[发明专利]一种土壤/沉积物中微、纳塑料的自动化提取富集装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种土壤/沉积物微、纳塑料的自动化提取富集装置及其使用方法，该装置包括：浮选消解机构、再浮选分离富集机构、浮选液储存罐、消解液储存罐、超纯水储存罐、真空抽滤泵、控制单元，所述浮选消解机构包括第一浮选筒、消解外筒、沉淀腔，所述再浮选分离富集机构包括第二浮选筒、集液外筒、过流腔、过滤柱、抽滤封闭筒；通过多次的浮选、消解、再浮选过程，增强了富集浓缩的能力，提高了微、纳塑料的提取效率，通过设置活性炭过滤层实现对纳米塑料的提取富集，具有操作简便，一体化、自动化程度高，安全性高，可拆卸组装，易清洁等特点。

技术领域

本发明涉及环境污染物的处理技术领域，具体涉及一种土壤/沉积物中微、纳塑料的自动化提取富集装置及其使用方法。

背景技术

塑料因其质轻、化学性质稳定等优点，自20世纪初便被广泛应用于日常生活、农业、工业上，并且已经逐渐发展成为人类生产生活不可或缺的部分，预计到2050年，全球塑料产量将达到330万亿吨。由于塑料制品的大量使用以及废弃塑料的不当处置，大量废弃塑料垃圾流入自然环境，进入土壤、沉积物及水体的塑料垃圾在水流泥沙等物理侵蚀、紫外线等化学降解及生物腐蚀下将会破碎分解成微米甚至纳米级别的塑料碎片及颗粒。微塑料(1μm～5mm)和纳米塑料(1μm)由于其降解缓慢和在环境中易于迁移的特点，广泛分布于土壤、大气及各类水体中，对环境造成污染，对人类及其他生物产生危害。

自然环境中微、纳塑料污染已引起了人们的重视，一方面，微、纳塑料自身可直接通过食物链进入各类生物体中，影响其正常生长；另一方面，微、纳塑料可作为多种环境污染物的载体而改变其环境行为，进而影响其生态效应。因此，近几年国内外大量有关微、纳塑料的科学研究被报道。但当前，囿于微、纳塑料提取富集方法的滞后性，有关环境中微、纳塑料污染的科学研究受阻。同时，由于土壤及沉积物环境相较于海洋、河流等水体环境更为复杂，有关其中微、纳塑料污染的研究进展较为缓慢，因此，为推动土壤及沉积物中微、纳塑料污染研究，相关的高效分离富集方法仍有较大的优化提升空间。

中国专利CN112845522A公开了一种沉积物中微塑料高效分离及吸附污染物部分解吸的一体化装置及其使用方法，该装置通过设置升降固定控制部分、细化层分部分、消解解吸部分及分离收集部分，实现粉碎搅拌、消解解吸、分离收集一体化，但是在分离收集部分，仅设置一层微塑料过滤网，不能根据需求实现不同粒径的微塑料分离，且未考虑对纳米塑料的分离富集；

中国专利CN110773331B公开了一种分离环境土壤及沉积物中微塑料的富集装置，该发明包括浮选装置、离心装置、再浮选装置和微塑料分离富集装置，利用三次浮选分离，提高了富集浓缩能力，但是由于操作步骤复杂，操作过程会极大程度地受到人为干扰，且同样未考虑对纳米塑料的分离富集。因此，目前亟需探寻一种高效、操作简便、自动化及一体化程度高、适用范围广的土壤/沉积物中微、纳塑料的提取富集方法，为环境中微、纳塑料污染的深入研究提供基础支撑。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种土壤/沉积物中微、纳塑料的自动化提取富集装置及其使用方法，既能够准确提取土壤/沉积物中的微塑料，又能有效提取富集纳米塑料方便后续分析，弥补传统方法中操作繁琐耗时、效率低下、回收率低等不足。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种土壤/沉积物微、纳塑料的自动化提取富集装置，包括：

浮选消解机构，包括：

第一浮选筒，筒壁上缘内侧设置有溢流板，筒体顶部设置有第一浮选筒盖板；所述第一浮选筒内设有第一隔板，所述第一隔板将第一浮选筒的内腔分隔为位于上部的浮选腔和位于下部的沉淀腔，所述沉淀腔底部设置有通过第一排液阀控制的第一排液管；

消解外筒，同轴设置在所述第一浮选筒的外部，顶部设置有通气阀，底部设有第二排液管，所述第二排液管上设置第二排液阀，

再浮选分离富集机构，设置在所述浮选消解机构的一侧，包括：