应用于表层水体的溶解态气态汞原位连续吹扫装置的制作方法

本实用新型涉及一种应用于表层水体的溶解态气态汞原位连续吹扫装置。

背景技术：

现有技术中表层海水中溶解态气态汞（Dissolved Gaseous Mercury, 以下简称DGM）的测定基于手工离线分析。如图3所示，采样时，将容积为0.5 L的Teflon采样瓶没入海水水面下约10 cm处采集水样300 mL，之后转移到500 mL高硼硅玻璃吹扫瓶中并使用流量为400 mL/min的高纯氩气吹扫30 min，使水样中的DGM被吹出，经碱石灰干燥管除去水汽与盐分后进入原子荧光仪（Tekran 2537B）测定。样品手工采集的时间约为5~10 min，且由于DGM在海水中的浓度非常低，更换样品进行吹扫前需使用新样品手工对吹扫瓶进行润洗，时间约在2~5 min之间，故每个样品的测定时间为37~45 min。现有技术方案存在两处主要的技术缺陷：第一、应用该采集和吹扫方式时，海水样品发生从采样瓶到吹扫瓶的转移和定容，由于DGM浓度低且反应活性非常强，在转移和定容的过程中容易受到温度和光照条件等因素发生变化的影响而造成自身浓度的变化，从而增大最终测定的误差；第二、水样吹扫时要求将水中的DGM全量转移，目前吹扫装置完成吹扫所需的时间较长，使得相邻样品间分析的时间间隔大于40 min，这降低了连续分析时数据点的密度，影响分析结果的分辨率。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用于表层水体的溶解态气态汞原位连续吹扫装置，不仅结构设计合理，而且高效便捷。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种应用于表层水体的溶解态气态汞原位连续吹扫装置，包括一个浸入水体的吹扫瓶，所述吹扫瓶的瓶身下部设置有进水口、瓶身上部设置有出水口、瓶底设置有进气口、瓶口塞处设置有出气口以及瓶内设置有气嘴，所述气嘴通过进气管经进气口连接至氩气钢瓶，所述出气口处设置有连接至原子荧光仪的出气管，所述吹扫瓶的下方设置有用以将水线保持在进水口与出水口之间的浮块。

优选的，所述进气管上顺序设置有过滤金柱与流量控制器，所述出气管上设置有干燥管。

优选的，水线在出水口下方20~30mm处。

优选的，所述进水口与出水口的内径均为6mm，两者的高度差为150mm，所述吹扫瓶的容积为125ml、容水为70~80ml，气流流速为250ml/min。

一种应用于表层水体的溶解态气态汞原位连续吹扫装置，包括至少两个串联并浸入水体的吹扫瓶，每个所述吹扫瓶的瓶身下部均设置有进水口、瓶身上部均设置有出水口、瓶底均设置有进气口、瓶口塞处均设置有出气口以及瓶内均设置有气嘴，前一个吹扫瓶的出水口经水管接入后一个吹扫瓶的进水口，每个所述气嘴分别通过进气支管经进气口接入进气总管后连接至氩气钢瓶，每个所述出气口处均设置有出气支管，所有出气支管汇入出气总管后连接至原子荧光仪，所述吹扫瓶的下方设置有用以将水线保持在进水口与出水口之间的浮块。

优选的，每个所述进气管上均顺序设置有过滤金柱与流量控制器，所述出气总管上设置有干燥管。

优选的，所有所述进水口位于同一高度，所有所述出水口也位于同一高度。

优选的，水线在所述出水口下方20~30mm处。

每个所述进水口与出水口的内径均为6mm，两者的高度差为150mm，每个所述吹扫瓶的容积为125ml、容水为70~80ml，气流流速为250ml/min。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型结构设计合理，实现了测定水体中溶解态气态汞的采集与吹扫过程与样品原生环境的高度一致，原位采集与吹扫不仅消除了离线操作的污染风险，而且极大避免了因为温度、光线等环境要素的改变对测定对象形态的影响，大大提高了测定的准确度和工作效率；尤其是本实用新型利用重力和吹扫载气气流的动力实现水样的自动提取和排放，省却了电控和机械控制的环节，在野外连续测定的条件下具有明显的优势。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的构造示意图。

图2为本实用新型实施例二中吹扫瓶个数为四个时的构造示意图。

图3为传统的表层水体的溶解态气态汞测定装置的构造示意图。

图中：1-吹扫瓶，2-进水口，3-出水口，4-进气口，5-出气口，6-气嘴，7-进气管，8-氩气钢瓶，9-原子荧光仪，10-出气管，11-过滤金柱，12-流量控制器，13-干燥管，14-水管，15-进气支管，16-进气总管，17-出气支管，18-出气总管。

具体实施方式

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

在本实用新型实施例一中，如图1所示，一种应用于表层水体的溶解态气态汞原位连续吹扫装置，包括一个浸入水体的吹扫瓶1，所述吹扫瓶1的瓶身下部设置有进水口2、瓶身上部设置有出水口3、瓶底设置有进气口4、瓶口塞处设置有出气口5以及瓶内设置有气嘴6，所述气嘴6通过进气管7经进气口4连接至氩气钢瓶8，所述出气口5处设置有连接至原子荧光仪9的出气管10，所述吹扫瓶1的下方设置有用以将水线保持在进水口2与出水口3之间的浮块（附图中未画出）。

在本实用新型实施例一中，所述进气管7上顺序设置有过滤金柱11与流量控制器12，所述出气管10上设置有干燥管13。

在本实用新型实施例一中，水线在出水口3下方20~30mm处。

在本实用新型实施例一中，所述进水口2与出水口3的内径均为6mm，两者的高度差为150mm，所述吹扫瓶1的容积为125ml、容水为70~80ml，气流流速为250ml/min。

本实用新型实施例一的具体工作步骤如下：首先将所述吹扫瓶1安置于采样水域，等待1 min，让待测水样在重力作用下从所述吹扫瓶1的进水口2进入其瓶内，直至瓶内外水位线一致，接着开启所述吹扫瓶1的载气，以优化后的250 mL/min的流速对所述吹扫瓶1的瓶内水样进行吹扫，此时可观察到所述吹扫瓶1的出水口3有水涌出，开始计时；在计时12 min后接入检测器开始记录检测数据。

参数优化实验的结果显示，在所述入水口与出水口3内径均为6 mm，高差150 mm的最优规格下，所述吹扫瓶1容水约75 mL，流速均为250 mL/min时，接取出口水样进行图3 所示的传统吹扫过程，检出DGM残留值小于0.05 pg/L，环境水体中DGM的平均浓度约为1~5 ng/L；离线验证实验显示，单个容积125mL的吹扫瓶1以250 mL/min流速仅需7.5 min可以将75 mL平均DGM浓度为5 ng/L的水样吹扫至残余浓度小于0.05pg/L，水样在本实用新型中的停留时间约为12 min。因此本实用新型可以保证在绝大多数水体条件下实现DGM的完全连续吹扫。

在本实用新型实施例二中，如图2所示，一种应用于表层水体的溶解态气态汞原位连续吹扫装置，包括至少两个串联并浸入水体的吹扫瓶1，每个所述吹扫瓶1的瓶身下部均设置有进水口2、瓶身上部均设置有出水口3、瓶底均设置有进气口4、瓶口塞处均设置有出气口5以及瓶内均设置有气嘴6，前一个吹扫瓶1的出水口3经水管14接入后一个吹扫瓶1的进水口2，每个所述气嘴6分别通过进气支管15经进气口4接入进气总管16后连接至氩气钢瓶8，每个所述出气口5处均设置有出气支管17，所有出气支管17汇入出气总管18后连接至原子荧光仪9，所述吹扫瓶1的下方设置有用以将水线保持在进水口2与出水口3之间的浮块（附图中未画出）；所述吹扫瓶1的个数优选为四个，但不局限于此。

在本实用新型实施例二中，每个所述进气管7上均顺序设置有过滤金柱11与流量控制器12，所述出气总管18上设置有干燥管13。

在本实用新型实施例二中，所有所述进水口2位于同一高度，所有所述出水口3也位于同一高度。

在本实用新型实施例二中，水线在所述出水口3下方20~30mm处。

在本实用新型实施例二中，每个所述进水口2与出水口3的内径均为6mm，两者的高度差为150mm，每个所述吹扫瓶1的容积为125ml、容水为70~80ml，气流流速为250ml/min。

本实用新型实施例二的具体工作步骤如下：首先将所有所述吹扫瓶1安置于采样水域，等待1 min，让待测水样在重力作用下从首个吹扫瓶的进水口进入其瓶内，直至瓶内外水位线一致，接着开启首个吹扫瓶的载气，以优化后的250 mL/min的流速对首个吹扫瓶的瓶内水样进行吹扫；由于吹扫时首个吹扫瓶的瓶内水位升高，超过首个吹扫瓶的出水口时，在重力的作用下，首个吹扫瓶的瓶内水样会从其出水口流出进入第二个吹扫瓶，与此同时，在上升气流的带动下，外界水样会继续从首个吹扫瓶的进水口涌入；在开启首个吹扫瓶载气之后每隔30 s顺序开启第二、第三、第四……至最后一个吹扫瓶的载气，载气气流流速均为250 mL/min，此时可观察到最后一个吹扫瓶1的出水口3有水涌出，开始计时；在计时12 min后接入检测器开始记录检测数据。

参数优化实验的结果显示，在每个所述进水口与出水口3内径均为6 mm，高差150 mm的最优规格下，每个所述吹扫瓶容水约75 mL，流速均为250 mL/min时，接取出口水样进行图3 所示的传统吹扫过程，检出DGM残留值小于0.05 pg/L，环境水体中DGM的平均浓度约为1~5 ng/L；离线验证实验显示，单个容积125mL的吹扫瓶1以250 mL/min流速仅需7.5 min可以将75 mL平均DGM浓度为5 ng/L的水样吹扫至残余浓度小于0.05pg/L，水样在本实用新型中的停留时间约为12 min。因此本实用新型可以保证在绝大多数水体条件下实现DGM的完全连续吹扫。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可以得出其他各种形式的应用于表层水体的溶解态气态汞原位连续吹扫装置。凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。