微塑料采样柱、微塑料采集装置及原位消解方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了微塑料采样柱，包括主体柱、滤网片、上端盖和下端盖，所述上端盖和下端盖可拆卸的连接在主体柱的顶部和底部，形成圆柱形的内腔，所述滤网片设置在内腔的底部。微塑料采集装置，包括所述微塑料采样柱、表层水采样器和抽水泵、流量计、转换阀和电气控制系统。通过微塑料采集装置可以大流量的采集微塑料。用于微塑料采集的原位消解方法，将完成采样的主体柱放入套筒内，添加氧化剂溶液盖上套盖密封，静置后清洗烘干再对微塑料进行鉴定。与现有技术相比，本发明专利技术可以有效地对水体中微塑料进行富集，相比传统方法对微塑料的检出精度提高了1‑2个数量级；原位消解方法不需要把富集样品先转移出来，减少误差，节省了前处理时间。

【技术实现步骤摘要】
微塑料采样柱、微塑料采集装置及原位消解方法
本申请属于水体检测领域，尤其涉及用于对水体中的微塑料进行采集与原位消解的微塑料采样柱、微塑料采集装置及原位消解方法。
技术介绍
微塑料(Microplastic)是指尺寸小于5.0mm的各种塑料粒料、微纤维、塑料颗粒、泡沫塑料和薄膜等的总称。海洋环境中微塑料来源非常复杂，既有来自河流、排污、垃圾堆放等陆源输入，也有来自海上作业和船舶运输过程中的海相输入。同时，一些洗涤剂、生活护肤品以及工业原料等工业品中也含有大量的微塑料成分。进入环境中的微塑料由于粒径小、密度低，能够在风力、河流、洋流等外力下进行迁移。微塑料性质相对稳定，可长期存在于环境中，但其表面理化性质会在阳光、风力、波浪等作用下发生变化。微塑料尺寸较小、比表面积大、疏水性强，是众多疏水性有机污染物和重金属的理想载体。微塑料易被浮游生物和鱼类等误食，能长时间滞留在生物体内，并在食物网中发生转移和富集，对生态环境安全构成威胁。目前水体中微塑料采集的装置及方法尚未标准化，拖网法是目前最常用的微塑料采集方法。拖网法采集微塑料，通常采用333μm-335μm孔径范围的浮游生物网在水中拖行一定距离，根据网口大小和拖行的距离来定量计算富集的水量，再将收集的物质转移到玻璃瓶中进行后续分析。拖网法采集微塑料样品存在局限性。海水中较大颗粒微塑料(300μm-5mm)浓度较低，据已有的报道，中国近海的微塑料浓度为0.167±0.138n/m3(Zhaoetal.,2014,MarinePollutionBulletin,86,562-568)，采用拖网法采集微塑料，微塑料极易吸附在尼龙网丝壁上，而没有富集到浮游生物网上，因海水中微塑料总量较少，即使个别的误差也可能造成微塑料总量大的波动。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺点或不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种适用于表层水体微塑料采集与分析且采集效率极高的微塑料采样柱、微塑料采集装置及原位消解方法。为解决上述技术问题，本专利技术具有如下构成：微塑料采样柱，包括主体柱、滤网片、上端盖和下端盖，所述上端盖和下端盖可拆卸的连接在所述主体柱的顶部和底部，形成一圆柱形的内腔，所述上端盖和下端盖上分别设有采样入口和采样出口，用于连通所述内腔和微塑料采样柱的外部，所述滤网片设置在所述内腔的底部，靠近所述采样出口。进一步地，所述主体柱的内径为20-80mm。进一步地，所述主体柱的长度为20-120mm。进一步地，所述的微塑料采样柱，所述滤网片的孔径为10-300μm。进一步地，所述立体柱的内腔壁设有用于安装所述滤网片的凹槽，所述滤网片通过压环活动安装在所述凹槽上。微塑料采集装置，包括微塑料采样柱、表层水采样器和抽水泵。进一步地，所述抽水泵的入水口连接表层水采样器，所述表层水采样器放置于水体表层，采集表层水体的微塑料，所述抽水泵的出水口连接所述微塑料采样柱的采样入口，通过所述抽水泵将所述表层水采样器采集到的水样输送到所述微塑料采样柱内。进一步地，所述表层水采样器包括采样容器、浮力装置和调节器，所述采样容器内设置有采样管，所述采样管上设置有采样口，采样管的一端通过水管与水泵的入水口连接，所述采样容器通过所述调节器连接于所述浮力装置,并通过所述调节器调节所述采样容器的采样深度。进一步地，所述微塑料采集装置还包括流量计、转换阀和电器控制系统，所述流量计与所述微塑料采样柱的采样出口连接，所述转换阀设置于所述微塑料采样柱的采样入口和所述抽水泵的出水口之间，所述电器控制系统与所述水泵连接，用于为所述抽水泵提供电力，并控制所述抽水泵的启停。基于微塑料采样柱的原位消解方法，采用包括套管和套盖的原位消解装置，所述套管的直径和高度略大于所述主体柱的直径和高度，所述套盖用于所述主体柱放置入所述不锈钢套管后密封所述套管，包括如下步骤：将完成采样的主体柱放入所述原位消解装置的套管内；向所述主体柱的内腔中添加氧化剂溶液，以使所述氧化剂溶液至少盖过主体柱内腔中的滤网片，盖上套盖密封；静置预设时间；使用超纯水清洗所述主体柱多次；烘干所述主体柱。进一步地，所述基于微塑料采样柱的原位消解方法，所述氧化剂溶液为35％的过氧化氢溶液。本专利技术可以有效地对水体中微塑料进行富集和分析；采用微塑料采集装置采集表层水体(包括海水水体和地表水体)中的微塑料，采样柱在采样过程中及消解过程中均处于密闭状态中，极大提高了富集效率，保证了数据的可靠性和准确性；原位消解处理不需要把富集样品先转移出来再消解，减少了误差，且节省了前处理时间，效果优异。本专利技术专利较拖网等传统方法检出精度提高了1-2个数量级。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1：本专利技术用于采集水体中微塑料的采样柱结构图；图2：如图1所示的微塑料的采样柱的纵向剖视图；图3：基于图1所示的微塑料采样柱的微塑料采集装置的示意图；图4：表层水采样器的示意图；图5：实施例2所采集的实验样品的拉曼光谱和数据库中的标准PP谱图对应图；图6：基于图5所示拉曼成像图的颗粒分析统计结果图；具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。如图1、图2所示，在本专利技术的一种实施例中提供的用于采集水体微塑料的采样柱1，包括主体柱11、滤网片15、上端盖12和下端盖13，所述上端盖12和下端盖13可拆卸的连接在所述主体柱11的顶部和底部，形成一圆柱形的内腔，所述上端盖12和下端盖13上分别设有采样入口17和采样出口18，用于连通所述内腔和微塑料采样柱的外部，所述滤网片15设置在所述内腔的底部，靠近所述采样出口18。上端盖12、下端盖13与主体柱11的可拆卸连接有多种连接方式可以选择，原则上只要能够满足采样柱的密封效果即可。螺纹连接方式：在主体柱11上下两端的外壁设有外螺纹结构，上端盖12设有内螺纹结构，上端盖12下端的内螺纹结构与主体柱11上端的外螺纹结构匹配连接，下端盖13上端的内螺纹结构与主体柱11下端的外螺纹结构匹配连接。卡扣连接方式：主体柱11上下两端的外壁设置卡扣结构，上端盖12下端和下端盖13的上端设置与主体柱11卡扣结构匹配的卡槽，上端盖12下端的卡槽可以与主体柱11上端的卡抠结构匹配连接，下端盖13上端的卡槽可以与主体柱11下端的卡扣结构匹配连接。所述主体柱11的内径为20-80mm。主体柱11的长度为20-120mm。液体可以自由的通过所述立体柱11，立体柱11在后续的消解过程中会使用氧化剂浸泡，立体柱11内径选择并非越大越好，内径越大所需的氧化剂越多，在本申请的一种实施例中，主体柱11内径选择66mm，长度选择100mm为较佳的设置方式。在主体柱11自上而下80mm处内腔壁上设凹槽14，用于安装滤网片15。滤网片15通过压环16活动安装在所述凹槽14上。压环16对滤网片15起到固定作用，防止滤网片15在采样或消解过程中位置偏移。滤网片15的孔径为10-300μm，一般微塑料的孔径大于本申请中滤网片15的孔径(10-300μm)，带有微塑料的水样经过滤网片15过滤，微塑料能留在滤网片15上。优选的，滤网片15的直径为66mm。如图3、图4所示，本申本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微塑料采样柱，其特征在于，包括主体柱、滤网片、上端盖和下端盖，所述上端盖和下端盖可拆卸的连接在所述主体柱的顶部和底部，形成一圆柱形的内腔，所述上端盖和下端盖上分别设有采样入口和采样出口，用于连通所述内腔和微塑料采样柱的外部，所述滤网片设置在所述内腔，靠近所述采样出口。

【技术特征摘要】
1.微塑料采样柱，其特征在于，包括主体柱、滤网片、上端盖和下端盖，所述上端盖和下端盖可拆卸的连接在所述主体柱的顶部和底部，形成一圆柱形的内腔，所述上端盖和下端盖上分别设有采样入口和采样出口，用于连通所述内腔和微塑料采样柱的外部，所述滤网片设置在所述内腔，靠近所述采样出口。2.根据权利要求1所述的微塑料采样柱，其特征在于，所述主体柱的内径为20-80mm。3.根据权利要求1所述的微塑料采样柱，其特征在于，所述主体柱的长度为20-120mm。4.根据权利要求1所述的微塑料采样柱，其特征在于，所述滤网片的孔径为10-300μm。5.根据权利要求1所述的微塑料采样柱，其特征在于，所述立体柱的内腔壁设有用于安装所述滤网片的凹槽，所述滤网片通过压环活动安装在所述凹槽上。6.微塑料采集装置，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的微塑料采样柱、表层水采样器和抽水泵，所述抽水泵的入水口连接表层水采样器，所述表层水采样放置于水体表层，采集表层水体的微塑料，所述抽水泵的出水口连接所述微塑料采样柱的采样入口，通过所述抽水泵将所述表层水采样器采集到的水样输送到所述微塑料采样柱内。7.根据权利要求6所述的微塑料采集装置，其特征在于，所述表层水采...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明红，
申请(专利权)人：蔡明红，
类型：发明
国别省市：上海,31