[發明專利]可溶性物質的原位采集裝置及方法

有效

• 申請號: 201911389039.6
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111076964B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 呂繼濤;張淑貞;羅磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: G01N1/02
• 分類號: G01N1/02;G01N1/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

一種可溶性物質的原位采集裝置及方法，可溶性物質的原位采集裝置包括：支架；微孔陶瓷采樣頭，呈管狀，所述微孔陶瓷采樣頭固定于所述支架上，用于可溶性物質的原位采集；采樣管，所述采樣管與所述微孔陶瓷采樣頭相連通，用于將所述微孔陶瓷采樣頭內的采集物進行輸送。本發明利用微孔陶瓷采樣頭和支架實現不同深度樣品中可溶性物質的原位采集，便于進一步結合在線分析儀器實現目標物質的在線分析與實時監測。特別地，對于含水率低的土壤原位采樣，本發明提出一種原位注入?原位解吸?原位提取的采樣方法，從而可以實現低含水率土壤樣品中可溶性物質的原位提取與采集。

技術領域

本發明涉及環境監測技術領域，尤其涉及一種可溶性物質的原位采集裝置及方法。

背景技術

隨著人們對環境質量的不斷重視，環境監測的要求也越來越高。傳統的現場采樣、運輸實驗室分析的方法已經難以滿足現代環境監測的需求，如何實現原位采樣-在線分析是環境分析監測所面臨的重要挑戰之一，而發展新的原位采樣方法首當其沖。土壤、沉積物或地下水的可溶性物質如可溶性有機碳(DOC)、可溶性有機氮(DON)、可溶性磷、可溶性硫、營養元素、重金屬、有機污染物等的原位采樣，特別是采集不同深度的和含水率低的樣品尤其困難，傳統方法往往需要破壞性采樣然后在實驗室進行提取，運輸和提取的過程不但耗時，而且樣品的某些組分往往會發生變化，難以反映真實情況。微孔陶瓷材料已經被廣泛用做濾芯用于凈水處理，其孔徑可達0.1～0.5μm，而傳統意義上定義的可溶性物質往往以能否透過0.7或0.45μm微孔濾膜為界限，因此，經微孔陶瓷過濾的溶液可被認為是可溶性物質。同時，微孔陶瓷具有機械強度高、親水性強、抗腐蝕能力強、吸附能力弱等優點，特別適合作為原位采樣器的濾頭，對于含水率高的樣品可以直接原位過濾進行可溶性物質的采集。對于不同深度的樣品，如何設計簡便實用的采樣裝置實現不同深度樣品的原位采集是本發明要解決的問題。另一個更重要的問題，對于含水率低的土壤樣品，由于水分不足，往往會導致樣品采集速度慢等困難甚至無法進行可溶性物質的原位采集，而進行破壞性采樣結合異位提取的操作往往會因為環境條件(如溫度、pH、Eh等)的改變不能反映原位環境條件下溶解性物質的釋放特征。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種可溶性物質的原位采集裝置及方法，以期至少部分地解決上述提及的技術問題的至少之一。

作為本發明的一個方面，提供一種可溶性物質的原位采集裝置，包括：

支架；

微孔陶瓷采樣頭，呈管狀，所述微孔陶瓷采樣頭固定于所述支架上，用于可溶性物質的原位采集；

采樣管，所述采樣管與所述微孔陶瓷采樣頭相連通，用于將所述微孔陶瓷采樣頭內的采集物進行輸送。

作為本發明的另一個方面，還提供一種采用如上述的可溶性物質的原位采集裝置的可溶性物質的原位采集方法，所述方法包括如下步驟：

將所述支架和微孔陶瓷采樣頭插入到被采樣位置；

對可溶性物質進行原位提取。

基于上述技術方案，本發明相對于現有技術至少具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：

本發明提出了一種用于不同深度和不同含水率土壤/沉積物/地下水中可溶性物質原位采集的裝置及方法，利用微孔陶瓷作為采樣頭，通過拼接式結構的支架可便捷的實現不同深度樣品中可溶性物質如可溶性有機碳(DOC)、可溶性有機氮(DON)、可溶性磷、可溶性硫、營養元素、重金屬、有機污染物等的原位采集，便于進一步與在線分析儀器結合實現目標物質的在線分析和實時監測。

特別地，對于含水率低的土壤樣品，本發明提出一種原位注入-原位解吸-原位提取的采樣方法，首先通過采樣裝置反向向采樣頭附近的土壤微區注入提取試劑(如水、稀鹽、稀酸、稀堿等)，可溶性物質在浸潤的微區解吸釋放，然后利用采樣裝置進行正向采集，收集釋放微區內的可溶性物質，從而可以實現低含水率土壤樣品中可溶性物質的原位提取。

附圖說明