應用于表層水體的溶解態氣態汞原位連續吹掃裝置的制作方法

本實用新型涉及一種應用于表層水體的溶解態氣態汞原位連續吹掃裝置。

背景技術：

現有技術中表層海水中溶解態氣態汞（Dissolved Gaseous Mercury, 以下簡稱DGM）的測定基于手工離線分析。如圖3所示，采樣時，將容積為0.5 L的Teflon采樣瓶沒入海水水面下約10 cm處采集水樣300 mL，之后轉移到500 mL高硼硅玻璃吹掃瓶中并使用流量為400 mL/min的高純氬氣吹掃30 min，使水樣中的DGM被吹出，經堿石灰干燥管除去水汽與鹽分后進入原子熒光儀（Tekran 2537B）測定。樣品手工采集的時間約為5~10 min，且由于DGM在海水中的濃度非常低，更換樣品進行吹掃前需使用新樣品手工對吹掃瓶進行潤洗，時間約在2~5 min之間，故每個樣品的測定時間為37~45 min。現有技術方案存在兩處主要的技術缺陷：第一、應用該采集和吹掃方式時，海水樣品發生從采樣瓶到吹掃瓶的轉移和定容，由于DGM濃度低且反應活性非常強，在轉移和定容的過程中容易受到溫度和光照條件等因素發生變化的影響而造成自身濃度的變化，從而增大最終測定的誤差；第二、水樣吹掃時要求將水中的DGM全量轉移，目前吹掃裝置完成吹掃所需的時間較長，使得相鄰樣品間分析的時間間隔大于40 min，這降低了連續分析時數據點的密度，影響分析結果的分辨率。

技術實現要素：

鑒于現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種應用于表層水體的溶解態氣態汞原位連續吹掃裝置，不僅結構設計合理，而且高效便捷。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種應用于表層水體的溶解態氣態汞原位連續吹掃裝置，包括一個浸入水體的吹掃瓶，所述吹掃瓶的瓶身下部設置有進水口、瓶身上部設置有出水口、瓶底設置有進氣口、瓶口塞處設置有出氣口以及瓶內設置有氣嘴，所述氣嘴通過進氣管經進氣口連接至氬氣鋼瓶，所述出氣口處設置有連接至原子熒光儀的出氣管，所述吹掃瓶的下方設置有用以將水線保持在進水口與出水口之間的浮塊。

優選的，所述進氣管上順序設置有過濾金柱與流量控制器，所述出氣管上設置有干燥管。

優選的，水線在出水口下方20~30mm處。

優選的，所述進水口與出水口的內徑均為6mm，兩者的高度差為150mm，所述吹掃瓶的容積為125ml、容水為70~80ml，氣流流速為250ml/min。

一種應用于表層水體的溶解態氣態汞原位連續吹掃裝置，包括至少兩個串聯并浸入水體的吹掃瓶，每個所述吹掃瓶的瓶身下部均設置有進水口、瓶身上部均設置有出水口、瓶底均設置有進氣口、瓶口塞處均設置有出氣口以及瓶內均設置有氣嘴，前一個吹掃瓶的出水口經水管接入后一個吹掃瓶的進水口，每個所述氣嘴分別通過進氣支管經進氣口接入進氣總管后連接至氬氣鋼瓶，每個所述出氣口處均設置有出氣支管，所有出氣支管匯入出氣總管后連接至原子熒光儀，所述吹掃瓶的下方設置有用以將水線保持在進水口與出水口之間的浮塊。

優選的，每個所述進氣管上均順序設置有過濾金柱與流量控制器，所述出氣總管上設置有干燥管。

優選的，所有所述進水口位于同一高度，所有所述出水口也位于同一高度。

優選的，水線在所述出水口下方20~30mm處。

每個所述進水口與出水口的內徑均為6mm，兩者的高度差為150mm，每個所述吹掃瓶的容積為125ml、容水為70~80ml，氣流流速為250ml/min。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：本實用新型結構設計合理，實現了測定水體中溶解態氣態汞的采集與吹掃過程與樣品原生環境的高度一致，原位采集與吹掃不僅消除了離線操作的污染風險，而且極大避免了因為溫度、光線等環境要素的改變對測定對象形態的影響，大大提高了測定的準確度和工作效率；尤其是本實用新型利用重力和吹掃載氣氣流的動力實現水樣的自動提取和排放，省卻了電控和機械控制的環節，在野外連續測定的條件下具有明顯的優勢。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例一的構造示意圖。

圖2為本實用新型實施例二中吹掃瓶個數為四個時的構造示意圖。

圖3為傳統的表層水體的溶解態氣態汞測定裝置的構造示意圖。

圖中：1-吹掃瓶，2-進水口，3-出水口，4-進氣口，5-出氣口，6-氣嘴，7-進氣管，8-氬氣鋼瓶，9-原子熒光儀，10-出氣管，11-過濾金柱，12-流量控制器，13-干燥管，14-水管，15-進氣支管，16-進氣總管，17-出氣支管，18-出氣總管。

具體實施方式

為讓本實用新型的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

在本實用新型實施例一中，如圖1所示，一種應用于表層水體的溶解態氣態汞原位連續吹掃裝置，包括一個浸入水體的吹掃瓶1，所述吹掃瓶1的瓶身下部設置有進水口2、瓶身上部設置有出水口3、瓶底設置有進氣口4、瓶口塞處設置有出氣口5以及瓶內設置有氣嘴6，所述氣嘴6通過進氣管7經進氣口4連接至氬氣鋼瓶8，所述出氣口5處設置有連接至原子熒光儀9的出氣管10，所述吹掃瓶1的下方設置有用以將水線保持在進水口2與出水口3之間的浮塊（附圖中未畫出）。

在本實用新型實施例一中，所述進氣管7上順序設置有過濾金柱11與流量控制器12，所述出氣管10上設置有干燥管13。

在本實用新型實施例一中，水線在出水口3下方20~30mm處。

在本實用新型實施例一中，所述進水口2與出水口3的內徑均為6mm，兩者的高度差為150mm，所述吹掃瓶1的容積為125ml、容水為70~80ml，氣流流速為250ml/min。

本實用新型實施例一的具體工作步驟如下：首先將所述吹掃瓶1安置于采樣水域，等待1 min，讓待測水樣在重力作用下從所述吹掃瓶1的進水口2進入其瓶內，直至瓶內外水位線一致，接著開啟所述吹掃瓶1的載氣，以優化后的250 mL/min的流速對所述吹掃瓶1的瓶內水樣進行吹掃，此時可觀察到所述吹掃瓶1的出水口3有水涌出，開始計時；在計時12 min后接入檢測器開始記錄檢測數據。

參數優化實驗的結果顯示，在所述入水口與出水口3內徑均為6 mm，高差150 mm的最優規格下，所述吹掃瓶1容水約75 mL，流速均為250 mL/min時，接取出口水樣進行圖3 所示的傳統吹掃過程，檢出DGM殘留值小于0.05 pg/L，環境水體中DGM的平均濃度約為1~5 ng/L；離線驗證實驗顯示，單個容積125mL的吹掃瓶1以250 mL/min流速僅需7.5 min可以將75 mL平均DGM濃度為5 ng/L的水樣吹掃至殘余濃度小于0.05pg/L，水樣在本實用新型中的停留時間約為12 min。因此本實用新型可以保證在絕大多數水體條件下實現DGM的完全連續吹掃。

在本實用新型實施例二中，如圖2所示，一種應用于表層水體的溶解態氣態汞原位連續吹掃裝置，包括至少兩個串聯并浸入水體的吹掃瓶1，每個所述吹掃瓶1的瓶身下部均設置有進水口2、瓶身上部均設置有出水口3、瓶底均設置有進氣口4、瓶口塞處均設置有出氣口5以及瓶內均設置有氣嘴6，前一個吹掃瓶1的出水口3經水管14接入后一個吹掃瓶1的進水口2，每個所述氣嘴6分別通過進氣支管15經進氣口4接入進氣總管16后連接至氬氣鋼瓶8，每個所述出氣口5處均設置有出氣支管17，所有出氣支管17匯入出氣總管18后連接至原子熒光儀9，所述吹掃瓶1的下方設置有用以將水線保持在進水口2與出水口3之間的浮塊（附圖中未畫出）；所述吹掃瓶1的個數優選為四個，但不局限于此。

在本實用新型實施例二中，每個所述進氣管7上均順序設置有過濾金柱11與流量控制器12，所述出氣總管18上設置有干燥管13。

在本實用新型實施例二中，所有所述進水口2位于同一高度，所有所述出水口3也位于同一高度。

在本實用新型實施例二中，水線在所述出水口3下方20~30mm處。

在本實用新型實施例二中，每個所述進水口2與出水口3的內徑均為6mm，兩者的高度差為150mm，每個所述吹掃瓶1的容積為125ml、容水為70~80ml，氣流流速為250ml/min。

本實用新型實施例二的具體工作步驟如下：首先將所有所述吹掃瓶1安置于采樣水域，等待1 min，讓待測水樣在重力作用下從首個吹掃瓶的進水口進入其瓶內，直至瓶內外水位線一致，接著開啟首個吹掃瓶的載氣，以優化后的250 mL/min的流速對首個吹掃瓶的瓶內水樣進行吹掃；由于吹掃時首個吹掃瓶的瓶內水位升高，超過首個吹掃瓶的出水口時，在重力的作用下，首個吹掃瓶的瓶內水樣會從其出水口流出進入第二個吹掃瓶，與此同時，在上升氣流的帶動下，外界水樣會繼續從首個吹掃瓶的進水口涌入；在開啟首個吹掃瓶載氣之后每隔30 s順序開啟第二、第三、第四……至最后一個吹掃瓶的載氣，載氣氣流流速均為250 mL/min，此時可觀察到最后一個吹掃瓶1的出水口3有水涌出，開始計時；在計時12 min后接入檢測器開始記錄檢測數據。

參數優化實驗的結果顯示，在每個所述進水口與出水口3內徑均為6 mm，高差150 mm的最優規格下，每個所述吹掃瓶容水約75 mL，流速均為250 mL/min時，接取出口水樣進行圖3 所示的傳統吹掃過程，檢出DGM殘留值小于0.05 pg/L，環境水體中DGM的平均濃度約為1~5 ng/L；離線驗證實驗顯示，單個容積125mL的吹掃瓶1以250 mL/min流速僅需7.5 min可以將75 mL平均DGM濃度為5 ng/L的水樣吹掃至殘余濃度小于0.05pg/L，水樣在本實用新型中的停留時間約為12 min。因此本實用新型可以保證在絕大多數水體條件下實現DGM的完全連續吹掃。

本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可以得出其他各種形式的應用于表層水體的溶解態氣態汞原位連續吹掃裝置。凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋范圍。