CN108731963A - 水稻土中极性有机污染物的被动采样装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置和方法。该装置包括：土壤有机物被动采样装置、不锈钢圆管和标志性彩旗，标志性彩旗与土壤有机物被动采样装置之间由不锈钢圆管相连；土壤有机物被动采样装置包括：不锈钢支撑框架、不锈钢垫片、不锈钢压片、PES膜与吸附剂，不锈钢垫片由不锈钢支撑框架固定，PES膜与吸附剂固定于不锈钢垫片和不锈钢压片中间。本发明结构简单、设计合理，还提供了水稻土有机污染物被动采样方法，考虑了PES膜与吸附剂富集有机污染物时的采样速率和富集时间的建立方法，为实际应用过程相关参数的计算提供了简便的计算方法，提高了该被动采样的效率和精度。

Description

水稻土中极性有机污染物的被动采样装置和方法

技术领域

本发明涉及污染物采样技术领域，尤其涉及一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置和方法。

背景技术

目前，极性有机污染物是一种重要的污染来源。极性有机物污染物包括：EDCs、PPCPs、极性农药和除草剂等，这些极性有机物污染物在土壤和水体中分布广泛。水稻土是一种长期处于淹水状态的土壤，水稻田的土壤质量关乎国计民生。

污染物质的自由溶解状态是其在环境中迁移、分配以及在生物体中累积的主要状态，也是污染物是否具有生物效应的重要因素。因此对于水体和底泥中污染物自由溶解态浓度的测定尤为重要。传统的测定水体和底泥中有机污染物的技术有很多，例如液-液萃取、固相萃取、索氏提取等，但是这些技术大多测定的是有机污染物的总浓度，而并非测定自由溶解态的有机污染物。

被动采样技术的基本原理是基于被检测物质从样本到被动采样器的自由流动，该自由流动的驱动力是被检测物质在两个不同相之间的化学势能不同。与传统富集方法相比，被动采样技术具有灵敏度高，操作容易，费用低，可原位提取和富集等优点。被动采样膜是应用微孔聚合物做成的膜，环境中只有自由溶解态有机物分子可以穿过微孔，扩散进入两膜之间的吸附剂进而被富集，因此膜被动采样技术能够用于测定自由溶解态有机污染物的浓度。所以，将被动采样膜应用于水体和底泥中有机物的测定，对于有机污染物原位富集提取及其环境生态效应评价均具有很高的应用价值。

发明内容

本发明的实施例提供了一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置和方法，以解决上述背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明的一方面，提供了一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置。

本发明的实施例提供的一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置，其特征在于，该装置包括：土壤极性有机物被动采样装置、不锈钢圆管和标志性彩旗，所述土壤极性有机物被动采样装置通过所述不锈钢圆管与所述标志性彩旗连接；

所述的土壤极性有机物被动采样装置，包括：不锈钢支撑框架、不锈钢垫片、不锈钢压片、PES膜和WAX吸附剂，所述不锈钢支撑垫片固定于所述不锈钢框架上，所述WAX吸附剂置于所述PES膜之间，所述PES膜和WAX吸附剂固定于所述不锈钢垫片与所述不锈钢压片之间，将所述土壤极性有机物被动采样装置插入水稻土的土壤中，对土壤中的极性有机污染物进行预设时间的被动采样后，用刀片割取所述不锈钢压片的中空部分的所述PES膜进行检测；

所述的不锈钢圆管和标志性彩旗，用于置于地面以上，进行采样点的标记。

优选地，所述不锈钢支撑框架包括：框架和底角，所述底角置于所述框架的下方；

所述框架为空心的六棱柱结构，底面为空，六个侧面由所述不锈钢垫片和所述不锈钢压片组成，顶面采用封闭的不锈钢片制成；

所述底角为六个，与所述框架的六个侧面一一对应，所述底角为尖角朝下的楔形结构，用于将所述土壤极性有机物被动采样装置插入土壤中。

优选地，所述不锈钢垫片，包括：凹槽和中空部分，所述不锈钢垫片的外部长度为22-25cm，宽度为12-15cm，厚度为2-4mm，所述不锈钢垫片中部是所述凹槽，所述凹槽的长度为20cm，宽度为10cm，深度为1mm，所述凹槽的中部是中空部分，所述中空部分的长度为15cm，宽度为5cm；

所述不锈钢压片的内部为中空部分，所述不锈钢压片外部尺寸与所述不锈钢垫片的所述凹槽的尺寸相同，厚度为1mm，所述不锈钢压片的中空部分的尺寸与所述不锈钢垫片的中空部分尺寸相同；

所述PES膜的长度和宽度，与所述不锈钢垫片的所述凹槽的长度和宽度相同。

本发明的另一方面，提供了一种水稻土中极性有机污染物的被动采样方法。

本发明的实施例提供的一种水稻土中极性有机污染物的被动采样方法，其特征在于，该方法包括：

选取所述WAX吸附剂，通过实验室测定所述WAX吸附剂的采样速率Rs和富集平衡时间T；

对所述PES膜和所述WAX吸附剂进行预处理；

将经过预处理的所述PES膜和所述WAX吸附剂装配到所述土壤极性有机物被动采样装置中，并设置所述不锈钢圆管和所述标志性彩旗；

将完成装配后的装置插入水稻土的底泥中，并将所述不锈钢圆管和所述标志性彩旗置于地面以上，进行采样点标记；

放置所述富集平衡时间T后，取出所述土壤极性有机物被动采样装置，用封口袋进行密封后带回实验室，进行冷冻干燥处理，用刀片割取所述不锈钢压片的中空部分的所述PES膜，揭开所述PES膜，取出所述WAX吸附剂进行处理。

优选地，该方法还包括：

将取出的所述WAX吸附剂转移至6mL的SPE空柱子中，用2片筛板上下固定；

向所述SPE空柱子中加入100μL浓度为50ng/mL的13C8-PFOA溶液，放置1h后，分别用4mL的0.1％(V/V)氨-甲醇溶液和4mL的甲醇溶液进行洗脱，洗脱速度保持为：1mL/min，将洗脱液用氮气吹干后，用甲醇溶液定容至1mL，并用0.22μm的滤膜过滤后，置于4℃环境中待测。

优选地，所述的选取WAX吸附剂，通过实验室测定所述WAX吸附剂的采样速率Rs和富集平衡时间T，包括：

在实验室内，配置浓度为500ng/L的待测有机物溶液；

在所述待测有机物溶液中，加入制备好的所述土壤极性有机物被动采样装置，分别静置5、10、30、60、90天；

在经过相应的所述静置时间之后，取出所述土壤极性有机物被动采样装置冷冻干燥，割取所述PES膜，将所述WAX吸附剂转移至6mL的SPE空柱子中，用2片筛板上下固定；

向所述SPE空柱子中加入100μL浓度为50ng/mL的13C8-PFOA溶液，放置1h后，分别用4mL的0.1％(V/V)氨-甲醇溶液和4mL的甲醇溶液进行洗脱，洗脱速度保持为：1mL/min，将洗脱液用氮气吹干后，用甲醇溶液定容至1mL，再用0.22μm的滤膜进行过滤，并利用UPLC-MS/MS法分别测定5份所述WAX吸附剂中所含待测有机物的浓度Cs；

以富集时间t为横坐标，以富集时间t对应的吸附剂中所含待测有机物的浓度Cs为纵坐标，作出Cs-t关系曲线，得到斜向上增长并趋于稳定的Cs-t关系曲线，根据关系曲线中稳定点所在坐标，得到富集平衡时间T。

优选地，所述的选取WAX吸附剂，通过实验室测定所述WAX吸附剂的采样速率Rs和富集平衡时间T，还包括：

在实验室内，将浓度为500ng/L的待测有机物溶液分别稀释为：5ng/L、50ng/L、100ng/L、250ng/L、500ng/L的溶液；

在各浓度的待测有机物溶液中，分别加入制备好的所述土壤极性有机物被动采样装置，静置10～15天；

在静置时间结束后取出所述土壤极性有机物被动采样装置，并测出5份所述WAX吸附剂中所含的待测有机物浓度Cs；

以待测有机物溶液浓度Cw为横坐标，以不同有机物溶液浓度对应的吸附剂富集量Cs为纵坐标，作出Cs-Cw关系曲线，根据关系曲线中线性阶段的斜率，得到采样速率Rs。

优选地，所述的选取WAX吸附剂，通过实验室测定所述WAX吸附剂的采样速率Rs和富集平衡时间T，还包括：

根据所述采样速率Rs和所述富集时间T，计算出土壤中孔隙水极性待测有机物的浓度，所述孔隙水极性待测有机物的浓度为：

Cw＝Cs*Ms/Rs*T (1)

其中，Cw为平衡时水中极性待测有机物的浓度，Ms为吸附剂质量，Rs为采样速率，T为设定的富集时间。

优选地，所述的对PES膜和WAX吸附剂进行预处理，包括：

将所述PES膜置于甲醇中浸泡，20min后，倒弃甲醇，将所述PES膜重新浸泡于超纯水中，10min后取出，室温晾干，用干净的铝膜包裹，置于4℃下进行保存备用；

将WAX固相萃取填料置于0.1％(V/V)氨-甲醇中浸泡，10min后，倒弃0.1％(V/V)氨-甲醇，将WAX固相萃取填料重新浸泡于甲醇中，10min后，用超纯水清洗有机溶剂，烘干至填料可以自由流动状态，得到所述WAX吸附剂，进行密封备用。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过设计一种具有楔形底角结构的土壤有机物被动采样装置，插入水稻土的土壤中，利用SPE膜和WAX吸附剂对土壤中的极性有机污染物进行预设时间的被动采样后，用刀片割取不锈钢压片的中空部分的PES膜进行检测；并将不锈钢圆管和标志性彩旗置于地面以上，进行采样点的标记。本发明考虑了PES膜与WAX吸附剂富集有机污染物时的采样速率和富集时间，为实际应用过程提供简单的相关参数的计算方法，装置构造容易，方法操作步骤简单，且造价低，灵敏度高，对于环境生态效应评价具有很高的应用价值。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置的不锈钢垫片及部分支撑结构的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置的不锈钢压片的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种水稻土中极性有机污染物的被动采样方法的处理流程图；

其中，1-标志性彩旗，2-不锈钢圆管，3-不锈钢支撑结构，4-不锈钢压片，5-不锈钢垫片，6-PES膜。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

本发明实施例提供了一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置和方法，对水稻土中的各类污染物质进行采样，并在短期内对目标物质进行原位富集，满足对水稻土中多种极性污染物质进行监测的需求。

本发明实施例的一方面，提供了一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置。

本发明实施例提供的一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置的结构示意图如图1所示，该装置包括：标志性彩旗1，不锈钢圆管2，土壤有机物被动采样装置中的不锈钢支撑结构3，土壤有机物被动采样装置中的不锈钢压片4，土壤有机物被动采样装置中的不锈钢垫片5，土壤有机物被动采样装置中的中空长方体结构(条状PES膜)6；土壤极性有机物被动采样装置通过不锈钢圆管与标志性彩旗连接，不锈钢支撑垫片固定于不锈钢框架上，WAX吸附剂置于PES膜之间，PES膜和WAX吸附剂固定于不锈钢垫片与不锈钢压片之间。将土壤极性有机物被动采样装置插入水稻土的土壤中，对土壤中的极性有机污染物进行预设时间的被动采样后，用刀片割取不锈钢压片的中空部分的PES膜进行检测。

本发明实施例各结构部件的具体内容如下：

(1)不锈钢支撑框架

不锈钢支撑框架包括：框架和底角，所述底角置于所述框架的下方。

所述框架为空心的六棱柱结构，底面为空，六个侧面由所述不锈钢垫片和所述不锈钢压片组成，顶面采用封闭的不锈钢片制成。

所述底角为六个，与所述框架的六个侧面一一对应，所述底角为尖角朝下的楔形结构，用于将所述土壤极性有机物被动采样装置插入土壤中。

(2)不锈钢垫片

本发明实施例提供的一种水稻土极性有机污染物的被动采样装置的不锈钢垫片及部分支撑结构的结构示意图如图2所示，不锈钢垫片包括：凹槽和中空部分，所述不锈钢垫片的外部长度为22-25cm，宽度为12-15cm，厚度为2-4mm，所述不锈钢垫片中部是所述凹槽，所述凹槽的长度为20cm，宽度为10cm，深度为1mm，所述凹槽的中部是中空部分，所述中空部分的长度为15cm，宽度为5cm。

(3)不锈钢压片

本发明实施例提供的一种水稻土极性有机污染物的被动采样装置的不锈钢压片结构示意图如图3所示，不锈钢压片的内部为中空部分，所述不锈钢压片外部尺寸与所述不锈钢垫片的所述凹槽的尺寸相同，厚度为1mm，所述不锈钢压片的中空部分的尺寸与所述不锈钢垫片的中空部分尺寸相同。

(4)PES膜

PES膜的长度和宽度，与不锈钢垫片的凹槽的长度和宽度相同。

采样完毕后，用刀片割取不锈钢压片的中空部分的所述PES膜，用于检测。

本领域技术人员应能理解，上述所举的不锈钢垫片、不锈钢压片和PES膜的具体尺寸仅为更好地说明本发明实施例的技术方案，而非对本发明实施例作出的限定。其他现有的或今后可能出现的不锈钢垫片、不锈钢压片和PES膜如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

本发明实施例的另一方面，提供了一种水稻土中极性有机污染物的被动采样方法。

本发明实施例提供的一种水稻土中极性有机污染物的被动采样方法的处理流程图如图4所示，该方法包括：

S410：选取WAX吸附剂，通过实验室测定WAX吸附剂的采样速率Rs和富集平衡时间T。

测定WAX吸附剂的富集平衡时间T如下：

A.在实验室内，配置浓度为500ng/L的待测有机物溶液。

B.在所述待测有机物溶液中，加入制备好的所述土壤极性有机物被动采样装置，分别静置5、10、30、60、90天。

C.在经过相应的所述静置时间之后，取出所述土壤极性有机物被动采样装置冷冻干燥，割取所述PES膜，将所述WAX吸附剂转移至6mL的SPE空柱子中，用2片筛板上下固定。

D.向所述SPE空柱子中加入100μL浓度为50ng/mL的13C8-PFOA溶液，放置1h后，分别用4mL的0.1％(V/V)氨-甲醇溶液和4mL的甲醇溶液进行洗脱，洗脱速度保持为：1mL/min，将洗脱液用氮气吹干后，用甲醇溶液定容至1mL，再用0.22μm的滤膜进行过滤，并利用UPLC-MS/MS法分别测定5份所述WAX吸附剂中所含待测有机物的浓度Cs。

E.以富集时间t为横坐标，以富集时间t对应的吸附剂中所含待测有机物的浓度Cs为纵坐标，作出Cs-t关系曲线，得到斜向上增长并趋于稳定的Cs-t关系曲线，根据关系曲线中稳定点所在坐标，得到富集平衡时间T。

测定WAX吸附剂的采样速率Rs如下：

A.在实验室内，将浓度为500ng/L的待测有机物溶液分别稀释为：5ng/L、50ng/L、100ng/L、250ng/L、500ng/L的溶液。

B.在各浓度的待测有机物溶液中，分别加入制备好的所述土壤极性有机物被动采样装置，静置10～15天。

C.在静置时间结束后取出所述土壤极性有机物被动采样装置，并测出5份所述WAX吸附剂中所含的待测有机物浓度Cs。

D.以待测有机物溶液浓度Cw为横坐标，以不同有机物溶液浓度对应的吸附剂富集量Cs为纵坐标，作出Cs-Cw关系曲线，根据关系曲线中线性阶段的斜率，得到采样速率Rs。

根据采样速率Rs和富集时间T，可计算出土壤中孔隙水极性待测有机物的浓度，孔隙水极性待测有机物的浓度为：

Cw＝Cs*Ms/Rs*T (1)

其中，Cw为平衡时水中极性待测有机物的浓度，Ms为吸附剂质量，Rs为采样速率，T为设定的富集时间。

S420：对PES膜和WAX吸附剂进行预处理。

对PES膜进行预处理：将PES膜置于甲醇中浸泡，20min后，倒弃甲醇，将所述PES膜重新浸泡于超纯水中，10min后取出，室温晾干，用干净的铝膜包裹，置于4℃下进行保存备用。

对WAX吸附剂进行预处理：将WAX固相萃取填料置于0.1％(V/V)氨-甲醇中浸泡，10min后，倒弃0.1％(V/V)氨-甲醇，将WAX固相萃取填料重新浸泡于甲醇中，10min后，用超纯水清洗有机溶剂，烘干至填料可以自由流动状态，得到所述WAX吸附剂，进行密封备用。

S430：将经过预处理的PES膜和所述WAX吸附剂装配到土壤极性有机物被动采样装置中，并设置不锈钢圆管和标志性彩旗。

S440：将完成装配后的装置整体插入水稻土的底泥中，并将不锈钢圆管和标志性彩旗置于地面以上，进行采样点标记。

S450：放置富集平衡时间T后，取出土壤极性有机物被动采样装置，用封口袋进行密封后带回实验室，进行冷冻干燥处理，用刀片割取不锈钢压片的中空部分的PES膜，揭开PES膜，取出WAX吸附剂进行处理。

对取出的WAX吸附剂进行处理：将取出的所述WAX吸附剂转移至6mL的SPE空柱子中，用2片筛板上下固定。向所述SPE空柱子中加入100μL浓度为50ng/mL的13C8-PFOA溶液，放置1h后，分别用4mL的0.1％(V/V)氨-甲醇溶液和4mL的甲醇溶液进行洗脱，洗脱速度保持为：1mL/min，将洗脱液用氮气吹干后，用甲醇溶液定容至1mL，并用0.22μm的滤膜过滤后，置于4℃环境中待测。

实施例二

该实施例提供了一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置，其具体实现结构如图1-3所示，具体可以包括如下的内容：

该装置包括：标志性彩旗1、不锈钢圆管2和土壤有机物被动采样装置；土壤有机物被动采样装置通过不锈钢圆管和所述标志性彩旗相连。土壤有机物被动采样装置包括：不锈钢支撑结构3、不锈钢压片4、不锈钢垫片5和PES膜与吸附剂6；三个不锈钢垫片由不锈钢支撑框架固定，PES膜与吸附剂固定于不锈钢垫片和不锈钢压片中间，采样完毕后，割下PES膜和吸附剂，用于检测。

不锈钢垫片为中空长方体结构，不锈钢垫片中空部分长20cm，宽10cm，不锈钢垫5片长22cm，宽12cm，厚3mm，不锈钢垫片5距离外边缘1cm以内凹陷1mm厚。不锈钢压片4为中空长方体结构，不锈钢压片4长22cm，宽12cm，厚1mm。PES膜长22cm，宽12cm，固定于不锈钢压片4和不锈钢垫片5中间。

该实施例还提供了一种水稻土中极性有机污染物的被动采样方法，包括如下步骤：

步骤1，选取用于水稻土中极性有机物的被动采样装置的WAX吸附剂，通过实验室测定所述WAX吸附剂的采样速率Rs和富集平衡时间T，具体测定方法为：

步骤1.1，配置浓度为500ng/L的待测有机物溶液。

步骤1.2，在步骤1.1得到的待测有机物溶液中加入制备好的土壤极性有机物被动采样器，分别静置5，10，30，60，90天。

步骤1.3，在相应的静置时间之后取出所述采样器，冷冻干燥后，割取中空部分，将WAX填料转移至6mLSPE空柱子中，用2片筛板上下固定，加入50ng/mL的13C8-PFOA溶液100μL，放置一小时后，分别用4mL的0.1％(V/V)氨-甲醇溶液和4mL的甲醇溶液进行洗脱.洗脱速度保持1mL/min左右。洗脱液氮气吹干后，用甲醇定容至1mL，0.22μm滤膜过滤后，使用UPLC-MS/MS法分别测定5份WAX吸附剂所含待测有机物浓度Cs。

步骤1.4，以富集时间t为横坐标，以富集时间t对应的吸附剂富集量Cs为纵坐标，做出Cs-t关系曲线，根据关系曲线中稳定点的坐标，得到富集平衡时间T。

步骤1.5，取步骤1.1得到的500ng/L待测有机物溶液稀释不同倍数得到5ng/L，50ng/L，100ng/L，250ng/L，500ng/L溶液，在稀释好的不同浓度的溶液中分别加入制备好的土壤极性有机物被动采样装置，静置10天。

步骤1.6在静置时间结束后取出所述采样装置，测定5份WAX吸附剂所含待测有机物浓度Cs，同步骤1.3。

步骤1.7，以待测有机物溶液浓度Cw为横坐标，以不同有机物溶液浓度对应的吸附剂富集量Cs为纵坐标，做出Cs-Cw关系曲线，根据关系曲线中线性阶段的斜率，得到采样速率Rs。

步骤2，将本次采样所用的PES膜于甲醇中浸泡，20min后，倒弃甲醇，将所述PES膜重新浸泡于超纯水中，10min后取出，室温晾干，用干净的铝膜包裹，置于4℃保存。将所述WAX固相萃取填料于0.1％(V/V)氨-甲醇中浸泡，10min后，倒弃0.1％(V/V)氨-甲醇，将所述WAX固相萃取填料重新浸泡于甲醇中，10min后，用超纯水清洗有机溶剂，烘干至填料可以自由流动，密封保存。

步骤3，将步骤2的PES膜和WAX填料固定于土壤极性有机物的被动采样装置中，所述被动采样装置通过不锈钢管与标志性彩旗相连。

步骤4，将步骤3的土壤极性有机物的被动采样装置插入底泥中，钢管和标志性彩旗在地面以上，以作为采样点标记。

步骤5，放置步骤1所得富集平衡时间T后，取出土壤极性有机物的被动采样装置，用封口袋密封后带回实验室，将土壤极性有机物的被动采样装置冷冻干燥处理，用刀片割取所述不锈钢压片的中空部分的所述条状PES膜，将WAX填料取出。

步骤6，将取出的WAX填料转移至6mLSPE空柱子中，用2片筛板上下固定，加入50ng/mL13C8-PFOA溶液100μL，放置一小时后，分别用4mL0.1％(V/V)氨-甲醇溶液和4mL甲醇溶液进行洗脱.洗脱速度保持1mL/min左右.洗脱液氮气吹干后,用甲醇定容至1mL,0.22μm滤膜过滤后于4℃冷藏待测。

综上所述，本发明实施例通过设计一种具有楔形底角结构的土壤有机物被动采样装置，插入水稻土的土壤中，利用SPE膜和WAX吸附剂对土壤中的极性有机污染物进行预设时间的被动采样后，用刀片割取不锈钢压片的中空部分的PES膜进行检测；并将不锈钢圆管和标志性彩旗置于地面以上，进行采样点的标记。本发明充分考虑到环境和待测物质等因素对吸附剂的平衡时间和采样速率的影响，提供了一种膜的平衡时间和采样速率的计算方法，既保证采样的效率，也保证了计算结果的准确度，为实际应用过程提供了简单的相关参数的计算方法。本发明装置构造容易，方法操作步骤简单，且造价低，灵敏度高，对于环境生态效应评价具有很高的应用价值。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种水稻土中极性有机污染物的被动采样装置，其特征在于，该装置包括：土壤极性有机物被动采样装置、不锈钢圆管和标志性彩旗，所述土壤极性有机物被动采样装置通过所述不锈钢圆管与所述标志性彩旗连接；

所述的土壤极性有机物被动采样装置，包括：不锈钢支撑框架、不锈钢垫片、不锈钢压片、PES膜和WAX吸附剂，所述不锈钢支撑垫片固定于所述不锈钢框架上，所述WAX吸附剂置于所述PES膜之间，所述PES膜和WAX吸附剂固定于所述不锈钢垫片与所述不锈钢压片之间，将所述土壤极性有机物被动采样装置插入水稻土的土壤中，对土壤中的极性有机污染物进行预设时间的被动采样后，用刀片割取所述不锈钢压片的中空部分的所述PES膜进行检测；

所述的不锈钢圆管和标志性彩旗，用于置于地面以上，进行采样点的标记。

2.根据权利要求1所述的水稻土中极性有机污染物的被动采样装置，其特征在于，所述不锈钢支撑框架包括：框架和底角，所述底角置于所述框架的下方；

所述框架为空心的六棱柱结构，底面为空，六个侧面由所述不锈钢垫片和所述不锈钢压片组成，顶面采用封闭的不锈钢片制成；

所述底角为六个，与所述框架的六个侧面一一对应，所述底角为尖角朝下的楔形结构，用于将所述土壤极性有机物被动采样装置插入土壤中。

3.根据权利要求1所述的水稻土中极性有机污染物的被动采样装置，其特征在于，所述不锈钢垫片，包括：凹槽和中空部分，所述不锈钢垫片的外部长度为22-25cm，宽度为12-15cm，厚度为2-4mm，所述不锈钢垫片中部是所述凹槽，所述凹槽的长度为20cm，宽度为10cm，深度为1mm，所述凹槽的中部是中空部分，所述中空部分的长度为15cm，宽度为5cm；

所述不锈钢压片的内部为中空部分，所述不锈钢压片外部尺寸与所述不锈钢垫片的所述凹槽的尺寸相同，厚度为1mm，所述不锈钢压片的中空部分的尺寸与所述不锈钢垫片的中空部分尺寸相同；

所述PES膜的长度和宽度，与所述不锈钢垫片的所述凹槽的长度和宽度相同。

4.一种水稻土中极性有机污染物的被动采样方法，应用于权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，该方法包括：

选取所述WAX吸附剂，通过实验室测定所述WAX吸附剂的采样速率Rs和富集平衡时间T；

对所述PES膜和所述WAX吸附剂进行预处理；

将经过预处理的所述PES膜和所述WAX吸附剂装配到所述土壤极性有机物被动采样装置中，并设置所述不锈钢圆管和所述标志性彩旗；

将完成装配后的装置插入水稻土的底泥中，并将所述不锈钢圆管和所述标志性彩旗置于地面以上，进行采样点标记；

放置所述富集平衡时间T后，取出所述土壤极性有机物被动采样装置，用封口袋进行密封后带回实验室，进行冷冻干燥处理，用刀片割取所述不锈钢压片的中空部分的所述PES膜，揭开所述PES膜，取出所述WAX吸附剂进行处理。

5.根据权利要求4所述的水稻土中极性有机污染物的被动采样方法，其特征在于，该方法还包括：

将取出的所述WAX吸附剂转移至6mL的SPE空柱子中，用2片筛板上下固定；

向所述SPE空柱子中加入100μL浓度为50ng/mL的13C8-PFOA溶液，放置1h后，分别用4mL的0.1％(V/V)氨-甲醇溶液和4mL的甲醇溶液进行洗脱，洗脱速度保持为：1mL/min，将洗脱液用氮气吹干后，用甲醇溶液定容至1mL，并用0.22μm的滤膜过滤后，置于4℃环境中待测。

6.根据权利要求4所述的水稻土中极性有机污染物的被动采样方法，其特征在于，所述的选取WAX吸附剂，通过实验室测定所述WAX吸附剂的采样速率Rs和富集平衡时间T，包括：

在实验室内，配置浓度为500ng/L的待测有机物溶液；

在所述待测有机物溶液中，加入制备好的所述土壤极性有机物被动采样装置，分别静置5、10、30、60、90天；

在经过相应的所述静置时间之后，取出所述土壤极性有机物被动采样装置冷冻干燥，割取所述PES膜，将所述WAX吸附剂转移至6mL的SPE空柱子中，用2片筛板上下固定；

向所述SPE空柱子中加入100μL浓度为50ng/mL的13C8-PFOA溶液，放置1h后，分别用4mL的0.1％(V/V)氨-甲醇溶液和4mL的甲醇溶液进行洗脱，洗脱速度保持为：1mL/min，将洗脱液用氮气吹干后，用甲醇溶液定容至1mL，再用0.22μm的滤膜进行过滤，并利用UPLC-MS/MS法分别测定5份所述WAX吸附剂中所含待测有机物的浓度Cs；

以富集时间t为横坐标，以富集时间t对应的吸附剂中所含待测有机物的浓度Cs为纵坐标，作出Cs-t关系曲线，得到斜向上增长并趋于稳定的Cs-t关系曲线，根据关系曲线中稳定点所在坐标，得到富集平衡时间T。

7.根据权利要求6所述的水稻土中极性有机污染物的被动采样方法，其特征在于，所述的选取WAX吸附剂，通过实验室测定所述WAX吸附剂的采样速率Rs和富集平衡时间T，还包括：

在实验室内，将浓度为500ng/L的待测有机物溶液分别稀释为：5ng/L、50ng/L、100ng/L、250ng/L、500ng/L的溶液；

在各浓度的待测有机物溶液中，分别加入制备好的所述土壤极性有机物被动采样装置，静置10～15天；

在静置时间结束后取出所述土壤极性有机物被动采样装置，并测出5份所述WAX吸附剂中所含的待测有机物浓度Cs；

以待测有机物溶液浓度Cw为横坐标，以不同有机物溶液浓度对应的吸附剂富集量Cs为纵坐标，作出Cs-Cw关系曲线，根据关系曲线中线性阶段的斜率，得到采样速率Rs。

8.根据权利要求7所述的水稻土中极性有机污染物的被动采样方法，其特征在于，所述的选取WAX吸附剂，通过实验室测定所述WAX吸附剂的采样速率Rs和富集平衡时间T，还包括：

根据所述采样速率Rs和所述富集时间T，计算出土壤中孔隙水极性待测有机物的浓度，所述孔隙水极性待测有机物的浓度为：

Cw＝Cs*Ms/Rs*T (1)

其中，Cw为平衡时水中极性待测有机物的浓度，Ms为吸附剂质量，Rs为采样速率，T为设定的富集时间。

9.根据权利要求4所述的水稻土中极性有机污染物的被动采样方法，其特征在于，所述的对PES膜和WAX吸附剂进行预处理，包括：

将所述PES膜置于甲醇中浸泡，20min后，倒弃甲醇，将所述PES膜重新浸泡于超纯水中，10min后取出，室温晾干，用干净的铝膜包裹，置于4℃下进行保存备用；

将WAX固相萃取填料置于0.1％(V/V)氨-甲醇中浸泡，10min后，倒弃0.1％(V/V)氨-甲醇，将WAX固相萃取填料重新浸泡于甲醇中，10min后，用超纯水清洗有机溶剂，烘干至填料可以自由流动状态，得到所述WAX吸附剂，进行密封备用。