畜禽粪便中微塑料提取设备及微塑料识别系统技术方案

本发明专利技术公开一种畜禽粪便中微塑料提取设备，包括进料器、筛选组件、废料承接容器、超声粉碎机、离心管、真空抽滤器和控制器，该畜禽粪便中微塑料提取设备结构新颖合理，提取精度高，能够实现快速、高效地提取畜禽粪便中的微塑料，可以在使畜禽粪便消解完全的情况下，使粪便中的油脂和微塑料完全分离，具有回收率高、提取精度高的特点，可以准确、高效地在畜禽粪便中提取纤维型微塑料，有利于在临床实践中推广应用。本发明专利技术提出的微塑料识别系统，包含上述畜禽粪便中微塑料提取设备，经畜禽粪便中微塑料提取设备提取出的微塑料，通过激光诱导击穿光谱仪对滤网上拦截的微塑料进行材料的识别、分类、定性以及定量分析，操作方便快捷。操作方便快捷。操作方便快捷。

【技术实现步骤摘要】
畜禽粪便中微塑料提取设备及微塑料识别系统


[0001]本专利技术属于环境监测领域，涉及微塑料检测技术，特别是涉及一种畜禽粪便中微塑料提取设备及微塑料识别系统

技术介绍

[0002]微塑料是直径小于5mm的塑料碎片和颗粒，种类较多，主要包括聚乙烯(polyethylene，简称pe)、聚丙烯(polypropylene，简称pp)、聚氯乙烯(polyvinylchloride，简称pvc)、聚苯乙烯(polystyrene，简称ps)、聚碳酸酯(polycarbonate，简称pc)和聚对苯二甲酸(polyethyleneterephthalate，简称pet)等，形状也纷繁复杂，有颗粒、纤维、碎片、薄膜等。微塑料首次在海洋水体和沉积物中被发现，因肉眼难辨，被称为海中的pm2.5。已有研究表明，微塑料的化学性质稳定在环境中持久性强，同时会作为其他有毒污染物的载体，会对环境中的生物产生毒理效应并造成严重的生态风险，甚至会通过食物链进行传递，对人类的生存和健康造成威胁。
[0003]现有技术资料证明，微塑料在畜禽粪便中也广泛存在，畜禽粪便在资源化处理后常被用于农业有机肥，并可能通过肥料
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土壤
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植物的传递链，进入农作物组织中，因此分离并识别检测畜禽粪便中的微塑料情况迫在眉睫。微塑料的识别检测方法包括物理表征分析和化学表征分析，在物理表征分析中有目视法、光学显微镜法和电子显微镜，化学表征分析中主要是利用傅里叶红外变换光谱、拉曼光谱及气相色谱
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质谱联用技术，无论是哪种识别方法，均需要首先提取待测粪便中微塑料。常用采用密度悬浮离心的方法提取水体、土壤等油脂含量较低的样本中的微塑料，而禽畜粪便(例如猪粪、鸡粪)中含有大量的油脂，按照上述方法提取会使禽畜粪便中的油脂与微塑料形成混合物，从而无法悬浮，进而严重影响禽畜粪便中微塑料的提取效果。因此，有必要研发一种专用于禽畜粪便中微塑料提取的设备，以克服上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种畜禽粪便中微塑料提取设备及微塑料识别系统，以解决上述现有微塑料提取方法无法适用于禽畜粪便中微塑料提取的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种畜禽粪便中微塑料提取设备，包括：
[0007]进料器，所述进料器内用于存放待测粪便，所述进料器的底部设置出料口，所述出料口设置有流量阀，用以实现所述待测粪便的定量排放；
[0008]筛选组件，所述筛选组件包括电容测量装置和翻转方向可调的导料板，所述电容测量装置包括电压表、电流表、电源和由两极板构成的电容器，所述电容器位于所述出料口的下方，且所述出料口位于两所述极板之间；两所述极板分别与所述电源的正极和负极连接，且所述电源的正极与所述极板之间设置所述电流表，所述电压表用于测量两所述极板间的电压，所述电容器用于检测所述出料口排出的所述待测粪便内是否含有微塑料；所述
导料板位于所述电容器的下方，所述导料板通过转轴与一旋转电机相连，所述导料板用于承接所述电容器检测后的所述待测粪便；
[0009]废料承接容器，所述废料承接容器位于所述导料板的第一端下方，当所述电容器检测到所述待测粪便内不含有微塑料时，所述旋转电机驱动所述导料板朝向所述导料板的第一端倾斜，以将不含微塑料的所述待测粪便导入所述废料承接容器内；
[0010]超声粉碎机，所述超声粉碎机位于所述导料板的第二端下方，当所述电容器检测到所述待测粪便内含有微塑料时，所述旋转电机驱动所述导料板朝向所述导料板的第二端倾斜，以将含微塑料的所述待测粪便导入所述超声粉碎机内；所述超声粉碎机能够对所述待测粪便进行超声粉碎；所述超声粉碎机上配置有第一加药器，所述第一加药器用于向所述超声粉碎机内添加能够使粪便消解的药剂；
[0011]离心管，所述离心管通过第一抽吸泵与所述超声粉碎机连接，所述第一抽吸泵用于将所述超声粉碎机内的所述待测粪便抽吸至所述离心管内；所述离心管上配置有第二加药器，所述第二加药器用于向所述离心管内添加碘化钠溶液，以使所述待测粪便分层产生上清液和沉淀；所述离心管的上部设置有第一上清液抽吸管；
[0012]真空抽滤器，所述真空抽滤器的进口连接有第二上清液抽吸管，所述第二上清液抽吸管的进口能够与所述第一上清液抽吸管的出口可拆卸连接，以通过所述真空抽滤器抽吸所述上清液；所述第二上清液抽吸管的进口可拆卸设置有一滤膜，所述滤膜用于拦截所述上清液中的微塑料；
[0013]控制器，所述控制器与所述筛选组件、所述旋转电机、所述超声粉碎机和所述真空抽滤器通讯连接。
[0014]可选的，还包括抽滤器移动机构，所述抽滤器移动机构包括：
[0015]底座；
[0016]三维调节平台，所述三维调节平台的下部活动安装于所述底座上，所述真空抽滤器设置于所述三维调节平台的上部。
[0017]可选的，所述底座上设置有滑轨和与所述滑轨平行设置的丝杆，所述丝杆上螺纹连接有一滑块，且所述滑块与所述滑轨滑动配合；所述丝杆的一端与驱动电机相连，所述三维调节平台的下部与所述滑块相连。
[0018]可选的，所述第一加药器和所述第二加药器上均设置有阀门和流量计。所述阀门和所述流量计与所述控制器通讯连接。
[0019]可选的，还包括反冲洗装置，所述反冲洗装置包括反冲洗管路和反冲洗泵，所述反冲洗管路连接于所述超声粉碎机的底部，所述反冲洗泵设置于所述反冲洗管路上，所述反冲洗泵用于向所述超声粉碎机内泵入碘化钠溶液。
[0020]可选的，所述能够使粪便消解的药剂包括H2O2溶液和FeSO4溶液。
[0021]可选的，所述滤膜为聚碳酸酯纤维素滤膜。
[0022]可选的，所述待测粪便包括猪粪、鸡粪、牛粪和鸭粪中的一种或多种。
[0023]可选的，所述超声粉碎机的机体侧壁上设置有加热装置。
[0024]可选的，所述加热装置为盘管加热器或电阻丝加热器。
[0025]本专利技术还提出一种微塑料识别系统，包括激光诱导击穿光谱仪和如上任意一项所述的畜禽粪便中微塑料提取设备，所述激光诱导击穿光谱仪通过支架设置于所述底座上，
所述激光诱导击穿光谱仪能够对所述滤网上拦截的微塑料进行材料的识别、分类、定性以及定量分析。
[0026]可选的，所述微塑料识别系统还包括计算机，所述激光诱导击穿光谱仪和所述控制器均与所述计算机通讯连接。
[0027]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0028]本专利技术提出的畜禽粪便中微塑料提取设备，包括进料器、筛选组件、废料承接容器、超声粉碎机、离心管、真空抽滤器和控制器，其中待测粪便由进料器定量排出，排出过程中，待测粪便会经过筛选组件的电容器，通过电容器电容变化判断出待测粪便中是否含有微塑料，如果为含微塑料的粪便，则由导料板将其导入超声粉碎机内，如果检测为不含微塑料的粪便，则由导料板将其导入废料承接容器内，避免不含粪微塑料的粪便进入后续检测程序，造成的检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种畜禽粪便中微塑料提取设备，其特征在于，包括：进料器，所述进料器内用于存放待测粪便，所述进料器的底部设置出料口，所述出料口设置有流量阀，用以实现所述待测粪便的定量排放；筛选组件，所述筛选组件包括电容测量装置和翻转方向可调的导料板，所述电容测量装置包括电压表、电流表、电源和由两极板构成的电容器，所述电容器位于所述出料口的下方，且所述出料口位于两所述极板之间；两所述极板分别与所述电源的正极和负极连接，且所述电源的正极与所述极板之间设置所述电流表，所述电压表用于测量两所述极板间的电压，所述电容器用于检测所述出料口排出的所述待测粪便内是否含有微塑料；所述导料板位于所述电容器的下方，所述导料板通过转轴与一旋转电机相连，所述导料板用于承接所述电容器检测后的所述待测粪便；废料承接容器，所述废料承接容器位于所述导料板的第一端下方，当所述电容器检测到所述待测粪便内不含有微塑料时，所述旋转电机驱动所述导料板朝向所述导料板的第一端倾斜，以将不含微塑料的所述待测粪便导入所述废料承接容器内；超声粉碎机，所述超声粉碎机位于所述导料板的第二端下方，当所述电容器检测到所述待测粪便内含有微塑料时，所述旋转电机驱动所述导料板朝向所述导料板的第二端倾斜，以将含微塑料的所述待测粪便导入所述超声粉碎机内；所述超声粉碎机能够对所述待测粪便进行超声粉碎；所述超声粉碎机上配置有第一加药器，所述第一加药器用于向所述超声粉碎机内添加能够使粪便消解的药剂；离心管，所述离心管通过第一抽吸泵与所述超声粉碎机连接，所述第一抽吸泵用于将所述超声粉碎机内的所述待测粪便抽吸至所述离心管内；所述离心管上配置有第二加药器，所述第二加药器用于向所述离心管内添加碘化钠溶液，以使所述待测粪便分层产生上清液和沉淀；所述离心管的上部设置有第一上清液抽吸管；真空抽滤器，所述真空抽滤器的进口连接有第二上清液抽吸管，所述第二上清液抽吸管的进口能够与所述第一上清液抽吸管的出口可拆卸连接，以通过所述真空抽滤器抽吸所述上清液；所述第二上清液抽吸管的进口可...

【专利技术属性】
技术研发人员：林佳钰，刘洪涛，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：