CN108088728A - 一种便携式水样过滤及富集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式水样过滤及富集装置，属于生态毒理学领域，其包括手动活塞进水装置，砂芯过滤装置，水样富集及出水装置，手动活塞进水装置的出水端与砂芯过滤装置的进水端相连通，砂芯过滤装置的出水端与水样富集及出水装置的进水端相连通。本发明能够在采样现场直接对水样进行过滤及富集浓缩，而且通过放置不同孔径、不同材质的滤膜收集不同粒径颗粒物及利用不同特性固相萃取柱富集水样中的目标药物，利用人工活塞产生动力，可通过手动活塞运动连续进水，适用于野外采集及快速前处理；同时其体积小、构造简单、易携带，在取样后可大大减少样品在运输、携带等环节的负担，最大程度地保证取样质量和取样效率。

Description

一种便携式水样过滤及富集装置
技术领域
本发明属于生态毒理学领域，具体涉及一种便携式水样过滤及富集装置。
背景技术
我国不仅水资源缺乏，而且水资源污染也较为严重。各类化学污染物随人类活动进入自然水体，使得水资源质量下降，威胁生态健康。
药物活性化合物是自然水体常见的一类新型有机污染物，如抗生素类、雌激素类、全氟类等，这类污染物在水体中长期存在对水生生物产生不可忽视的急慢性毒性。因此，进行有关水环境中药物活性化合物的残留状态及风险水平的调查已刻不容缓。
水体中悬浮颗粒物是各种污染物在该水体中的重要存在介质，对各种有机物在水生生态系统中的迁移、分布起着重要的作用，对污染物的生物可利用性以及最终的归宿具有重要的影响，因此很有必要研究各类污染物在悬浮颗粒物介质中的赋存水平。
目前，水体中药物活性化合物的分离、富集过程主要在实验室中完成。在实验室利用真空抽滤装置，主要包括无油隔膜真空抽滤泵、过滤杯(300ml、500ml)、三角集液瓶、砂芯过滤头、固定铝夹、软管等，对水样品中的悬浮颗粒物和水溶液进行分离。过滤后的水溶液利用固相萃取装置对目标污染物进行富集浓缩。固相萃取装置主要部件有大容量采样管、固相萃取连接管、1000ml固相萃取缓冲瓶、SPE转接头、无油隔膜真空泵等。
抽滤装置和固相萃取装置配件多、体积大，而且需要交流电源提供动力，不便于野外使用。同时，现场采集水样品需冷藏运往实验室，样品量大，样品采集容器需求量多，且不易运输，费时费力，给野外采样工作带来诸多不便。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种便携式水样过滤及富集装置，不仅可在采样现场直接对水样进行过滤及富集浓缩，而且构造简单，拆装方便，便于携带，无需电源。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种便携式水样过滤及富集装置，包括手动活塞进水装置，砂芯过滤装置，水样富集及出水装置，所述的手动活塞进水装置的出水端与砂芯过滤装置的进水端相连通，砂芯过滤装置的出水端与水样富集及出水装置的进水端相连通。
所述的动活塞进水装置，砂芯过滤装置和水样富集及出水装置均设置在壳体内。
所述的手动活塞进水装置包括进水管，进水管的一端连接滤网，另一端连接进水口，进水口经右单向阀橡胶密封球与筒体连通，在筒体内设置拉杆，在拉杆的顶部设置推拉把手，通过上下拉动推拉把手带动拉杆在筒体内往复运动。
在所述的拉杆的底部设置O型密封圈。
所述的进水口设置在壳体的底部，
在右单向阀橡胶密封球上方设置用于限位的隔板。
所述的右单向阀橡胶密封球置于筒体底部的锥面上。
所述的砂芯过滤装置包括倒置圆筒形漏斗，倒置圆筒形漏斗的进水端经左单向阀橡胶密封球与筒体相连通，在倒置圆筒形漏斗的出水端处设置砂芯板，在砂芯板的中央放置滤膜，用倒置圆筒形漏斗压住滤膜，在砂芯板的底部连接锥形漏斗，锥形漏斗的颈部串联用于固定的橡胶活塞。
所述的倒置圆筒形漏斗的进水端通过第一通道后，经左单向阀橡胶密封球与第二通道相连，第二通道与筒体相连通。
所述的水样富集及出水装置，包括固相萃取柱，固相萃取柱的上部通过橡胶活塞与锥形漏斗连接，固相萃取柱底部通过出水管与出水口连接。
有益效果：针对现有野外水样采集、运输、保存过程中的各种问题，与现有技术相比，本发明能够在采样现场直接对水样进行过滤及富集浓缩，而且通过放置不同孔径不同材质的滤膜收集不同粒径颗粒物及利用不同特性固相萃取柱富集水样中的目标药物，该装置构造简单，拆装方便，便于携带，无需电源；本发明专利利用人工活塞产生动力，可通过手动活塞运动连续进水，适用于野外采集及快速前处理；将实验室大体积抽滤和固相萃取装置按其工作原理设计为体积小、构造简单、易携带的装置；该装置克服了水样在运输、保存过程中出现氧化还原反应、吸附、光降解等，并在取样后可大大减少样品在运输、携带等环节的负担，可最大程度地保证取样质量和取样效率。
附图说明
图1为便携式水样过滤及富集装置的结构示意图；
图2为取水时，便携式水样过滤及富集装置的结构示意图；
图3为压水时，便携式水样过滤及富集装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，包括滤网1、进水管2、进水口3、壳体4、进水单向阀橡胶密封球5、隔板6、筒体7、O型密封圈8、拉杆9、第一通道10、倒置圆筒形漏斗11、螺纹接口12、砂芯板13、锥形漏斗14、橡胶活塞15、固相萃取柱16、出水管17、出水口18、过滤单向阀橡胶密封球19、第二通道20、推拉把手21和连接筋22。
一种便携式水样过滤及富集装置，包括手动活塞进水装置，砂芯过滤装置，水样富集及出水装置，手动活塞进水装置的出水端与砂芯过滤装置的进水端相连通，砂芯过滤装置的出水端与水样富集及出水装置的进水端相连通。一种便携式水样过滤及富集装置，分为两个部分，第一部分为手动活塞进水装置，集进水装置和推拉把手为一体；第二部分为砂芯过滤装置、水样富集及出水装置，集过滤和固相萃取和出水为一体。其中，第一部分和第二部分之间通过连接筋22隔断。
手动活塞进水装置包括滤网1、进水管2、进水口3、壳体4、进水单向阀橡胶密封球5、隔板6、筒体7、O型密封圈8、拉杆9和推拉把手21，进水管2的一端连接滤网1，用于取水，另一端连接进水口3，进水口3设置在壳体4的底部，进水口3经进水单向阀橡胶密封球5与筒体7连通，在筒体7内设置拉杆9，在拉杆9的顶部设置推拉把手21，通过上下拉动推拉把手21带动拉杆9在筒体7内往复运动，在拉杆9的底部设置O型密封圈8。
其中，在进水单向阀橡胶密封球5上方设置用于限位的隔板6。进水单向阀橡胶密封球5置于筒体7底部的锥面上。
砂芯过滤装置包括第一通道10、倒置圆筒形漏斗11、砂芯板13、锥形漏斗14、第二通道20、过滤单向阀橡胶密封球19和橡胶活塞15，倒置圆筒形漏斗11与第一通道10相连，在砂芯板13的中央放置滤膜，用倒置圆筒形漏斗11压住滤膜，锥形漏斗14与砂芯板13连接，其颈部串联橡胶活塞15。其中，倒置圆筒形漏斗11和锥形漏斗14通过螺纹接口12连接，这两部分可以拆分，因为砂芯板13上面要放置滤膜，所以必须可以拆卸。
水样富集及出水装置包括固相萃取柱16、出水管17和出水口18，固相萃取柱16上部通过橡胶活塞15与锥形漏斗14连接，固相萃取柱16底部通过出水管17与出水口18连接。固相萃取柱16能根据不同的萃取要求进行更换。
工作过程是：将滤网1放入采集水样中，推拉把手21向上拉使活塞筒下部形成真空，在真空作用下进水单向阀橡胶密封球5上移，水经过进水管2进入筒体7，当推拉把手21上升到尽头时，水充满筒体7，取水结束；将推拉把手21向下压时，进水单向阀橡胶密封球5在自身重力的作用下掉下，将进水口3密封，筒体的水通过第二通道20将过滤单向阀橡胶密封球19向上推，水通过第一通道10进入锥形漏斗14，在压力作用下，过0.45/0.7/1μm滤膜，之后通过倒置圆筒形漏斗11进入固相萃取柱16，水样通过固相萃取柱16进行富集后经过出水口18流出，取出固相萃取柱16、滤膜，以及附着上面的悬浮颗粒物，冷冻保存，迅速运往实验室。
如图2所示，在取水时，进水单向阀橡胶密封球5上移，水流方向如箭头所示。
如图3所示，在压水时，进水单向阀橡胶密封球5在自身重力的作用下掉落，将进水口密封，停止进水，水通过通道将过滤单向阀橡胶密封球19向上推，水流方向如箭头所示。

Claims (10)

1.一种便携式水样过滤及富集装置，其特征在于：包括手动活塞进水装置，砂芯过滤装置，水样富集及出水装置，所述的手动活塞进水装置的出水端与砂芯过滤装置的进水端相连通，砂芯过滤装置的出水端与水样富集及出水装置的进水端相连通。
2.根据权利要求1所述的便携式水样过滤及富集装置，其特征在于：所述的动活塞进水装置，砂芯过滤装置和水样富集及出水装置均设置在壳体(4)内。
3.根据权利要求1所述的便携式水样过滤及富集装置，其特征在于：所述的手动活塞进水装置包括进水管(2)，进水管(2)的一端连接滤网(1)，另一端连接进水口(3)，进水口(3)经进水单向阀橡胶密封球(5)与筒体(7)连通，在筒体(7)内设置拉杆(9)，在拉杆(9)的顶部设置推拉把手(21)，通过上下拉动推拉把手(21)带动拉杆(9)在筒体(7)内往复运动。
4.根据权利要求3所述的便携式水样过滤及富集装置，其特征在于：在所述的拉杆(9)的底部设置O型密封圈(8)。
5.根据权利要求3所述的便携式水样过滤及富集装置，其特征在于：所述的进水口(3)设置在壳体(4)的底部。
6.根据权利要求3所述的便携式水样过滤及富集装置，其特征在于：在进水单向阀橡胶密封球(5)上方设置用于限位的隔板(6)。
7.根据权利要求3所述的便携式水样过滤及富集装置，其特征在于：所述的进水单向阀橡胶密封球(5)置于筒体(7)底部的锥面上。
8.根据权利要求3所述的便携式水样过滤及富集装置，其特征在于：所述的砂芯过滤装置包括倒置圆筒形漏斗(11)，倒置圆筒形漏斗(11)的进水端经过滤单向阀橡胶密封球(19)与筒体(7)相连通，在倒置圆筒形漏斗(11)的出水端处设置砂芯板(13)，在砂芯板(13)的中央放置滤膜，用倒置圆筒形漏斗(11)压住滤膜，在砂芯板(13)的底部连接锥形漏斗(14)，锥形漏斗(14)的颈部串联用于固定的橡胶活塞(15)。
9.根据权利要求8所述的便携式水样过滤及富集装置，其特征在于：所述的倒置圆筒形漏斗(11)的进水端通过第一通道(10)后，经过滤单向阀橡胶密封球(19)与第二通道(20)相连，第二通道(20)与筒体(7)相连通。
10.根据权利要求8所述的便携式水样过滤及富集装置，其特征在于：所述的水样富集及出水装置，包括固相萃取柱(16)，固相萃取柱(16)的上部通过橡胶活塞(15)与锥形漏斗(14)连接，固相萃取柱(16)底部通过出水管(17)与出水口(18)连接。
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