【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及实验装置，特别是涉及一种海-气界面微塑料气溶胶化检测系统及检测方法。
技术介绍
1、这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
2、每年约有1000万吨塑料垃圾流入海洋，它们在物理、化学和生物等破碎作用下降解为微米级或纳米级的塑料颗粒。虽然海洋被认为是微塑料的汇，但是已有研究发现遥远海域的大气颗粒物中也存在微塑料颗粒。这些微塑料颗粒不排除是大气长距离传输的结果，但是海洋表层的微塑料颗粒也可以通过破浪过程释放到大气中。由于微塑料比表面积大，喷出海面时可能会带有海水中的有机物质、病毒和细菌等，之后还会在大气中积极参与大气化学过程。如何量化微塑料在海-气界面的气溶胶化程度是进一步精确估算海洋微塑料排放通量的关键步骤。
3、直接采集海洋上空的气溶胶样品以分析其中的微塑料颗粒的过程可能受到很多偶发环境因素的干扰，而且存在采样时间长和微塑料来源复杂(包括原位破浪产生和长距离大气输送)等问题。这对深入探究微塑料颗粒的海-气转移过程造成了一定的困难。因此创造一个人工受控的环境是必要的。目前对人工模拟破浪过程已经有了相对成熟的技术方法开发，但是它们往往利用海水在对于其绝对封闭的系统中循环流动来模拟破浪过程，然后采集这些气溶胶样品进行成分分析。而在实际采样过程中，破浪过程导致的物质(特别是微塑料颗粒)喷出将导致海水中相应成分的浓度将不断减少，进而影响检测的准确性。此外，由于当前人们忽视了微塑料通过破浪排放的途径，还未有一个便捷的可以量化微塑料气溶胶化程度的方法和公式。这将是厘清海洋源微
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种海-气界面微塑料气溶胶化检测系统及检测方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种海-气界面微塑料气溶胶化检测系统，第一箱体为封闭箱体，第一箱体的顶盖上设置有进气口和出气口，第一箱体的顶部水平设置有溢流管，溢流管上设置有水平狭缝，溢流管的进口通过泵与海水连接；进气口与洁净空气源连接，出气口与低压级联撞击器连接；
4、第一箱体的设定高度处设置有第一箱体溢流口，第一箱体溢流口依次与多级预过滤器、玻璃砂芯过滤器连接，玻璃砂芯过滤器的过滤膜为聚碳酸酯径迹蚀刻膜。该膜具有孔隙规则均匀和显微镜成像效果好的优点，更适合微塑料的过滤和计数过程。
5、在一些实施例中，所述溢流管包括同轴设置的内管和外管，内管沿轴向设置有若干布液孔，所述水平狭缝设置于外管上。这些布液孔用来保证外管的均匀布水，减少管内水体湍流运动，从而提高狭缝处水流的稳定性。
6、在一些实施例中，第一箱体溢流口与第一箱体底部之间的距离大于水平狭缝与第一箱体溢流口的距离。以保证水下气泡的羽流过程自然而不受箱体底部的影响。
7、在一些实施例中，还包括第二箱体，第一箱体溢流口通过弯折管与第二箱体连通，第二箱体上设置有第二箱体溢流口，且第二箱体溢流口的高度低于第一箱体溢流口的高度。
8、优选的，所述弯折管的出口端低于第二箱体溢流口设置。
9、采用该种设置方式，使得第二箱体内部液位维持恒定后，弯折管的出口端插入液位以下，可以有效阻止外部颗粒物通过第一箱体溢流口进入第一箱体顶空，避免外部颗粒物对第一箱体顶空的气溶胶采样过程造成干扰。
10、优选的，第二箱体的底部出口依次与多级预过滤器、聚碳酸酯过滤膜-玻璃砂芯过滤器连接。
11、进一步优选的，多级预过滤器与聚碳酸酯过滤膜-玻璃砂芯过滤器之间设置有预过滤收集池。
12、在一些实施例中，所述多级过滤器为三级过滤器，其过滤精度依次为2mm、200μm和10μm。
13、第二方面，本专利技术提供一种海-气界面微塑料气溶胶化检测方法，包括如下步骤：
14、通过进气管向第一箱体内通入洁净空气，同时海水经过粗过滤后被持续泵入第一箱体顶部的溢流管中，并在水平狭缝处形成水流，撞击下方水面，模拟破浪过程，形成气溶胶，气溶胶被低压级联撞击器收集；
15、从第一箱体中溢流而出的海水经多级预过滤后，采用聚碳酸酯膜和玻璃砂芯过滤器对海水中粒径小于10μm的微塑料颗粒进行过滤；
16、对聚碳酸酯膜上的微塑料颗粒进行鉴别和计数；
17、计算微塑料颗粒的气溶胶化程度。
18、在一些实施例中，气溶胶形成和收集过程维持第一箱体内部微正压。第一箱体内部维持微正压，不仅可以降低系统的气密性要求，还可以有效防止外部颗粒进入第一箱体内部。
19、在一些实施例中，采用荧光显微镜的不同光激发通道对聚碳酸酯膜上的微塑料颗粒进行鉴别和计数。
20、在一些实施例中，对于某一粒径范围的微塑料颗粒的气溶胶化程度用其气溶胶化因子(aerosolized factor，af)来表示，具体公式如下：
21、
22、其中，是低压级联撞击器上聚碳酸酯膜上某一粒径范围微塑料颗粒数量，vair是采集的空气体积；是玻璃砂芯上聚碳酸酯膜上某一粒径范围微塑料颗粒数量，vwater是过滤的海水体积；和分别是某一粒径范围微塑料颗粒在空气和水体中的浓度。
23、上述本专利技术的一种或多种实施例取得的有益效果如下：
24、用离心泵抽取表层海水至第一箱体顶空的溢流管中，海水从狭缝中溢出后跌落入下方水面来模拟破浪事件，同时右侧设有溢流口，能够使第一箱体内的海水实时更新，大大提高了实验结果的真实性。溢流口中溢出的海水经过多级颗粒物过滤器预过滤后再经聚碳酸酯膜对海水中的微塑料颗粒进行过滤收集。破浪产生的气溶胶颗粒被收集到大气颗粒物分级式采样器中。通过荧光显微镜的不同光激发通道对海水和空气中的微塑料颗粒进行鉴别和计数。最后通过微塑料的气溶胶化公式量化微塑料在海-气界面的气溶胶化程度。
25、持续泵入第一箱体内的海水水位升高至右侧面的溢流口后，海水溢出第一箱体进入第二箱体，以保证第一箱体内的海水液位维持恒定，同时可以保证第一箱体内的海水实时更新，使采样过程能够最大限度接近外场实地采样过程。
26、第二箱体上设置有第二箱体溢流口，溢流进入第二箱体的海水水位达到第二箱体溢流口时，可以通过第二箱体溢流口溢流而出，为后续多级过滤器降低负荷，并为后续海水的多级过滤提供缓冲。
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1.一种海-气界面微塑料气溶胶化检测系统，其特征在于：第一箱体为封闭箱体，第一箱体的顶盖上设置有进气口和出气口，第一箱体的顶部水平设置有溢流管，溢流管上设置有水平狭缝，溢流管的进口通过泵与海水连接；进气口与洁净空气源连接，出气口与低压级联撞击器连接；
2.根据权利要求1所述的海-气界面微塑料气溶胶化检测系统，其特征在于：所述溢流管包括同轴设置的内管和外管，内管沿轴向设置有若干布液孔，所述水平狭缝设置于外管上。
3.根据权利要求1所述的海-气界面微塑料气溶胶化检测系统，其特征在于：第一箱体溢流口与第一箱体底部之间的距离大于水平狭缝与第一箱体溢流口的距离。
4.根据权利要求1所述的海-气界面微塑料气溶胶化检测系统，其特征在于：还包括第二箱体，第一箱体溢流口通过弯折管与第二箱体连通，第二箱体上设置有第二箱体溢流口，且第二箱体溢流口的高度低于第一箱体溢流口的高度。
5.根据权利要求4所述的海-气界面微塑料气溶胶化检测系统，其特征在于：所述弯折管的出口端低于第二箱体溢流口设置；
6.根据权利要求1所述的海-气界面微塑料气溶胶化检测
7.采用权利要求1-6任一所述海-气界面微塑料气溶胶化检测系统的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：气溶胶形成和收集过程维持第一箱体内部微正压。
9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：采用荧光显微镜的不同光激发通道对聚碳酸酯膜上的微塑料颗粒进行鉴别和计数。
10.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：对于某一粒径范围的微塑料颗粒的气溶胶化程度用其气溶胶化因子来表示，具体公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种海-气界面微塑料气溶胶化检测系统，其特征在于：第一箱体为封闭箱体，第一箱体的顶盖上设置有进气口和出气口，第一箱体的顶部水平设置有溢流管，溢流管上设置有水平狭缝，溢流管的进口通过泵与海水连接；进气口与洁净空气源连接，出气口与低压级联撞击器连接；
2.根据权利要求1所述的海-气界面微塑料气溶胶化检测系统，其特征在于：所述溢流管包括同轴设置的内管和外管，内管沿轴向设置有若干布液孔，所述水平狭缝设置于外管上。
3.根据权利要求1所述的海-气界面微塑料气溶胶化检测系统，其特征在于：第一箱体溢流口与第一箱体底部之间的距离大于水平狭缝与第一箱体溢流口的距离。
4.根据权利要求1所述的海-气界面微塑料气溶胶化检测系统，其特征在于：还包括第二箱体，第一箱体溢流口通过弯折管与第二箱体连通，第二箱体上设置有第二箱体溢流口，且第二箱体溢流口的高度低于第一箱体溢...
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