[实用新型]基于渗透泵和固相萃取的水体污染物时间加权平均浓度采样器

说明书

技术领域

本实用新型涉及水样采样器，更具体地说，涉及一种基于渗透泵和固相萃取的水体污染物时间加权平均浓度采样器。

背景技术

水体污染物的时间加权平均浓度(time-weightedaverageconcentration，C_TWA)是指水体污染物浓度随时间变化，通过对某段时间内的污染物浓度进行时间加权平均而得到的浓度，其大小可以客观反映该段时间内水体中污染物的浓度水平，准确地表征水体的污染状况。

常用的获取C_TWA的方法是利用被动采样器进行采样。将被动采样器布放在水体中一段时间后回收，测定采样器上所累积的污染物总量(m_采样器)，由布放时间(t)和预先在实验室测得的采样速率(R_s)获取采集水样的总体积(V_水样)，由下式计算出C_TWA：

常用的被动采样器包括半透膜采样装置(SPMD)、梯度扩散薄膜(DGT)、化学捕收器和极性有机物一体化采样器(POCIS)等，其一般由固体吸附剂、油脂或有机溶剂等接收相和过滤膜组成，污染物完全通过扩散作用进入接收相为接收相所吸附或吸收。被动采样器可以进行长期连续监测，无需外部动力，布放方便，目前在水环境监测中得到广泛应用。然而，其采样速率R_s受实际环境条件如水流速度和温度的影响，此外生物在过滤膜上生长造成的堵塞也会引起R_s的变化，最终导致采集水样的总体积V_水样的误差很大。目前，利用被动采样器只能实现定性或半定量监测，极大地限制水体污染物C_TWA的准确获取。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可获得水体污染物高准确度C_TWA的基于渗透泵和固相萃取的水体污染物时间加权平均浓度采样器。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于渗透泵和固相萃取的水体污染物时间加权平均浓度采样器，包括内部填充吸附剂的固相萃取单元、采样体积确定单元和采样渗透泵；采样体积确定单元用于确定流经固相萃取单元的水样体积，固相萃取单元、采样体积确定单元、采样渗透泵依次连接，或者固相萃取单元、采样渗透泵、采样体积确定单元依次连接，或者固相萃取单元、一采样体积确定单元、采样渗透泵、另一采样体积确定单元依次连接。

作为优选，采样体积确定单元为连接在采样渗透泵前端的蒸馏水盘管和/或连接在采样渗透泵后端的试剂袋，蒸馏水盘管内预先填装蒸馏水。

作为优选，采样渗透泵包括密封外壳、渗透膜，渗透膜将密封外壳的内部空间分隔成蒸馏水室与溶液室，蒸馏水室内填装蒸馏水及阴离子交换树脂、阳离子交换树脂，溶液室内填装饱和盐溶液及盐固体。

作为优选，固相萃取单元的前端连接过滤器，水样流经过滤器后进入固相萃取单元。

作为优选，还包括至少一个试剂添加模块；试剂添加模块包括试剂渗透泵和试剂盘管；试剂渗透泵包括密封外壳、渗透膜，渗透膜将密封外壳的内部空间分隔成蒸馏水室与溶液室，蒸馏水室内填装蒸馏水及阴离子交换树脂、阳离子交换树脂，溶液室内填装饱和盐溶液及盐固体；试剂盘管内填装具备已知的特定功能的功能试剂；试剂盘管的一端连接于试剂渗透泵的溶液室，另一端与采样器的入口相连，功能试剂进入采样器并与水样混合。

本实用新型的有益效果如下：

由体积确定单元得到的信息，即试剂袋中收集到的盐溶液的体积或者存储在蒸馏水盘管中水样的体积，可准确地得到进入采样器并流过固相萃取单元的水样的体积，即采集水样的总体积(V_水样)，因此测得的C_TWA极为准确。

采用渗透泵为采样动力，无需供电，且体积小、重量轻，因此可在水体中方便地布放。

在采样渗透泵的蒸馏水中加入阴、阳离子交换树脂，吸附透过渗透膜进入蒸馏水中的离子和来自水样中的离子，保证渗透膜两侧的渗透压值恒定不变，从而使采样渗透泵的采样速度保持稳定，得到的C_TWA更有代表性。

通过基于渗透泵的试剂添加模块往采样器中加入多种试剂，既可杀死微生物，消除其影响，提高准确度，又可通过试剂调整pH值，实现对不同形态污染物的高效采集。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图(采样体积确定单元只设置蒸馏水盘管，且未设置试剂添加模块)；