一种采集水体中极性污染物的被动采样装置的制作方法

本发明涉及一种采集水体中极性污染物的被动采样装置。

背景技术：

缩短采样时间可以大幅度提高研究效率，因此，省时省力的采样方法正逐渐被人们关注。传统的采样方法大多为自动采样或手动采样，虽然方法简单、能较快测知结果；但是只能测定浓度较大或监测方法灵敏度高的污染物，且得出的是很短时间内的平均浓度或者瞬时浓度，不够准确。本设备采用被动采样，相当于一种原位富集技术，不会受时间、突发事件等因素的限制，同时还可以避免实际样品转移回实验室过程中发生变化，较主动采样技术更为高效廉价。

在当前收集水中有机物的技术中，富集相一般为高分子有机相，极性较弱，萃取机理以“相似相溶”为基础，多针对疏水性有机物的富集。而对于富集亲水性极性物质的技术较少，采样时需要收集大量水体进入实验室后再进行富集，且适用的半透膜少，受环境因素的影响大，回收率较低且不稳定，成本昂贵，程序复杂。本装置可实现原地采样，简易便携，并利用可回收式极性有机物吸附膜对水体中亲水性极性物质进行高效富集，提升了对于富集亲水性极性污染物技术的不足。

技术实现要素：

本发明针对以上问题，基于可回收式极性有机物吸附膜吸附原理和被动采样技术相融合的基础上，设计出采集水体中极性污染物的被动采样装置。

本发明包括有支撑手柄、水位控制杆、水泵、流速控制阀、减速板控制阀、减速板a、过滤网a、聚氨酯泡沫箱、传送带、减速板b、指示灯、流速报警器、废物槽、可回收式极性有机物吸附膜、齿轮b、齿轮a、被动采样装置主体、隔板a、隔板b、轴a、电机、轴b、联轴器和过滤网b。

其中，被动采样装置主体为方形壳体，在被动采样装置主体的上部设有水位控制杆，在水位控制上设有流速报警器，在水位控制杆的上部固定有支撑手柄，在支撑手柄的上部设有指示灯、流速控制阀和减速板控制阀。在被动采样装置的两侧壁上分别设有条形通孔a和条形通孔b，条形通孔a与减速板a的大小相同，减速板a与条形通孔a之间活动连接，条形通孔b与减速板b的大小相同，减速板b与条形通孔b之间活动连接，条形通孔a的位置高于条形通孔b的位置。在被动采样装置主体的内部固定连接隔板a和隔板b，隔板a置于条形通孔a的下部，隔板a的一端与被动采样装置的一侧壁的内部固定，隔板a的另一端与被动采样装置的另一侧壁之间设有废物槽，废物槽为上开口的槽形壳体，在废物槽的上开口处设有过滤网a，在隔板a上固定水泵。隔板a与被动采样装置主体的顶面之间形成被动采样装置主体的第一空间。隔板b置于条形通孔b的上部，隔板b的一端与被动采样装置的另一侧壁的内部固定。隔板b与隔板a之间形成被动采样装置主体的第二空间。隔板b的另一端与被动采样装置的一侧壁之间，设有聚氨酯泡沫箱和过滤网b。聚氨酯泡沫箱的一侧壁上设有两个通孔，在聚氨酯泡沫箱的内部固定一根轴a，轴a穿过齿轮a的中部，齿轮a为回收齿轮。在第二空间的内壁上固定有电机和轴b，电机的输出轴与轴b之间通过联轴器相连，轴b穿过齿轮b的中部，齿轮b为扇形齿轮，齿轮b与齿轮a之间通过传送带相连，在传送带上设有可回收式极性有机物吸附膜，传送带通过聚氨酯泡沫箱侧壁上的两个通孔进出聚氨酯泡沫箱。隔板b与被动采样装置主体的底面之间形成被动采样装置主体的第三空间。

本发明在使用时，将被动采样装置深入水中，转动水位控制杆，以调节到欲测水深长度，打开控制阀使减速板a和减速板b打开，水流将由减速板a的位置进入；流速报警器测定流速；观察流速报警器指示灯，若指示灯亮起，则表明水流速度较低，需较长采样时间，这时，若想加快采样速度，就可以打开流速控制阀，即开启水泵使水样进入装置中；水流经过过滤网a进行简单过滤，除去砂石、颗粒物等杂质；杂质通过废物槽收集，可定期去除清理；过滤后得到的水沿装置进入第二空间，在被动采样装置的齿轮b的带动下通过可回收式极性有机物吸附膜进行吸附水体中的有机物，经过一定吸附时间，从过滤网b出流出，最终通过减速板b的位置排到被动采样装置的外部。可回收式极性有机物吸附膜在齿轮a的带动下进入聚酯氨泡沫箱，进行收集；采样结束时，先将将装置取出水面，待水排空后，再将流速控制阀关闭，最后关闭减速板控制阀；采样结束后，对被动采样装置进行清洗和冷冻干燥处理，将采集样品进行提前去浓缩后进行仪器分析；过滤网a和过滤网b要根据装置的使用情况进行更换，以保证有效过滤；可回收式极性有机物吸附膜要根据装置的使用情况进行更换，以保证有效采样；采样结束后，聚氨酯泡沫箱可与回收齿轮一并取出，带回实验室分析，利于保证采集样品的稳定性。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、实现了同步原位纯化和富集水中的极性污染物，并可回收利用降低成本；

2、长时间富集时无需动力，即可节省成本，且测得富集时段的平均浓度，更能反映污染的真实情况；

3、设计流速监测器监控记录流速，便于后续数据分析；

4、使用泵提供动力，可满足快速采样需求；

5、装置体积小，操作简单，使用便捷。

6、采用聚氨酯泡沫保存极性有机物吸附膜，保证采集样品的稳定性，便于后续的实验室分析。

附图说明

图1为本发明的立体示意简图；

图2为本发明的第一空间示意简图；

图3为本发明的第二空间示意简图。

其中，1-支撑手柄、2-水位控制杆、3-水泵、4-流速控制阀、5-减速板控制阀、6-减速板a、7-过滤网a、8-聚氨酯泡沫箱、9-传送带、10-减速板b、11-指示灯、12-流速报警器、13-废物槽、14-可回收式极性有机物吸附膜、15-齿轮b、16-齿轮a、17-被动采样装置主体、18-隔板a、19-隔板b、20-轴a、21-电机、22-轴b、23-联轴器、24-过滤网b。

具体实施方式

在图1所示的本发明的立体示意简图中，被动采样装置主体17为方形壳体，在被动采样装置主体的上部设有水位控制杆2，在水位控制杆上设有流速报警器12，在水位控制杆的上部固定有支撑手柄1，在支撑手柄的上部设有指示灯11、流速控制阀4和减速板控制阀5。在被动采样装置的两侧壁上分别设有条形通孔a和条形通孔b，条形通孔a与减速板a6的大小相同，减速板a与条形通孔a之间活动连接，条形通孔b与减速板b10的大小相同，减速板b与条形通孔b之间活动连接，条形通孔a的位置高于条形通孔b的位置。在被动采样装置主体的内部固定连接隔板a18和隔板b19，隔板a置于条形通孔a的下部，隔板a的一端与被动采样装置的一侧壁的内部固定，隔板a的另一端与被动采样装置的另一侧壁之间设有废物槽13，废物槽为上开口的槽形壳体，在废物槽的上开口处设有过滤网a7，在隔板a上固定水泵3。隔板a与被动采样装置主体的顶面之间形成被动采样装置主体的第一空间。隔板b置于条形通孔b的上部，隔板b的一端与被动采样装置的另一侧壁的内部固定。隔板b与隔板a之间形成被动采样装置主体的第二空间。隔板b的另一端与被动采样装置的一侧壁之间，设有聚氨酯泡沫箱8和过滤网b24。聚氨酯泡沫箱的一侧壁上设有两个通孔，在聚氨酯泡沫箱的内部固定一根轴a20，轴a穿过齿轮a16的中部，齿轮a为回收齿轮。在第二空间的内壁上固定有电机21和轴b22，电机的输出轴与轴b之间通过联轴器23相连，轴b穿过齿轮b15的中部，齿轮b为扇形齿轮，齿轮b与齿轮a之间通过传送带9相连，在传送带上设有可回收式极性有机物吸附膜14，传送带通过聚氨酯泡沫箱侧壁上的两个通孔进出聚氨酯泡沫箱。隔板b与被动采样装置主体的底面之间形成被动采样装置主体的第三空间。