專利名稱：一種水溶性有機(jī)污染物原位、連續(xù)采樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種利用微孔過(guò)濾原理進(jìn)行固-液分離的樣品前處理裝置，尤其適合原位從旱地、水田、固體廢棄物(如填埋的垃圾、污泥等)以及水體中進(jìn)行水溶性有機(jī)污染物的連續(xù)采樣。
背景技術(shù)：
由于人類生活與生產(chǎn)活動(dòng)的影響，越來(lái)越多的有機(jī)污染物通過(guò)各種途徑進(jìn)入土壤、水體等環(huán)境介質(zhì)并在其中積累。這些有機(jī)污染物可通過(guò)遷移、生物富集、食物鏈傳遞等途徑危害人體健康和生態(tài)系統(tǒng)安全。
土壤、固體廢棄物等都是含有不同物相(固相、液相和氣相)的復(fù)雜環(huán)境基體，進(jìn)入其中的有機(jī)污染物也必然會(huì)在不同的物相之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配。非極性有機(jī)化合物幾乎不溶于水，而極性有機(jī)化合物如氯酚類等在水中有一定的溶解度。通常，與固相相比，存在于液相中的有機(jī)污染物比例不高，然而這部分有機(jī)污染物卻非?；钴S。這是因?yàn)橐环矫妫值倪\(yùn)動(dòng)是土壤中物質(zhì)遷移的主要?jiǎng)恿?，溶于水的有機(jī)污染物可以隨水分在土體(或固體廢棄物)內(nèi)部或向土-水界面、土-氣界面遷移。另一方面，接觸、吸收被污染的土壤溶液、固體廢棄物間隙水等是生物暴露于環(huán)境中的有機(jī)污染物的重要途徑之一。例如，在土壤中生長(zhǎng)(活動(dòng))的植物根系、微生物、小型動(dòng)物等直接暴露于土壤溶液中的水溶性有機(jī)污染物。因此，無(wú)論從污染物環(huán)境行為(分布、遷移、轉(zhuǎn)化等)、水生生態(tài)學(xué)、生態(tài)毒理學(xué)等理論研究的需要，還是從污染土壤、沉積物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和治理實(shí)踐來(lái)看，都需要采集和研究土壤、固體廢棄物等介質(zhì)中水溶性的有機(jī)污染物。
土壤、固體廢棄物等介質(zhì)中水樣的采集方法可分為原位采樣和離位采樣兩種，采樣原理主要分為抽濾法、離心法和壓濾法。離心法和壓濾法都屬于離位采樣，多用于水飽和土壤或沉積物間隙水的采集。常將采集的土柱或沉積物柱芯進(jìn)行冷凍切片以提高采樣的空間分辨率。其缺點(diǎn)是(1)若采樣過(guò)程中環(huán)境條件(如氧化還原電位、CO2分壓等)發(fā)生劇烈變化，則污染物的形態(tài)或價(jià)態(tài)會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致分析結(jié)果不能完全反映污染物在自然條件下的賦存形態(tài)與生物有效性；(2)離位采樣屬破壞性采樣，不能在同一點(diǎn)位進(jìn)行連續(xù)采樣。原位采樣的優(yōu)勢(shì)在于可在不同時(shí)間在同一點(diǎn)位采集樣品，以觀察土壤溶液成分的時(shí)間變化。因此，原位抽濾成為目前國(guó)內(nèi)外研究中采集土壤及固體廢棄物中水分的最常用的方法。
常見的土壤和固體廢棄物中水分原位采樣裝置有陶土管(適用于田間)和微型土壤溶液取樣器(適用于盆栽)等。然而，這些土壤溶液采樣裝置都是為采集土壤溶液中的無(wú)機(jī)成分而設(shè)計(jì)的，其濾芯(如微型土壤溶液取樣器的多孔性聚醚砜(PES)中空纖維管)或組件(普通塑料或PVC管路等)對(duì)有機(jī)物有吸附，因而并不適于采集土壤溶液中的有機(jī)污染物，尤其是痕量水溶性有機(jī)污染物。此外，陶土管的過(guò)濾精度偏低，微型土壤溶液取樣器機(jī)械強(qiáng)度差，兩者長(zhǎng)期使用都容易損壞，通常不能重復(fù)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種機(jī)械強(qiáng)度大、可重復(fù)使用的固-液分離裝置，以適應(yīng)需野外原位、連續(xù)從土壤、固體廢棄物等復(fù)雜基體中采集可溶性有機(jī)污染物的場(chǎng)合。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案為整套裝置由(1)集液管、(2)過(guò)濾頭、(3)抽液管、(4)硅膠塞、(5)抽氣管和(6)樣品收集瓶組成，且a.集液管(1)用不銹鋼管制成；b.過(guò)濾頭(2)用微孔金屬鈦管制成；c.抽液管(3)用聚全氟乙丙稀管制成。
其中，微孔金屬鈦管過(guò)濾頭(2)機(jī)械強(qiáng)度大，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐高、低溫、耐酸、耐堿，過(guò)濾微孔＜0.2μm，采集的溶液清澈，可直接進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)，鈦金屬濾芯對(duì)極性有機(jī)污染物如氯酚類(二氯酚、三氯酚、五氯酚)的吸附可忽略不計(jì)，常溫下無(wú)明顯的催化作用。聚全氟乙丙稀管化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐高、低溫、耐酸、耐堿和各種有機(jī)溶劑，且無(wú)溶出和析出現(xiàn)象。本裝置的死體積小，可快速反映基體中可溶性有機(jī)污染物的濃度變化。
為方便拆卸和維護(hù)、清洗，過(guò)濾頭(2)和集液管(1)可采用螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)。
四

圖1為水溶性有機(jī)污染物原位、連續(xù)采樣裝置示意圖。其中，(1)為集液管，(2)為過(guò)濾頭，(3)為抽液管，(4)為硅膠塞，(5)為抽氣管，(6)為樣品收集瓶。
圖2為過(guò)濾頭(2)的一種結(jié)構(gòu)和它與集液管(1)的連接方式示意圖，圖中(7)為微孔過(guò)濾器、(8)為連接螺栓、(9)為封頭、(10)為密封墊；連接螺栓(8)和封頭(9)與微孔過(guò)濾器(7)焊接為一個(gè)整體，通過(guò)螺紋與集液管(1)相連接。
五具體實(shí)施例方式
典型實(shí)施例集液管(1)使用內(nèi)孔直徑為16mm、壁厚為2mm的雙相不銹鋼管(牌號(hào)00Cr18Ni5Mo3Si2)；過(guò)濾頭(2)或微孔過(guò)濾器(7)使用內(nèi)孔直徑為25mm、壁厚為1mm、過(guò)濾微孔≤0.2μm的鈦金屬濾管(石家莊波特?zé)o機(jī)膜分離設(shè)備有限公司產(chǎn))；抽液管(3)使用孔徑為1mm的聚全氟乙丙稀管(江蘇濱海正紅塑料廠產(chǎn))。
對(duì)于土壤(旱地或水田)或固體廢棄物，采樣時(shí)可根據(jù)采樣深度的要求，將過(guò)濾頭(2)和集液管(1)的一部分埋入土壤或固體廢棄物中，將抽氣管與微型真空泵相連，即可原位、連續(xù)抽取土壤溶液或固體廢棄物中的間隙水濾液水樣。
對(duì)于地表水體，采樣時(shí)將過(guò)濾頭(2)浸入水樣中，將抽氣管與微型真空泵相連，即可進(jìn)行原位、連續(xù)采集得到澄清的濾液水樣。
采樣器各部件均可方便地拆卸、清洗，反復(fù)使用。
權(quán)利要求
1.一種水溶性有機(jī)污染物原位、連續(xù)采樣裝置，其特征在于其由集液管(1)、過(guò)濾頭(2)、抽液管(3)、硅膠塞(4)、抽氣管(5)、樣品收集瓶(6)構(gòu)成，且a.集液管(1)用不銹鋼管制成；b.過(guò)濾頭(2)用微孔金屬鈦管制成；c.抽液管(3)用聚全氟乙丙稀管制成。
2.如權(quán)利要求1所述的水溶性有機(jī)污染物原位、連續(xù)采樣裝置，其特征在于過(guò)濾頭(2)由微孔過(guò)濾器(7)，連接螺栓(8)、封頭(9)和密封墊(10)構(gòu)成；微孔過(guò)濾器(7)用微孔金屬鈦制成；微孔過(guò)濾器(7)、連接螺栓(8)和封頭(9)焊接成一個(gè)密封整體。
全文摘要
一種水溶性有機(jī)污染物原位、連續(xù)采樣裝置，其特征在于其由集液管、過(guò)濾頭、抽液管、硅膠塞、抽氣管、樣品收集瓶構(gòu)成，集液管用不銹鋼管制成，過(guò)濾頭用微孔金屬鈦管制成，抽液管用聚全氟乙丙稀管制成。由于微孔金屬鈦管過(guò)濾頭機(jī)械強(qiáng)度大，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐高、低溫，耐酸、耐堿，采集的溶液清澈，可直接進(jìn)行定量分析各種介質(zhì)中的水溶性有機(jī)污染物。
文檔編號(hào)G01N1/28GK1821741SQ20061003867
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者宋靜, 欒天罡, 王曉瑋, 駱永明, 李晨曦 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所