一种用于检测土壤中四溴双酚A的可移动装置及方法与流程

文档序号:37167170发布日期:2024-03-01 12:09阅读:17来源:国知局
本发明涉及环境检测,具体为一种用于检测土壤中四溴双酚a的可移动装置及方法。
背景技术
::1、四溴双酚a(tetrabromobisphenol a,tbbpa)是全球生产量最大的溴代阻燃剂,广泛应用于电子产品和塑料等高分子材料的生产中.由于高的亲脂性及环境稳定性,tbbpa在土壤中易于累积.土壤作为污染物主要的汇之一,污染物在土壤中的环境过程和归趋对正确评价污染物的环境风险至关重要.本文综述了土壤中tbbpa在不同氧化还原条件(无氧条件,连续无氧-有氧条件和有氧条件)下、植物(芦苇和水稻)或蚯蚓(metaphire guillelmi和eisenia fetida)存在时的降解、矿化、代谢路径、不可提取态残留(non-extractableresidues,ners)形成和稳定性,以及相关微观机理.tbbpa在无氧条件下脱溴降解为双酚a,并稳定地存在于无氧土壤中.有氧土壤中的tbbpa经过甲基化、本位取代,以及烷基链断裂生成多种代谢产物.植物和蚯蚓会改变土壤中tbbpa的归趋,具体表现为明显降低tbbpa矿化,增加甲基化(形成更多甲基醚类代谢产物),减少ners形成.tbbpa及其代谢产物可以和土壤中有机质以酯键和醚键的方式形成ners.土壤氧化还原状态的改变会使ners释放tbbpa及其代谢产物,但水稻根系分泌物添加到土壤中对ners的释放没有显著影响.未来需要进一步研究tbbpa在土壤中转化的微生物学机制、土壤中ners的形成机制、在生物体内的转化体制、以及土壤中不同形态ners和生物体内ners的稳定性和生物效应等,为全面准确评估tbbpa的环境风险提供科学依据.技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种用于检测土壤中四溴双酚a的可移动装置及方法,能够更加有效准确地检测出土壤中的四溴双酚a残留。2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:3、一种用于检测土壤中四溴双酚a的可移动装置,包括支撑容纳结构,设置在支撑容纳结构内的蒸气萃取机构以及紫外光谱分析机构;4、支撑容纳结构包括主体支撑底座,主体支撑底座顶部固定设有总体容纳壳体;5、蒸气萃取机构包括固定在总体容纳壳体内的萃取机构容纳壳,萃取机构容纳壳内底部固定设有竖直延伸的萃取机构柱,萃取机构柱为竖直贯通的管状结构;6、萃取机构柱内底部固定设有环形且中空的样本容纳环,样本容纳环侧壁为多孔镂空结构;7、萃取机构柱外侧壁固定设有环形且中空的萃取蒸汽汇集环,萃取机构柱侧壁上具有多个与萃取蒸汽汇集环内部相连通的蒸气通孔;8、萃取机构柱顶部固定连接设有开口朝下的萃取柱端盖,萃取柱端盖内顶部固定设有竖直延伸的蒸气输送管,蒸气输送管下端相连通设有蒸气输送壳,蒸气输送壳为圆柱形的壳体结构,蒸气输送壳外侧固定设有多个与其内部相连通的蒸气喷嘴;9、紫外光谱分析机构包括固定在总体容纳壳体内的紫外光谱分析仪。10、优选地,萃取机构柱下端设有下置更换机构,下置更换机构包括更换机构外壳,更换机构外壳顶部具有竖直贯通的萃取柱固定孔,萃取机构柱下端固定连接在萃取柱固定孔中;11、更换机构外壳为立方体壳体结构,且更换机构外壳其中一侧面为开口结构;12、更换机构外壳内滑动配合设有更换机构支撑块,更换机构支撑块为立方块结构,更换机构支撑块顶部具有竖直延伸的更换机构容纳孔,更换机构容纳孔内固定设有开口朝上的更换升降固定筒,更换升降固定筒内滑动配合设有开口朝下的更换升降滑动筒,更换升降滑动筒顶部固定设有更换密闭支撑板;13、更换升降固定筒内设有更换支撑驱动杆,更换支撑驱动杆为电控伸缩杆,更换支撑驱动杆的外杆端部与更换升降固定筒内底部固定相连,更换支撑驱动杆的内杆端部与更换升降滑动筒内顶部固定相连;14、样本容纳环下端以磁吸的形式连接在更换密闭支撑板顶部。15、说明:通过下置更换机构便于对放置在萃取机构柱中的样本容纳环取出并换新。16、优选地,萃取蒸汽汇集环外侧固定设有与其内部相连通的萃取连通管,萃取连通管通过管道相连通设有萃取冷凝螺旋管,萃取冷凝螺旋管另一端相连通设有冷凝液汇集箱,冷凝液汇集箱顶部固定设有与其内部相连通的平衡排气管,萃取连通管上具有第一启闭阀门;17、与萃取蒸汽汇集环相连设有预除杂机构,预除杂机构包括固定在萃取蒸汽汇集环外侧的除杂连通管,除杂连通管与萃取蒸汽汇集环内部相连通,除杂连通管通过管道相连通设有除杂冷凝螺旋管,除杂冷凝螺旋管另一端相连通设有除杂液汇集箱,除杂液汇集箱顶部固定设有与其内部相连通的除杂气体平衡管;18、除杂连通管上具有第二启闭阀门。19、说明:预除杂机构能够对土壤样本中的水溶性杂质进行预处理分离,避免其他水溶性杂质对检测结果产生干扰。20、优选地,蒸气输送管上端通过蒸气旋转喷射机构与萃取柱端盖相连,蒸气旋转喷射机构包括固定在萃取柱端盖内顶部且开口朝下的旋转喷射支撑筒,旋转喷射支撑筒内转动配合设有旋转喷射支撑柱,旋转喷射支撑柱由伺服电机驱动绕旋转喷射支撑筒的竖直轴线转动,蒸气输送管上端与旋转喷射支撑柱固定相连。21、说明:蒸气旋转喷射机构中,利用伺服电机驱动旋转喷射支撑柱绕旋转喷射支撑筒的竖直轴线转动,旋转喷射支撑柱带动蒸气输送管和蒸气输送壳一起转动,使得各个蒸气喷嘴向样本容纳环内侧喷射的蒸汽更加均匀。22、优选地,萃取机构柱内设有限位密封机构,限位密封机构包括固定在萃取机构柱内侧壁上的密封限位环,蒸气输送管外侧固定设有密封配合圆盘,密封配合圆盘下侧固定设有环形的限位密封圈,限位密封圈与密封限位环上侧顶压接触密封配合。23、说明:限位密封机构为样本容纳环内侧空间提供了良好的密封环境,避免蒸汽泄露,提高对土壤中四溴双酚a的萃取效率。24、优选地,萃取冷凝螺旋管上设有冷凝水冷机构,冷凝水冷机构包括包围固定在萃取冷凝螺旋管外侧的水冷流通壳体,水冷流通壳体为圆柱形的中空壳体结构,水冷流通壳体外侧固定设有与其内部相连通的水冷输入管,水冷流通壳体顶部固定设有与其内部相连通的水冷输出管;25、水冷输入管通过管道相连设有输送泵,输送泵的输出端通过管道与水冷输入管相连通,输送泵固定在一个冷却水箱内,冷却水箱内装有冷却液,水冷输出管通过管道与冷却水箱内部相连通。26、说明:冷凝水冷机构有助于萃取冷凝螺旋管内的蒸汽快速冷凝液化,并流入汇集在冷凝液汇集箱中。27、优选地,总体容纳壳体内设有样本浓缩机构,样本浓缩机构包括固定在总体容纳壳体内的浓缩机构容纳壳,浓缩机构容纳壳内固定设有开口朝上的浓缩蒸发壳,浓缩蒸发壳顶部固定设有开口朝下的蒸发壳端盖,蒸发壳端盖内顶部固定设有竖直延伸的分压流通管,分压流通管外侧固定设有环形且中空的蒸气排放壳,蒸气排放壳内部通过管道与蒸发壳端盖外部相连通,蒸气排放壳外侧壁具有多个与其内部相连通的通孔;28、浓缩蒸发壳外侧包围设有加热支撑环,加热支撑环内侧固定设有多根电加热丝,加热支撑环通过固定连杆与浓缩机构容纳壳内侧壁固定相连。29、说明:利用样本浓缩机构对溶解有四溴双酚a的有机溶剂进行浓缩处理,去除多余的有机溶剂,便于对四溴双酚a进行进一步检测。30、优选地,浓缩蒸发壳通过离心旋转机构与浓缩机构容纳壳内底部相连,离心旋转机构包括固定在浓缩机构容纳壳内底部且开口朝上的旋转机构支撑筒,旋转机构支撑筒内转动配合设有旋转机构支撑环,旋转机构支撑环由电机驱动绕旋转机构支撑筒的竖直轴线转动,浓缩蒸发壳固定连接在旋转机构支撑环顶部。31、说明:由电机驱动旋转机构支撑环绕旋转机构支撑筒的竖直轴线转动,旋转机构支撑环带动浓缩蒸发壳一起转动,使溶解有四溴双酚a的有机溶剂紧贴浓缩蒸发壳内侧壁,有利于溶解有四溴双酚a的有机溶剂受热均匀,以及增大溶解有四溴双酚a的有机溶剂的蒸发面积。32、优选地,分压流通管通过升降调节机构与蒸发壳端盖相连,升降调节机构包括固定在蒸发壳端盖内顶部且开口朝下的升降调节固定筒,升降调节固定筒外侧滑动配合设有开口朝上的升降调节滑动筒,升降调节固定筒内设有升降调节驱动杆,升降调节驱动杆为电控伸缩杆,升降调节驱动杆的外杆端部与升降调节固定筒内顶部固定相连,升降调节驱动杆的内杆端部与升降调节滑动筒内底部固定相连,分压流通管上端与升降调节滑动筒下端固定相连。33、说明:升降调节机构中升降调节驱动杆的内杆伸出带动升降调节滑动筒下移,升降调节滑动筒带动分压流通管连同蒸气排放壳一起移动,调节蒸气排放壳在竖直方向上的位置,有助于有机溶剂蒸气更好的排出。34、优选地,如上述的一种用于检测土壤中四溴双酚a的可移动装置对土壤中四溴双酚a进行检测的方法,包括以下步骤:35、s1、将待检测的土壤样本装在环形的无纺布袋中,并放入样本容纳环中;36、利用有机溶剂对四溴双酚a进行萃取之前,先用水蒸气对样本容纳环中的土壤样本进行除杂处理;37、此时第二启闭阀门处于开启状态,第一启闭阀门处于关闭状态;38、向蒸气输送管中通入水蒸气,水蒸气进入到蒸气输送壳中然后从各个蒸气喷嘴中喷出;39、从各个蒸气喷嘴中喷出的水蒸气从内测至外侧流通穿过样本容纳环,利用水蒸气将待检测土壤样本中的部分杂质成分溶解出来;40、溶解有杂质的水蒸气进入到萃取蒸汽汇集环中,然后经过除杂冷凝螺旋管后,溶解有杂质的水蒸气液化并流入除杂液汇集箱汇集起来;41、s2、利用有机溶剂对四溴双酚a进行萃取,此时第二启闭阀门处于开启状态,第一启闭阀门处于关闭状态;42、向蒸气输送管中通入有机溶剂蒸气,有机溶剂蒸气进入到蒸气输送壳中然后从各个蒸气喷嘴中喷出;43、从各个蒸气喷嘴中喷出的有机溶剂蒸气从内测至外侧流通穿过样本容纳环,利用有机溶剂蒸气将待检测土壤样本中的四溴双酚a溶解出来;44、s3、溶解有四溴双酚a的有机溶剂蒸气进入到萃取蒸汽汇集环中,然后经过萃取冷凝螺旋管后,溶解有四溴双酚a的有机溶剂蒸气液化并流入冷凝液汇集箱汇集起来;45、s4、对冷凝液汇集箱中的溶解有四溴双酚a的有机溶剂进行过滤,取出溶剂中的颗粒杂质,然后对溶解有四溴双酚a的有机溶剂进行浓缩,再将浓缩后的溶解有四溴双酚a的有机溶剂样本放在紫外光谱分析仪中进行四溴双酚a含量的检测;46、利用样本浓缩机构对溶解有四溴双酚a的有机溶剂进行浓缩处理,将溶解有四溴双酚a的有机溶剂装入浓缩蒸发壳内,利用电加热丝对浓缩蒸发壳进行加热,使溶解有四溴双酚a的有机溶剂升温,挥发掉部分有机溶剂;47、有机溶剂蒸气进入到蒸气排放壳内部,然后通过管道排放到浓缩蒸发壳外部;48、向分压流通管中通入干燥的空气,有助于带动有机溶剂蒸气进入到蒸气排放壳内并排出,同时也确保浓缩蒸发壳内的气压处于平衡状态,避免浓缩蒸发壳内部气压过高;49、由电机驱动旋转机构支撑环绕旋转机构支撑筒的竖直轴线转动,旋转机构支撑环带动浓缩蒸发壳一起转动,使溶解有四溴双酚a的有机溶剂紧贴浓缩蒸发壳内侧壁,有利于溶解有四溴双酚a的有机溶剂受热均匀,以及增大溶解有四溴双酚a的有机溶剂的蒸发面积;50、升降调节驱动杆的内杆伸出带动升降调节滑动筒下移,升降调节滑动筒带动分压流通管连同蒸气排放壳一起移动,调节蒸气排放壳在竖直方向上的位置,有助于有机溶剂蒸气更好的排出;51、s5、将样本容纳环中的土壤样本取出干燥,使其含水量低于%,将干燥的土壤样本在载玻片上制成.~.mm厚的片状土壤样本,然后利用紫外-吸收光谱法对片状土壤样本进行测定,确定土壤样本中四溴双酚a的含量。52、当需要取出更换样本容纳环时,更换支撑驱动杆的内杆缩回带动更换升降滑动筒缩回至更换升降固定筒内,更换升降滑动筒带动更换密闭支撑板下移,更换密闭支撑板带动将样本容纳环缩回至更换机构容纳孔内;53、更换机构外壳侧面具有开口,将更换机构外壳内的更换机构支撑块从开口处滑动取出即可;54、更换一个装有新土壤样本的样本容纳环固定在更换密闭支撑板顶部,将更换机构支撑块从更换机构外壳的开口处滑动推入更换机构外壳内部;55、更换支撑驱动杆的内杆伸出带动更换升降滑动筒上移,更换升降滑动筒带动更换密闭支撑板连同样本容纳环一起上移,将样本容纳环从萃取机构柱下端推入萃取机构柱内部即可。56、有机溶剂为甲醇或乙醚。57、与现有技术相比,本发明的有益效果是:58、1、本发明结构设计合理,操作方便,利用本发明的蒸气萃取机构能够更加有效地将土壤中的四溴双酚a萃取分离出来,使检测结果更加准确;59、2、本发明能够利用预除杂机构对土壤样本中的水溶性杂质进行预处理分离,避免其他水溶性杂质对检测结果产生干扰;60、3、本发明中将萃取处理后的土壤泥浆也制备成片状土壤样本进行检测,使分析结果更加全面准确。当前第1页12当前第1页12
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