專利名稱：一種水溶性有機污染物原位、連續采樣裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種利用微孔過濾原理進行固-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)以及水體中進行水溶性有機污染物的連續采樣。
背景技術：
由于人類生活與生產活動的影響，越來越多的有機污染物通過各種途徑進入土壤、水體等環境介質并在其中積累。這些有機污染物可通過遷移、生物富集、食物鏈傳遞等途徑危害人體健康和生態系統安全。
土壤、固體廢棄物等都是含有不同物相(固相、液相和氣相)的復雜環境基體，進入其中的有機污染物也必然會在不同的物相之間進行動態分配。非極性有機化合物幾乎不溶于水，而極性有機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污染物比例不高，然而這部分有機污染物卻非常活躍。這是因為一方面，水分的運動是土壤中物質遷移的主要動力，溶于水的有機污染物可以隨水分在土體(或固體廢棄物)內部或向土-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境中的有機污染物的重要途徑之一。例如，在土壤中生長(活動)的植物根系、微生物、小型動物等直接暴露于土壤溶液中的水溶性有機污染物。因此，無論從污染物環境行為(分布、遷移、轉化等)、水生生態學、生態毒理學等理論研究的需要，還是從污染土壤、沉積物的風險評價和治理實踐來看，都需要采集和研究土壤、固體廢棄物等介質中水溶性的有機污染物。
土壤、固體廢棄物等介質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行冷凍切片以提高采樣的空間分辨率。其缺點是(1)若采樣過程中環境條件(如氧化還原電位、CO2分壓等)發生劇烈變化，則污染物的形態或價態會發生變化，導致分析結果不能完全反映污染物在自然條件下的賦存形態與生物有效性；(2)離位采樣屬破壞性采樣，不能在同一點位進行連續采樣。原位采樣的優勢在于可在不同時間在同一點位采集樣品，以觀察土壤溶液成分的時間變化。因此，原位抽濾成為目前國內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機成分而設計的，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)對有機物有吸附，因而并不適于采集土壤溶液中的有機污染物，尤其是痕量水溶性有機污染物。此外，陶土管的過濾精度偏低，微型土壤溶液取樣器機械強度差，兩者長期使用都容易損壞，通常不能重復使用。
發明內容
本發明目的是提供一種機械強度大、可重復使用的固-液分離裝置，以適應需野外原位、連續從土壤、固體廢棄物等復雜基體中采集可溶性有機污染物的場合。
本發明的技術解決方案為整套裝置由(1)集液管、(2)過濾頭、(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，微孔金屬鈦管過濾頭(2)機械強度大，化學穩定性好，能耐高、低溫、耐酸、耐堿，過濾微孔＜0.2μm，采集的溶液清澈，可直接進行分析。研究發現，鈦金屬濾芯對極性有機污染物如氯酚類(二氯酚、三氯酚、五氯酚)的吸附可忽略不計，常溫下無明顯的催化作用。聚全氟乙丙稀管化學穩定性好，能耐高、低溫、耐酸、耐堿和各種有機溶劑，且無溶出和析出現象。本裝置的死體積小，可快速反映基體中可溶性有機污染物的濃度變化。
為方便拆卸和維護、清洗，過濾頭(2)和集液管(1)可采用螺紋聯接結構。
四
圖1為水溶性有機污染物原位、連續采樣裝置示意圖。其中，(1)為集液管，(2)為過濾頭，(3)為抽液管，(4)為硅膠塞，(5)為抽氣管，(6)為樣品收集瓶。
圖2為過濾頭(2)的一種結構和它與集液管(1)的連接方式示意圖，圖中(7)為微孔過濾器、(8)為連接螺栓、(9)為封頭、(10)為密封墊；連接螺栓(8)和封頭(9)與微孔過濾器(7)焊接為一個整體，通過螺紋與集液管(1)相連接。
五具體實施例方式
典型實施例集液管(1)使用內孔直徑為16mm、壁厚為2mm的雙相不銹鋼管(牌號00Cr18Ni5Mo3Si2)；過濾頭(2)或微孔過濾器(7)使用內孔直徑為25mm、壁厚為1mm、過濾微孔≤0.2μm的鈦金屬濾管(石家莊波特無機膜分離設備有限公司產)；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)。
對于土壤(旱地或水田)或固體廢棄物，采樣時可根據采樣深度的要求，將過濾頭(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、連續抽取土壤溶液或固體廢棄物中的間隙水濾液水樣。
對于地表水體，采樣時將過濾頭(2)浸入水樣中，將抽氣管與微型真空泵相連，即可進行原位、連續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，反復使用。
權利要求
1.一種水溶性有機污染物原位、連續采樣裝置，其特征在于其由集液管(1)、過濾頭(2)、抽液管(3)、硅膠塞(4)、抽氣管(5)、樣品收集瓶(6)構成，且a.集液管(1)用不銹鋼管制成；b.過濾頭(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.如權利要求1所述的水溶性有機污染物原位、連續采樣裝置，其特征在于過濾頭(2)由微孔過濾器(7)，連接螺栓(8)、封頭(9)和密封墊(10)構成；微孔過濾器(7)用微孔金屬鈦制成；微孔過濾器(7)、連接螺栓(8)和封頭(9)焊接成一個密封整體。
全文摘要
一種水溶性有機污染物原位、連續采樣裝置，其特征在于其由集液管、過濾頭、抽液管、硅膠塞、抽氣管、樣品收集瓶構成，集液管用不銹鋼管制成，過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濾頭機械強度大，化學穩定性好，能耐高、低溫，耐酸、耐堿，采集的溶液清澈，可直接進行定量分析各種介質中的水溶性有機污染物。
文檔編號G01N1/28GK1821741SQ20061003867
公開日2006年8月23日 申請日期2006年3月8日 優先權日2006年3月8日
發明者宋靜, 欒天罡, 王曉瑋, 駱永明, 李晨曦 申請人:中國科學院南京土壤研究所