，采样完毕后，用刀片割取所述不锈钢压片的中空部分的条状LDPE膜，用于检测。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种水体和底泥有机污染物的被动采样装置的使用方法，包括：步骤1，选取用于水体和底泥有机污染物的被动采样装置的LDPE膜，通过实验室试验测定所述LDPE膜的富集动力学系数Ke和膜富集平衡时间T；步骤2，根据所述LDPE膜的富集动力学系数Ke计算出所述LDPE膜的膜-水分配系数Kpew；步骤3，将所述LDPE膜浸泡于丙酮：正己烷＝1:1的混合液中，将浸泡了所述LDPE膜的混合液振荡设定24h时间后，倒弃混合液，将所述LDPE膜重新浸泡于新的丙酮：正己烷＝1:1的混合液中，再振荡设定24h时间后，倒弃混合液，重复执行上述浸泡、振荡、倒弃混合液的处理过程三次，使所述LDPE膜无有机物附着；步骤4，将所述步骤3最后得到的LDPE膜放入通风厨风干；步骤5，将风干后的LDPE膜固定于水体和底泥有机污染物的被动采样装置中，水体有机物被动采样装置、底泥被动采样装置分别通过所述不锈钢丝和所述浮漂相连；步骤6，将步骤5的水体和底泥有机污染物的被动采样装置放置于采样点上，底泥有机物被动采样装置插到底泥中，浮漂浮于水面以上，以作为采样点标记；步骤7，放置步骤1所测得富集平衡时间T后，取出采样点上的水体和底泥有机污染物的被动采样装置，将水体有机物被动采样装置、底泥被动采样装置中的LDPE膜取出。进一步地，所述方法还包括：对取出的LDPE膜先用蒸馏水冲洗，再用擦镜纸擦干净LDPE膜的表面后，将LDPE膜放入15mL的洗脱瓶中，在所述洗脱瓶中加入10mL的正己烷：丙酮＝1:1的混合液进行洗脱，至少洗脱3次，使所述LDPE膜上所富集有机物洗脱完毕，并将洗脱液用胶头滴管吸置于60mL的棕色瓶中。进一步地，所述的通过实验室试验测定所述LDPE膜的富集动力学系数Ke和膜富集平衡时间T包括：步骤1.1，配置含有0.005mol/LCaCl2与200mg/LNaN3的背景溶液；步骤1.2，将待测有机物用正己烷：丙酮＝1:1混合液为溶剂溶解稀释，将溶解稀释后的待测有机物用微量进样针加入到200mL所述背景溶液中，使得待测有机物浓度为100μg/L；步骤1.3，在步骤1.2得到的待测有机物中加入0.1g干净的LDPE膜，再进行封盖处理，置于摇床分别振荡5，10，30，60，90，120天；步骤1.4，在相应的振荡时间之后取出LDPE膜，先用蒸馏水冲洗，再用擦镜纸擦干净LDPE膜表面后，将LDPE膜放入15mL的洗脱瓶中，在所述洗脱瓶中加入10mL的正己烷：丙酮＝1:1的混合液进行洗脱，至少洗脱3次，使所述LDPE膜上所富集有机物洗脱完毕；步骤1.5，将所述洗脱瓶中的洗脱液氮吹浓缩至1mL，用气相色谱-质谱联用仪测定所述洗脱液中的有机物含量；步骤1.6，以富集时间t为横坐标，富集时间t对应的膜富集量Cpe,t为纵坐标，做关于Cpe,t的关系曲线，根据关系曲线中的稳定点的坐标，得到富集平衡时间T和平衡膜富集量Cpe,e，稳定点的横坐标为富集平衡时间T，稳定点的纵坐标为平衡膜富集量Cpe,e；步骤1.7，以富集时间t为横坐标，lg(Cpe,e—Cpe,t)为纵坐标，做关于lg(Cpe,e—Cpe,t)-t的关系曲线，求关系曲线的斜率，根据公式：lg(Cpe,e-Cpe,t)＝lgCpe,e-Ket/2.303计算得到富集动力学系数Ke。进一步地，所述的根据所述L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水体和底泥有机污染物的被动采样装置，其特征在于，包括：水体有机物被动采样装置、底泥有机物被动采样装置、不锈钢丝和浮漂，所述水体有机物被动采样装置、底泥被动采样装置分别通过所述不锈钢丝和所述浮漂相连。

【技术特征摘要】
1.一种水体和底泥有机污染物的被动采样装置，其特征在于，包括：
水体有机物被动采样装置、底泥有机物被动采样装置、不锈钢丝和浮
漂，所述水体有机物被动采样装置、底泥被动采样装置分别通过所述不锈钢
丝和所述浮漂相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水体有机物被动采样
装置包括：不锈钢丝圈和条带状LDPE膜，单层的所述条带状LDPE膜的穿在不
锈钢丝圈上，采样完毕后，取下所述条带状LDPE膜，用于检测。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底泥有机物被动采样
装置包括：不锈钢垫片、不锈钢压片和条状LDPE膜，所述条状LDPE膜固定于
所述不锈钢垫片和所述不锈钢压片中间，采样完毕后，割取所述条状LDPE
膜，用于检测。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述不锈钢垫片为中空长
方体结构，所述不锈钢垫片的中空长方体结构长8cm，宽2cm，所述不锈钢垫
片长12cm，宽8cm，厚5mm，所述不锈钢垫片距离外边缘1cm以内凹陷3mm厚，
所述不锈钢垫片的底部为楔形。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述不锈钢压片为中空长
方体结构，所述不锈钢压片长10cm，宽6cm，厚3mm，所述不锈钢压片的中空
长方体结构长8cm，宽2cm。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述条状LDPE膜长10cm，
宽4cm，采样完毕后，用刀片割取所述不锈钢压片的中空部分的所述条状LDPE
膜，用于检测。
7.一种水体和底泥有机污染物的被动采样装置的使用方法，应用于权利
要求1至6任一项所述的装置，其特征在于，包括：
步骤1，选取用于水体和底泥有机污染物的被动采样装置的LDPE膜，通过
实验室试验测定所述LDPE膜的富集动力学系数Ke和膜富集平衡时间T；
步骤2，根据所述LDPE膜的富集动力学系数Ke计算出所述LDPE膜的膜-水分
配系数Kpew；
步骤3，将所述LDPE膜浸泡于丙酮：正己烷＝1:1的混合液中，将浸泡了所
述LDPE膜的混合液振荡设定24h时间后，倒弃混合液，将所述LDPE膜重新浸泡
于新的丙酮：正己烷＝1:1的混合液中，再振荡设定24h时间后，倒弃混合液，
重复执行上述浸泡、振荡、倒弃混合液的处理过程三次，使所述LDPE膜无有
机物附着；
步骤4，将所述步骤3最后得到的LDPE膜放入通风厨风干；
步骤5，将风干后的LDPE膜固定于水体和底泥有机污染物的被动采样装置
中，水体有机物被动采样装置、底泥被动采样装置分别通过所述不锈钢丝和
所述浮漂相连；
步骤6，将步骤5的水体和底泥有机污染物的被动采样装置放置于采样点
上，底泥有机物被动采样装置插到底泥中，浮漂浮于水面以上，以作为采样
点标记；
步骤7，放置步骤1所测得富集平衡时间T后，取出采样点上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周岩梅，刘丽，范娟，岳亚萍，刘真，张琳，王欧宇，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11