本發(fā)明涉及一種水污染采樣介質(zhì)的制備方法，特別是一種水體采樣海綿的制備方法。
背景技術(shù)：
水(H2O)是由氫、氧兩種元素組成的無機物，在常溫常壓下為無色無味的透明液體，包括天然水(河流、湖泊、大氣水、海水、地下水等)，人工制水(通過化學反應使氫氧原子結(jié)合得到水)。水是最常見的物質(zhì)之一，是包括人類在內(nèi)所有生命生存的重要資源，也是生物體最重要的組成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。水是人們的生活生產(chǎn)中不可或缺的一部分，而雖然水是一種可再生資源，但是其在特定時間段內(nèi)其可用數(shù)量是有限的。
人類的活動會使大量的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活廢棄物排入水中，使水受到污染。目前，全世界每年約有4200多億立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5萬億立方米的淡水，這相當于全球徑流總量的14％以上。1984年頒布的《中華人民共和國水污染防治法》中為“水污染”下了明確的定義，即水體因某種物質(zhì)的介入，而導致其化學、物理、生物或者放射性等方面特征的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象稱為水污染(Water Pollution)。
廢水從不同角度有不同的分類方法。據(jù)不同來源分為生活廢水和工業(yè)廢水兩大類；據(jù)污染物的化學類別又可分無機廢水與有機廢水；也有按工業(yè)部門或產(chǎn)生廢水的生產(chǎn)工藝分類的，如焦化廢水、冶金廢水、制藥廢水、食品廢水等。
污染物主要有：
(1)未經(jīng)處理而排放的工業(yè)廢水；
(2)未經(jīng)處理而排放的生活污水；
(3)大量使用化肥、農(nóng)藥、除草劑而造成的農(nóng)田污水；
(4)堆放在河邊的工業(yè)廢棄物和生活垃圾；
(5)森林砍伐，水土流失；
(6)因過度開采，產(chǎn)生礦山污水。
其中重金屬污染、有機物污染(如氮、磷有機物等)等是對環(huán)境和人類危害最大的污染且比較常見的。重金屬污染，指由銅、鉛、汞、鎘、鈷等重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染，主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。重金屬具有不易移動溶解的特性，進入生物體后不能被排出和降解，會造成慢性中毒。重金屬危害程度取決于元素的種類、濃度、理化性質(zhì)、存在的價態(tài)和形態(tài)。當金屬元素的濃度超過某一數(shù)值時會有劇烈的毒性，致使動植物中毒，甚至死亡。
重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布，主要表現(xiàn)在水污染上。水中的重金屬來源有工業(yè)污水和農(nóng)藥，而由于底泥具有過濾作用，因此往往是重金屬的匯集區(qū)。當環(huán)境變化時，底泥中的重金屬形態(tài)也將發(fā)生轉(zhuǎn)化并釋放出來造成污染。水體中的重金屬，即使?jié)舛群艿?，也可在藻類和底泥中積累，被魚和貝類體表吸附，產(chǎn)生食物鏈濃縮。重金屬可通過食物鏈進入人體中富集，通過其致癌性、致突變性、細胞毒性嚴重影響人類健康。重金屬污染來源廣泛，其中相當部分是通過人類活動產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣排入環(huán)境，造成污染。
而為了保護水體就需要對其狀態(tài)進行采樣檢測監(jiān)控。水體污染采樣，涉及到對水體水質(zhì)以及水體健康狀態(tài)的監(jiān)控，而現(xiàn)有的水體采樣都是在小批量采樣時直接用采樣瓶灌裝部分樣品，而后運輸?shù)綑z測設(shè)備處進行檢測分析，而這一過程中樣品中的水占據(jù)了大部分運輸重量；而大批量長距離長期采樣時則會建立專門的采樣輸送管道和泵站等體系，這就使得水體采樣極其不便，且明顯增加了采樣成本。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種水體采樣海綿的制備方法，通過將分子篩與海綿主體有機結(jié)合，兩者具有較好結(jié)合性能，從而降低了水體采樣檢測的難度，無需直接攜帶水體樣品，從而提高了攜帶的便利性，提升水體采樣、運輸?shù)谋憷裕⑶以陂L期使用中不易脫落，而便于重復利用。
本發(fā)明公開的水體采樣海綿的制備方法，至少包括將海綿主體的原料經(jīng)發(fā)泡，并使分子篩粉體附著固結(jié)到發(fā)泡得到的海綿主體表面(該表面包括主體表層以及孔結(jié)構(gòu)表面)。采樣海綿產(chǎn)品上的分子篩其至少有部分表面微孔不被遮蔽。
本方案通過將吸附能力強的粉末形態(tài)的分子篩與海綿主體緊密地結(jié)合在一起，使分子篩粉體于海綿主體的表層“生根”，從而使其在發(fā)揮其優(yōu)秀的吸附性而有效充分地吸附水體樣品中的。同時通過對分子篩孔徑的控制可以實現(xiàn)對特定粒徑的水體污染物特別是特定粒徑的污染顆粒的采樣，實現(xiàn)了采樣目標的選擇性采集，如游離重金屬離子、重金屬絡(luò)合離子、氮磷有機物、紅藻、藍藻等。
本發(fā)明公開的水體采樣海綿的制備方法的一種改進，分子篩粉體在海綿主體上的附著質(zhì)量為海綿主體質(zhì)量的0.1-10％。
本發(fā)明公開的水體采樣海綿的制備方法的一種改進，分子篩粉體均勻地分散并固結(jié)于海綿主體的孔結(jié)構(gòu)表面。
本方案將分子篩形成于海綿主體的表面，降低因主體材料的遮擋而造成堵塞浪費，以提高其利用效率，并且便于在后期使用中分子篩的再生以及吸附物的脫吸附和檢測。
本發(fā)明公開的水體采樣海綿的制備方法的一種改進，分子篩粉體粒徑為1微米-2mm。
本發(fā)明公開的水體采樣海綿的制備方法的一種改進，海綿主體的材質(zhì)為泡橡膠或者聚醚型聚氨酯或者聚酯型聚氨酯。
本發(fā)明公開的水體采樣海綿的制備方法的一種改進，海綿主體的孔結(jié)構(gòu)的孔尺寸為2-4mm。本方案通過設(shè)置孔尺寸，可以在在對水體采樣時增強對水的流通和濾除能力，而降低非目標雜質(zhì)對采樣的影響甚至對海綿的結(jié)構(gòu)造成破壞，同時又可以是使得海綿在單位體積內(nèi)具有良好的空密度，從而保證具有其良好的采樣能力，而降低誤差幾率。
本發(fā)明公開的水體采樣海綿的制備方法的一種改進，海綿主體在25攝氏度下的表面張力不大于72mN/m。本方案通過限定海綿主體的表面張力，使其低于水的表面張力，從而不僅僅在使用中不易出現(xiàn)雜物或者污物的附著，同時可以避免采樣目標在主體表面的附著而促進采樣目標在分子篩中的吸附幾率，從而在完成采樣后，避免通過擠出或者壓出海綿中水分時未被吸附的采樣目標被排除，而降低采樣精度。
本發(fā)明公開水體采樣海綿的制備方法，通過將分子篩與海綿有機結(jié)合，以分子篩的吸附能力來實現(xiàn)對目標樣品的吸附采樣能力的增強，提高了采樣準確性和采樣效率，同時通過對分子篩孔徑和類型的控制，實現(xiàn)對不同類型污染物的選擇性吸附(如懸浮物尺寸、污染物種類的選擇，甚至是特定污染物的選擇)從而不僅僅提高了單位體積的采樣吸附質(zhì)量和吸附效率，同時還增強了目標樣品(污染物)-分子篩-海綿三者之間的結(jié)合能力，從而避免在使用中發(fā)生樣品或分子篩脫落，而不僅僅影響采樣效率，同樣影響采樣精度。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡明本發(fā)明，應理解下述具體實施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明方案中海綿主體為包括而不限于大孔海綿或者細孔海綿(各種橡膠海綿、聚氨酯海綿、聚醚海綿等)
制備實施例1
本實施例的大氣采樣海綿的制備方法，至少包括將海綿主體的原料經(jīng)發(fā)泡，并使分子篩粉體附著固結(jié)到發(fā)泡得到的海綿主體表面?？梢栽诎l(fā)泡前或者發(fā)泡后將分子篩粉體噴入模具，從而使得分子篩粉體與海綿具有良好的結(jié)合性，再經(jīng)過后處理得到產(chǎn)品即可。
與上述實施例相區(qū)別的，分子篩粉體均勻地分散并固結(jié)于海綿主體的孔結(jié)構(gòu)表面，包括而不限于分散于海綿主體的全部或者部分孔結(jié)構(gòu)表面的情形。
與上述實施例相區(qū)別的，分子篩粉體在海綿主體上的附著質(zhì)量為海綿主體質(zhì)量的0.1％(分子篩粉體在海綿主體上的附著質(zhì)量占海綿主體質(zhì)量的比例還可以為包括而不限于如下任一：0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3.0％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％、3.5％、3.6％、3.7％、3.8％、3.9％、4.0％、4.1％、4.2％、4.3％、4.4％、4.5％、4.6％、4.7％、4.8％、4.9％、5.0％、5.1％、5.2％、5.3％、5.4％、5.5％、5.6％、5.7％、5.8％、5.9％、6.0％、6.1％、6.2％、6.3％、6.4％、6.5％、6.6％、6.7％、6.8％、6.9％、7.0％、7.1％、7.2％、7.3％、7.4％、7.5％、7.6％、7.7％、7.8％、7.9％、8.0％、8.1％、8.2％、8.3％、8.4％、8.5％、8.6％、8.7％、8.8％、8.9％、9.0％、9.1％、9.2％、9.3％、9.4％、9.5％、9.6％、9.7％、9.8％、9.9％、10.0％以及0.1-10％范圍內(nèi)的其它任意值)。
與上述實施例相區(qū)別的，分子篩粉體粒徑為1微米(分子篩粉體粒徑還可以為包括而不限于如下任一：1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米、90微米、100微米、110微米、120微米、130微米、140微米、150微米、160微米、170微米、180微米、190微米、200微米、210微米、220微米、230微米、240微米、250微米、260微米、270微米、280微米、290微米、300微米、310微米、320微米、330微米、340微米、350微米、360微米、370微米、380微米、390微米、400微米、410微米、420微米、430微米、440微米、450微米、460微米、470微米、480微米、490微米、500微米、510微米、520微米、530微米、540微米、550微米、560微米、570微米、580微米、590微米、600微米、610微米、620微米、630微米、640微米、650微米、660微米、670微米、680微米、690微米、700微米、710微米、720微米、730微米、740微米、750微米、760微米、770微米、780微米、790微米、800微米、810微米、820微米、830微米、840微米、850微米、860微米、870微米、880微米、890微米、900微米、910微米、920微米、930微米、940微米、950微米、960微米、970微米、980微米、990微米、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0毫米以及1微米-2mm范圍內(nèi)的其它任意值)。
與上述實施例相區(qū)別的，海綿主體的材質(zhì)為泡橡膠或者聚醚型聚氨酯或者聚酯型聚氨酯，如包括而不限于聚氨基甲酸酯海綿、聚醚330n、聚醚4110、聚醚f6、聚醚f68、聚醚220、聚醚l64、聚醚l61、聚醚210、組合聚醚、聚醚l-62、聚醚403、丁腈橡膠棉等。
與上述實施例相區(qū)別的，海綿主體的孔結(jié)構(gòu)的孔尺寸為2mm(海綿主體的孔結(jié)構(gòu)的孔尺寸還可以為包括而不限于如下任一：2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0毫米、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4.0毫米以及2-4mm范圍內(nèi)的其它任意值)。
與上述實施例相區(qū)別的，海綿主體在25攝氏度下的表面張力不大于72mN/m(海綿主體在25攝氏度下的表面張力還可以為包括而不限于如下任一：10mN/m、11mN/m、12mN/m、13mN/m、14mN/m、15mN/m、16mN/m、17mN/m、18mN/m、19mN/m、20mN/m、21mN/m、22mN/m、23mN/m、24mN/m、25mN/m、26mN/m、27mN/m、28mN/m、29mN/m、30mN/m、31mN/m、32mN/m、33mN/m、34mN/m、35mN/m、36mN/m、37mN/m、38mN/m、39mN/m、40mN/m、41mN/m、42mN/m、43mN/m、44mN/m、45mN/m、46mN/m、47mN/m、48mN/m、49mN/m、50mN/m、51mN/m、52mN/m、53mN/m、54mN/m、55mN/m、56mN/m、57mN/m、58mN/m、59mN/m、60mN/m、61mN/m、62mN/m、63mN/m、64mN/m、65mN/m、66mN/m、67mN/m、68mN/m、69mN/m、70mN/m、71mN/m以及不大于72mN/m范圍內(nèi)的其它任意值)。
具體實施例1
本實施例中，選用聚醚l61原料，海綿孔徑2mm、粉末粒徑300微米鉀A(3A)分子篩粉體，經(jīng)過發(fā)泡成型為采樣海綿樣品，分子篩粉體在樣品上的附著質(zhì)量為占海綿主體質(zhì)量的0.25％。采樣目標常態(tài)內(nèi)河水體中鉛離子，包括游離離子和絡(luò)合離子。海綿在采樣盒內(nèi)浸泡后1小時后，取出，輕輕擠壓除去水分，帶回，經(jīng)脫除后進行檢測，以采樣瓶直接攜帶水樣檢測作為對比標準。
以10個海綿樣品在海南采樣點進行采樣，采樣量平均方差4，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為98％。
以10個海綿樣品在南通采樣點進行采樣，采樣量平均方差6，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為97％。
以10個海綿樣品在哈爾濱采樣點進行采樣，采樣量平均方差5，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為98.4％。
以10個海綿樣品在南京大廠采樣點進行采樣，采樣量平均方差4，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為96.5％。
以10個海綿樣品在烏魯木齊采樣點進行采樣，采樣量平均方差6，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為99％。
具體實施例2
本實施例中，選用聚醚4110原料，海綿孔徑3mm、粉末粒徑300微米鉀A(3A)分子篩粉體，經(jīng)過發(fā)泡成型為采樣海綿樣品，分子篩粉體在樣品上的附著質(zhì)量為占海綿主體質(zhì)量的0.75％。采樣目標常態(tài)內(nèi)河水體中游離鎘離子。海綿在采樣盒內(nèi)浸泡后1小時后，取出，輕輕擠壓除去水分，帶回，經(jīng)脫除后進行檢測，以采樣瓶直接攜帶水樣檢測作為對比標準。
以10個海綿樣品在海南采樣點進行采樣，采樣量平均方差4.4，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為97％。
以10個海綿樣品在南通采樣點進行采樣，采樣量平均方差6.2，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為98.7％。
以10個海綿樣品在哈爾濱采樣點進行采樣，采樣量平均方差5.4，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為98.4％。
以10個海綿樣品在南京大廠采樣點進行采樣，采樣量平均方差4.5，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為97.5％。
以10個海綿樣品在烏魯木齊采樣點進行采樣，采樣量平均方差6.1，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為98.9％。
具體實施例3
本實施例中，選用聚氨基甲酸酯海綿原料，海綿孔徑4mm、粉末粒徑2毫米鉀平均孔徑100微米分子篩粉體，經(jīng)過發(fā)泡成型為采樣海綿樣品，分子篩粉體在樣品上的附著質(zhì)量為占海綿主體質(zhì)量的0.45％。采樣目標常態(tài)內(nèi)河水體中游離鎘離子。海綿在采樣盒內(nèi)浸泡后1小時后，取出，輕輕擠壓除去水分，帶回，經(jīng)脫除后進行檢測，以采樣瓶直接攜帶水樣檢測作為對比標準。
以10個海綿樣品在海南采樣點進行采樣，采樣量平均方差4.5，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為98.1％。
以10個海綿樣品在南通采樣點進行采樣，采樣量平均方差6.1，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為97.9％。
以10個海綿樣品在哈爾濱采樣點進行采樣，采樣量平均方差5.2，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為98.2％。
以10個海綿樣品在南京大廠采樣點進行采樣，采樣量平均方差4.7，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為97.5％。
以10個海綿樣品在烏魯木齊采樣點進行采樣，采樣量平均方差6.5，與標準監(jiān)測值對比，采樣精度為97.9％。
本處實施例對本發(fā)明要求保護的技術(shù)范圍中點值未窮盡之處以及在實施例技術(shù)方案中對單個或者多個技術(shù)特征的同等替換所形成的新的技術(shù)方案，同樣都在本發(fā)明要求保護的范圍內(nèi)；同時本發(fā)明方案所有列舉或者未列舉的實施例中，在同一實施例中的各個參數(shù)僅僅表示其技術(shù)方案的一個實例(即一種可行性方案)，而各個參數(shù)之間并不存在嚴格的配合與限定關(guān)系，其中各參數(shù)在不違背公理以及本發(fā)明述求時可以相互替換，特別聲明的除外。
本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。以上所述是本發(fā)明的具體實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。