[發(fā)明專利]一種海水中有機(jī)污染物富集裝置及富集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310317884.9
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103674675A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張婷;褚東志;劉巖;施治國;侯廣利;任國興;石小梅;張述偉;程巖;王茜;楊小滿;王昭玉;郭翠蓮
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G01N1/40
• 分類號: G01N1/40
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種用于對海水中的有機(jī)污染物進(jìn)行萃取富集的裝置以及基于所述富集裝置提出的有機(jī)污染物富集方法。

背景技術(shù)

海水中的持久性有機(jī)污染物（Persistent?Organic?Pollutants,?POPs），雖然絕對含量非常低（10^-12～10^-9g/L），但不易降解，且具有“三致”毒性，而且其毒性還可以累積并通過食物鏈傳遞，因此會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的威脅，已成為目前海洋環(huán)境污染問題研究的焦點(diǎn)之一。

由于海水樣品中的POPs含量很低，而且基體復(fù)雜，因此在測定之前通常需要進(jìn)行樣品的預(yù)處理，以降低或者消除干擾物，富集凈化目標(biāo)物，最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)污染物的高靈敏度檢測。然而，傳統(tǒng)的樣品預(yù)處理技術(shù)在對海水樣品進(jìn)行處理時(shí)，通常存在以下問題：

（1）目標(biāo)污染物含量低，樣品預(yù)處理需要消耗大量的樣本溶液，耗時(shí)耗力，處理通量低；

（2）水體中雜質(zhì)、海藻、浮游生物較多，一些常用的萃取方法（例如固相萃取SPE，固相微萃取SPME）難以直接實(shí)施；例如在使用傳統(tǒng)的SPE萃取方法對復(fù)雜樣品（含有懸浮物、浮游生物等）進(jìn)行萃取的過程時(shí)，經(jīng)常會遇到柱堵塞等問題，從而影響了萃取過程的正常進(jìn)行；

（3）海水樣品隨環(huán)境氣壓、風(fēng)向、海流等影響變化較大，但是傳統(tǒng)的采樣-實(shí)驗(yàn)室分析方法具有時(shí)滯性，因此難以實(shí)時(shí)反映海水的實(shí)際情況。

除此之外，傳統(tǒng)的樣品預(yù)處理技術(shù)受裝置、電力等因素的局限，多采用現(xiàn)場采樣→封裝→轉(zhuǎn)運(yùn)→實(shí)驗(yàn)室測定的步驟。由于在樣品處理前需經(jīng)過封裝、運(yùn)輸、存儲等過程，因此工作量大，實(shí)時(shí)性差，不能提供連續(xù)的數(shù)據(jù)；而且在采樣和儲運(yùn)過程中，還可能會造成樣品的“沾污”和“轉(zhuǎn)化”，導(dǎo)致檢測結(jié)果的不準(zhǔn)確。同時(shí)，由于樣品的處理時(shí)間較長，多需帶回實(shí)驗(yàn)室完成，因此不能快速地獲得檢測數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的海水污染物萃取方法處理時(shí)間長、不能現(xiàn)場完成、水樣運(yùn)輸過程中潛在污染和性質(zhì)改變的問題，提出了一種快速、高效、易于應(yīng)用的海水中有機(jī)污染物富集裝置，有效降低了運(yùn)輸保存成本，提高了樣品處理的通量和實(shí)效性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種海水中有機(jī)污染物富集裝置，包括渦旋單元，在渦旋單元的上方設(shè)置有承載平臺，在承載平臺上設(shè)置有用于盛放磁性萃取介質(zhì)的介質(zhì)倉、用于盛放海水樣品的樣品倉、電磁支架、回轉(zhuǎn)臂和電磁單元；在所述電磁支架上設(shè)置有第一電機(jī)和第一傳動機(jī)構(gòu)，第一電機(jī)通過第一傳動機(jī)構(gòu)帶動回轉(zhuǎn)臂上下運(yùn)動；在所述回轉(zhuǎn)臂上設(shè)置有第二電機(jī)和第二傳動機(jī)構(gòu)，第二電機(jī)通過第二傳動機(jī)構(gòu)帶動電磁單元水平移動。

進(jìn)一步的，所述電磁支架垂直安裝于承載平臺的上表面，在電磁支架的上方安裝所述的第一電機(jī)；在所述第一傳動機(jī)構(gòu)中設(shè)置有第一絲杠和第一絲母，第一絲杠垂直于承載平臺的上表面安裝于所述的電磁支架中，且與第一電機(jī)的轉(zhuǎn)軸固定連接；所述第一絲母固定安裝在回轉(zhuǎn)臂的內(nèi)側(cè)端部，且與所述的第一絲杠相嚙合。

又進(jìn)一步的，所述回轉(zhuǎn)臂平行于承載平臺的上表面，在回轉(zhuǎn)臂的外側(cè)端部安裝所述的第二電機(jī)；在所述第二傳動機(jī)構(gòu)中設(shè)置有第二絲杠和第二絲母，第二絲杠平行于承載平臺的上表面安裝于所述的回轉(zhuǎn)臂中，且與第二電機(jī)的轉(zhuǎn)軸固定連接；所述第二絲母與第二絲杠相嚙合，在第二絲母上安裝所述的電磁單元，所述電磁單元垂直于承載平臺的上表面。

優(yōu)選的，所述電磁單元優(yōu)選采用電磁鐵吸附所述的磁性萃取介質(zhì)；為了防止電磁鐵腐蝕，沾污海水樣品，造成檢測結(jié)果的不準(zhǔn)確，在所述電磁鐵的外表面還涂覆有聚四氟乙烯涂層。

對于沸點(diǎn)低且加熱情況下化學(xué)性質(zhì)不會發(fā)生改變的目標(biāo)污染物來說，采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的富集裝置即可滿足目標(biāo)污染物的富集提取要求。為了使本發(fā)明的富集裝置對于沸點(diǎn)高或者化學(xué)性質(zhì)在高溫環(huán)境下易發(fā)生改變的有機(jī)污染物同樣具有富集提取的能力，本發(fā)明在所述承載平臺上還進(jìn)一步設(shè)置了用于盛裝洗脫溶劑的洗脫倉。

優(yōu)選的，由于介質(zhì)倉中存放的磁性萃取介質(zhì)都比較純凈，因此介質(zhì)倉在通常情況下不需要清洗，因而可以采用在承載平臺的上表面開槽的方式形成所述的介質(zhì)倉；由于樣品倉和洗脫倉需要經(jīng)常更換樣品溶液和洗脫溶劑，并且每次更換樣品溶液或者洗脫溶劑時(shí)，都需要對樣品倉和洗脫倉進(jìn)行清洗，為了方便對所述樣品倉和洗脫倉進(jìn)行清洗，優(yōu)選在承載平臺上設(shè)置限位底座，將樣品倉和洗脫倉放置在所述的限位底座中，以方便樣品倉和洗脫倉在承載平臺上的取放。