一种海水中有机污染物富集装置及富集方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海水中有机污染物富集装置及富集方法，包括涡旋单元，在涡旋单元的上方设置有承载平台，在承载平台上设置有介质仓、样品仓、电磁支架、回转臂和电磁单元；在所述电磁支架上设置有第一电机和第一传动机构，第一电机通过第一传动机构带动回转臂上下运动；在所述回转臂上设置有第二电机和第二传动机构，第二电机通过第二传动机构带动电磁单元水平移动。本发明专利技术的富集装置，可实现目标污染物的萃取分离和富集整个过程的全自动化，特别适合大体积水样中各类痕量有机污染物的萃取富集，显著提高了前处理的效率，排除了人工操作的误差，同时使得实验人员接触目标污染物和有机溶剂的机会大大减小，进而使得前处理过程的安全性更高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括涡旋单元，在涡旋单元的上方设置有承载平台，在承载平台上设置有介质仓、样品仓、电磁支架、回转臂和电磁单元；在所述电磁支架上设置有第一电机和第一传动机构，第一电机通过第一传动机构带动回转臂上下运动；在所述回转臂上设置有第二电机和第二传动机构，第二电机通过第二传动机构带动电磁单元水平移动。本专利技术的富集装置，可实现目标污染物的萃取分离和富集整个过程的全自动化，特别适合大体积水样中各类痕量有机污染物的萃取富集，显著提高了前处理的效率，排除了人工操作的误差，同时使得实验人员接触目标污染物和有机溶剂的机会大大减小，进而使得前处理过程的安全性更高。【专利说明】
本专利技术属于海洋环境监测
，具体地说，是涉及一种用于对海水中的有机污染物进行萃取富集的装置以及基于所述富集装置提出的有机污染物富集方法。
技术介绍
海水中的持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants, POPs),虽然绝对含量非常低(10_12?10_9g/L)，但不易降解，且具有“三致”毒性，而且其毒性还可以累积并通过食物链传递，因此会对海洋生态系统造成严重的威胁，已成为目前海洋环境污染问题研究的焦点之一。由于海水样品中的POPs含量很低，而且基体复杂，因此在测定之前通常需要进行样品的预处理，以降低或者消除干扰物，富集净化目标物，最终实现目标污染物的高灵敏度检测。然而，传统的样品预处理技术在对海水样品进行处理时，通常存在以下问题: (O目标污染物含量低，样品预处理需要消耗大量的样本溶液，耗时耗力，处理通量低； (2)水体中杂质、海藻、浮游生物较多，一些常用的萃取方法(例如固相萃取SPE，固相微萃取SPME)难以直接实施；例如在使用传统的SPE萃取方法对复杂样品(含有悬浮物、浮游生物等)进行萃取的过程时，经常会遇到柱堵塞等问题，从而影响了萃取过程的正常进行； (3)海水样品随环境气压、风向、海流等影响变化较大，但是传统的采样-实验室分析方法具有时滞性，因此难以实时反映海水的实际情况。除此之外，传统的样品预处理技术受装置、电力等因素的局限，多采用现场采样一封装一转运一实验室测定的步骤。由于在样品处理前需经过封装、运输、存储等过程，因此工作量大，实时性差，不能提供连续的数据；而且在采样和储运过程中，还可能会造成样品的“沾污”和“转化”，导致检测结果的不准确。同时，由于样品的处理时间较长，多需带回实验室完成，因此不能快速地获得检测数据。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的海水污染物萃取方法处理时间长、不能现场完成、水样运输过程中潜在污染和性质改变的问题，提出了一种快速、高效、易于应用的海水中有机污染物富集装置，有效降低了运输保存成本，提高了样品处理的通量和实效性。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现: 一种海水中有机污染物富集装置，包括涡旋单元，在涡旋单元的上方设置有承载平台，在承载平台上设置有用于盛放磁性萃取介质的介质仓、用于盛放海水样品的样品仓、电磁支架、回转臂和电磁单兀；在所述电磁支架上设置有第一电机和第一传动机构，第一电机通过第一传动机构带动回转臂上下运动；在所述回转臂上设置有第二电机和第二传动机构，第二电机通过第二传动机构带动电磁单元水平移动。进一步的，所述电磁支架垂直安装于承载平台的上表面，在电磁支架的上方安装所述的第一电机；在所述第一传动机构中设置有第一丝杠和第一丝母，第一丝杠垂直于承载平台的上表面安装于所述的电磁支架中，且与第一电机的转轴固定连接；所述第一丝母固定安装在回转臂的内侧端部，且与所述的第一丝杠相啮合。又进一步的，所述回转臂平行于承载平台的上表面，在回转臂的外侧端部安装所述的第二电机；在所述第二传动机构中设置有第二丝杠和第二丝母，第二丝杠平行于承载平台的上表面安装于所述的回转臂中，且与第二电机的转轴固定连接；所述第二丝母与第二丝杠相啮合，在第二丝母上安装所述的电磁单元，所述电磁单元垂直于承载平台的上表面。优选的，所述电磁单元优选采用电磁铁吸附所述的磁性萃取介质；为了防止电磁铁腐蚀，沾污海水样品，造成检测结果的不准确，在所述电磁铁的外表面还涂覆有聚四氟乙烯涂层。对于沸点低且加热情况下化学性质不会发生改变的目标污染物来说，采用上述结构设计的富集装置即可满足目标污染物的富集提取要求。为了使本专利技术的富集装置对于沸点高或者化学性质在高温环境下易发生改变的有机污染物同样具有富集提取的能力，本专利技术在所述承载平台上还进一步设置了用于盛装洗脱溶剂的洗脱仓。优选的，由于介质仓中存放的磁性萃取介质都比较纯净，因此介质仓在通常情况下不需要清洗，因而可以采用在承载平台的上表面开槽的方式形成所述的介质仓；由于样品仓和洗脱仓需要经常更换样品溶液和洗脱溶剂，并且每次更换样品溶液或者洗脱溶剂时，都需要对样品仓和洗脱仓进行清洗，为了方便对所述样品仓和洗脱仓进行清洗，优选在承载平台上设置限位底座，将样品仓和洗脱仓放置在所述的限位底座中，以方便样品仓和洗脱仓在承载平台上的取放。为了提高萃取富集的效率，优选在所述承载平台上设置多组介质仓、样品仓和洗脱仓，各组介质仓、样品仓和洗脱仓以电磁支架为轴心均匀圆周分布；在所述电磁支架的底部安装有联动齿轮，所述联动齿轮与安装在承载平台上的主动齿轮相啮合，所述主动齿轮与第三电机的转轴固定连接，通过第三电机驱动主动齿轮带动联动齿轮转动，通过联动齿轮带动电磁支架转动，完成对多个样品的萃取富集。优选的,每一组中的介质仓、样品仓和洗脱仓分布在以电磁支架为圆心的一条径向线上。再进一步的，在所述承载平台中形成有电气腔室，电气腔室中设置有控制单元，通过控制单元生成控制信号，对所述的第一电机、第二电机和第三电机进行驱动控制，并对所述的电磁单元进行通断电控制，实现目标物的自动萃取富集。优选的，所述控制单元优选以有线或者无线传输的方式与外部的计算机链接通信，传输数据。实验人员通过操作计算机便可以对富集装置进行操控，传输指令，显示结果。基于上述海水中有机污染物富集装置，本专利技术还提出了一种采用所述富集装置设计的有机污染物富集方法，包括以下步骤: al、在介质仓中放入足量的磁性萃取介质，将海水样品注入样品仓；bl、控制回转臂动作，将电磁单元伸入介质仓；为电磁单元通电，使电磁单元周围产生磁场，进而将介质仓中的磁性萃取介质吸附到电磁单元的尖端； Cl、将电磁单元移入样品仓，尖端伸入海水样品溶液中；控制电磁单元断电，磁场消失，使磁性萃取介质从电磁单元的表面脱离； dl、启动涡旋单元，使磁性萃取介质在海水样品溶液中涡旋加速分散，吸附目标有机污染物； el、为电磁单元通电，使电磁单元周围产生磁场，进而将富集了目标有机污染物的磁性萃取介质聚集到电磁单元的尖端； fl、将电磁单元转移至检测仪器，采用热解吸的方式分离出目标有机污染物，利用检测仪器对目标有机污染物进行后续的检测分析过程。上述富集方法适用于对沸点低且加热情况下化学性质不改变的目标物，对于不能采用热解吸方法分离的目标物，本专利技术提出以下有机污染物富集方法，实现对目标有机污染物的提取，包括以下步骤: a2、在介质仓中放入足量的磁性萃取介质，将海水样品注入样品仓，将洗脱溶剂注入洗脱仓； b2、控制回转臂动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海水中有机污染物富集装置，其特征在于：包括涡旋单元，在涡旋单元的上方设置有承载平台，在承载平台上设置有用于盛放磁性萃取介质的介质仓、用于盛放海水样品的样品仓、电磁支架、回转臂和电磁单元；在所述电磁支架上设置有第一电机和第一传动机构，第一电机通过第一传动机构带动回转臂上下运动；在所述回转臂上设置有第二电机和第二传动机构，第二电机通过第二传动机构带动电磁单元水平移动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张婷，褚东志，刘岩，施治国，侯广利，任国兴，石小梅，张述伟，程岩，王茜，杨小满，王昭玉，郭翠莲，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37