[发明专利]水生植物脂－乙酸纤维素复合半渗透膜仿生被动采样装置

说明书

技术领域

    本发明属于环境科学、分析化学及地学领域，涉及一种水生植物脂－乙酸纤维素复合半渗透膜仿生被动采样装置及相关技术，特别涉及水生植物脂－乙酸纤维素复合半渗透膜、水生植物脂－乙酸纤维素复合半渗透膜的制备工具以及适用于湖泊、河流等水体中有机污染物原位采样的配套装置。

背景技术

有机污染物在湖泊、河流等水体甚至饮用水源地中广泛、持久存在，具有致癌、致畸、致突变等效应，对水生态系统构成了很大威胁，还可通过水生态系统传递、放大并进入食物链，危害人体健康，引起了世界卫生组织（WHO）及各国食品、卫生部门的高度关注。因此，亟待加强湖泊、河流尤其是其水源地中有机污染物的监测，切实保障饮用水安全及居民健康。然而，目前水体中有机污染物的采样技术难以满足湖泊、河流大面积监测便捷、原位、准确、连续等要求，严重影响了有机污染物的生态风险的准确评估及饮用水安全保障。

通常认为只有自由溶解在水体或孔隙水中的有机污染物才可被生物吸收并产生潜在的毒害作用，而水体中的自由溶解态有机污染物可与溶解有机质、悬浮颗粒物及沉积物等结合，影响其真实浓度的测定及生态风险的准确评估。因此，准确、原位采集水体中自由溶解态的有机污染物是开展其监测及生态风险评估的关键。

主动采样技术（如：化学提取法、物理方法等）目前被广泛应用于水体中有机污染物的采集，其中化学提取法使用更为广泛，但需要采集、运输、储存大量的水样或沉积物样品，费时费力，且通常获得的是水体或孔隙水中有机污染物的瞬时总浓度（含结合态浓度），以此浓度反映有机污染物的生物有效性就会高估其生态风险；物理方法也被应用于水体中有机污染物的采集，如：离心、层析，尽管使用较高的转速，离心的方式仍难以排除溶解有机质对孔隙水中自由溶解态的干扰。虽然层析可较好地分离自由溶解态与结合态的有机污染物，但费时费力，难以满足湖泊水源地高频次、大批量监测便捷的要求。

被动采样技术（如：固相萃取、固相微萃取、离子液体萃取、半透膜采样等）目前被广泛应用于环境介质中自由溶解态有机污染物的采集，其采集的浓度为时间加权平均浓度，达采样平衡后采样介质中浓度恒定不变，具有连续采样、节省溶剂、减少净化步骤、不破坏介质结构等优点。其中，固相微萃取技术（SPME）在水介质中自由溶解态有机物的采集方面使用较为广泛，但较少应用于水体原位采样，此外需要使用商业化的萃取纤维，实验成本较高，难以满足水源地高频次、大批量监测低成本的要求；固相萃取技术也被广泛应用于水样中有机污染物的采集，但水样中有机污染物富集到固相萃取柱并洗脱需要较长时间，且商业化的固相萃取柱实验成本较高，也难以实现水体有机物原位监测的目标；离子液体萃取技术近年在水样中有机物的采集方面也有较多的应用，但也难以满足水体中有机污染物原位监测的要求。