[发明专利]一种快速分离和提取表层水体中微塑料的装置和方法

说明书

本发明公开了一种快速分离和提取表层水体中微塑料的装置和方法，属于环境监测技术领域。本发明所述装置包括漂浮台、升降杆、滤筒、消解罐以及废液罐等主要装置。本发明一种快速分离和提取表层水体中微塑料的装置和方法，在不需要采样船大面积拖网的前提下，能够在采样区域内过滤大量水样，有效减少了样品采集过程中的工作量，提高效率；本发明提供的分离提取装置集成了水样过滤和消解模块，能够实现原位对滤膜进行初步消解，为后续实验室内的消解步骤节约了时间，也降低了处理过程中样品受环境污染的几率，使得监测结果更加准确、可靠。

技术领域

本发明涉及一种快速分离和提取表层水体中微塑料的装置和方法，属于环境监测技术领域。

背景技术

塑料制品在当今社会中被广泛应用，其在全球范围内的年产量已超过3亿吨，并且正以每年0.2亿吨的速度增长。由于大量的生产和使用，塑料制品不可避免地会进入水环境，水环境中的塑料垃圾经过长期的物理化学作用，会进一步分解为粒径小于5mm的塑料，即微塑料。微塑料也被称作水环境中的“PM2.5”，其水环境污染问题已成为全球环境研究热点。

据估算，海洋中的微塑料碎片数量为15万亿～51万亿个，合计总重量达到9.3万～23.6万吨。作为一类新型污染物，微塑料已受到国内外学者的高度关注。中国水环境中微塑料检出的报道主要出现在2014年以后，且报道次数逐年增多，在长江中下游地区，微塑料的污染已被广泛证实，其赋存丰度普遍高于其他国家和地区。因此，针对我国水环境开展微塑料污染调查工作十分必要。

目前，用于采集水样中微塑料的装置及方法尚未标准化，导致无法充分开展微塑料的环境污染调查工作。目前普遍采用的是拖网法，需要利用采样船进行大面积拖网，该方法需耗费较多的人力物力，成本较高。因此，发展准确、迅速且成本较低的水体微塑料采集和分离提取装置是现阶段的当务之急。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种表层水体微塑料的提取分离装置和方法，该装置通过一体化的水样过滤和消解系统，可快速、高效地提取和分离表层水中的微塑料。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种快速分离和提取表层水体中微塑料的装置，包括漂浮台1、升降杆2、滤筒3、消解罐9、废液罐12、第一滤膜6和第二滤膜11，其中，滤筒3安装于漂浮台1下方，滤筒3的进水口和出水口处分别装有孔径为1～5mm进水滤板7和出水滤板8；消解罐9安装于漂浮台1上方，消解罐9与废液罐12通过排液管19相连，消解罐9与排液管19之间由消解液隔板10隔断，废液罐12与排液管19接口处装有第二滤膜11，废液罐12连接有真空泵13；升降杆2竖直穿过滤筒3、漂浮台1和消解罐9，升降杆2上安装有第一滤膜6，用于过滤微塑料，升降杆2通过松紧升降杆固定环17实现升降，带动第一滤膜6在滤筒3和消解罐9之间实现位置变化。

在本发明的一种实施方式中，所述滤筒3中设有流量计4和潜水泵5，沿水流方向，分别位于升降杆2的前方和后方。

在本发明的一种实施方式中，所述消解罐9顶部留有进液孔18、内部侧面装有电池供能的搅拌子14、底部装有加热板15。

在本发明的一种实施方式中，所述第一滤膜6和第二滤膜11为孔径为0.22～2μm的微孔滤膜。

在本发明的一种实施方式中，所述滤膜为醋酸纤维素膜。

在本发明的一种实施方式中，所述消解罐中装有消解液，所述消解液为体积比1:3的30wt％H₂O₂溶液和65wt％HNO₃溶液的混合溶液。

在本发明的一种实施方式中，所述升降杆2安装有滤膜夹片20，用于安装滤膜。

本发明还提供了一种利用上述装置快速分离和提取表层水体中微塑料的方法，所述方法包括以下步骤：