CN109612875A - 一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置及其检测方法,包括土壤采样机构、支撑底座、酚类挥发发生组件和酚类收集容器,所述支撑底座支撑设置在地面上,所述土壤采样机构设置在支撑底座的下方,所述土壤采样机构伸入地面以下的土壤中采集土壤样本,所述酚类挥发发生组件设置在支撑底座的上方,所述酚类挥发发生组件收集土壤采样机构采集的土壤样本,且所述酚类挥发发生组件气化挥发土壤样本内的酚类有机物,所述酚类收集容器设置在支撑底座上,且酚类收集容器内盛装有溶剂溶液,所述酚类收集容器收集酚类挥发发生组件挥发出的酚类气体,能够有效的避免酚类有机物的挥发,提升土壤检测的准确性。
Description
技术领域
本发明属于土壤检测领域,特别涉及一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置及其检测方法。
背景技术
酚类有机物是指芳香烃中苯环上的氢原子被羟基取代所生成的化合物,根据其分子所含的羟基数目可分为一元酚和多元酚,根据其挥发性分挥发性酚和不挥发性酚,酚类有机物作含量为土壤污染的一项重要指标,得到非常高的重视。目前,对土壤中酚类含量的测定方法为:从被污染土壤中挖取土壤样本,装袋保存,然后在送往检测室,在该过程中,由于其期间周期较长,且由于环境等因素以及部分酚类有机物的易挥发特性,容易造成土壤样本中的酚类有机物挥发损失,致使在土壤检测中造成较大检测误差。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置及其检测方法,能够有效的避免酚类有机物的挥发,提升土壤检测的准确性。
技术方案:为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置,包括土壤采样机构、支撑底座、酚类挥发发生组件和酚类收集容器,所述支撑底座支撑设置在地面上,所述土壤采样机构设置在支撑底座的下方,所述土壤采样机构伸入地面以下的土壤中采集土壤样本,所述酚类挥发发生组件设置在支撑底座的上方,所述酚类挥发发生组件收集土壤采样机构采集的土壤样本,且所述酚类挥发发生组件气化挥发土壤样本内的酚类有机物,所述酚类收集容器设置在支撑底座上,且酚类收集容器内盛装有溶剂溶液,所述酚类收集容器收集酚类挥发发生组件挥发出的酚类气体。
进一步的,所述土壤采样机构包括螺旋钻杆和驱动机构,所述螺旋钻杆的转轴垂直于支撑底座竖直设置,所述螺旋转杆的螺旋叶片位于支撑底座以下,所述转轴穿过支撑底座向上延伸,所述转轴的顶端设置有驱动机构。
进一步的,所述酚类挥发发生组件包括封闭壳体、搅拌机构和加热元件,所述封闭壳体设置在支撑底座的上方,且转轴上、下贯穿所述封闭壳体,所述转轴相对封闭壳体转动设置,所述封闭壳体的底部开设有土壤样本进料口,所述转轴穿过且间距所述土壤样本进料口,所述加热元件设置在封闭壳体内,且所述封闭壳体通过加热元件形成热腔,所述搅拌机构设置在转轴上,且所述搅拌机构通过转轴转动扰动封闭壳体内腔中的土壤颗粒。
进一步的,所述搅拌机构包括支撑杆和扰动杆,若干所述支撑杆分别垂直于转轴,且若干支撑杆圆周阵列设置在转轴上,所述扰动杆垂直设置在支撑杆的下方,且所述扰动杆的底端与封闭壳体的底面间隙设置,至少一个所述扰动杆沿支撑杆的长度方向设置。
进一步的,还包括土壤水分含量检测组件,所述土壤水分含量检测组件包括分层板、称重传感器、支撑片、气流导向件和水分吸附体,所述封闭壳体内设置有分层板,所述封闭壳体的内腔通过分层板分隔成上、下独立的两个腔室,所述分层板上贯通开设有通气口,所述封闭壳体的上、下两腔室通过进气口连通,所述支撑片为硬质片状板体结构,所述支撑片平行间距设置在分层板上方,所述支撑片与分层板之间设置有称重传感器,所述气流导向件设置在支撑片上,且所述气流导向件导向气化挥发的酚类有机物向酚类收集容器内流动,所述水分吸附体设置在气流导向件的侧壁面上,所述水分吸附体吸附气流中的水汽。
进一步的,所述气流导向件为螺旋盘绕式板体结构,所述气流导向件的上、下壁体分别与封闭壳体的顶壁、支撑片紧密接触设置,所述气流导向件形成螺旋式气流导向通道,所述支撑片靠近转轴的区域开设有进气孔,所述进气口位于螺旋式气流导向通道的螺旋中心区域,所述封闭壳体的顶壁上开设有出气口,所述出气口位于螺旋式气流导向通道的螺旋外圈。
进一步的,还包括导向套,所述导向套设置在支撑底座的下方,且所述导向套间隙套设在螺旋钻杆的外侧;螺旋叶片的底端伸出至导向套下方,所述螺旋叶片的顶端位于导向套内,且螺旋叶片的顶端低于导向套的底端,所述螺旋叶片的底端与导向套顶端之间的区域形成土壤样本暂存腔;
所述导向套的顶端圆周壁体沿垂直轴线的方向贯通开设有两个对称的插合通槽,所述插合槽内插拔设置有隔断板,两个所述隔断板为半圆板体结构,且所述隔断板同轴贯通开设避位槽。
进一步的,所述酚类收集容器包括收集瓶、进气管和出气管,所述进气管的一端连通酚类挥发发生组件的出气口,且所述进气管的另一端伸入至收集瓶内底部,所述出气管的一端伸入收集瓶内,且另一端向外伸出,且所述出气管间距设置在收集瓶内溶剂溶液液面的上方。
进一步的,还包括气泵和气体干燥组件,所述气泵设置在支撑底座上,且所述气泵的出气气管与封闭壳体的内腔连通,所述气体干燥组件设置在气泵的出气气管上,所述气体干燥组件干燥气泵输入的气体;所述气泵向封闭壳体内输入气流,流动气体排空封闭壳体内腔的挥发酚类有机物气体。
一种土壤中酚类挥发性有机物检测方法,包括以下步骤:
S1:土壤取样:确定取样地点,启动驱动机构,螺旋转杆转动,同时转轴上的搅拌机构跟随转动,操作者将螺旋钻杆插入至待取样土壤中,并按压支撑底座,使螺旋钻杆向下钻取土壤,钻取的土壤向上位移且通过土壤样本进料口进入至封闭壳体的内腔中,搅拌机构搅动和破碎土壤颗粒,直至支撑底座稳定支撑在地面上,操作者停止下压;
S2:土壤样本留存:将两个隔断板分别插设在插合通槽内,使导向套与支撑底座之间区域形成隔断和封闭,螺旋转杆在持续转动,在螺旋叶片的顶端与隔断板之间的土壤样本暂存腔中存在部分被截留的土壤样本;
S3:排空封闭壳体内初始空气:启动气泵,向封闭壳体的内腔中通入空气或者惰性气体,气体通过干燥组件进行水分过滤,进入封闭壳体内的气体依次经过封闭壳体的下腔、上腔、气流导向件的螺旋通道,最后通入至酚类收集容器;排气结束后,记录称重传感器对应的压力值R1;
S4:挥发土壤中酚类挥发有机物:通电加热元件,支撑杆和扰动杆通电且产生热量,加速土壤中酚类有机物的挥发,且通过搅拌机构持续搅拌,加热均匀充分;
S5:收集酚类挥发有机物:步骤S4中挥发的酚类有机物和水汽通过进气口进入至螺旋式气流导向通道的,该过程中,气流中的水汽被水分吸附体吸收,挥发的气体则从出气孔通入至收集瓶内,并与溶剂溶液互溶,不溶的非酚类气体溢出溶液并从出气管向外界流出;
S6:再次启动气泵,向封闭壳体的内腔中通入空气或者惰性气体,气体通过干燥组件进行水分过滤,通过通入流动的气体排空封闭壳体内腔中的酚类气体和水汽,持续1分钟后停止,记录称重传感器对应的压力值R2;称重传感器两次的压力值变化为土壤样本中含水量;
S7:取下收集瓶,向上提升支撑底座和螺旋钻杆,打开封闭壳体,从排出口导出封闭壳体内的全部土壤颗粒至收集容器内;反转驱动机构,倒出土壤样本暂存腔中保留的样品土壤至样本保留袋中,保存样品;
S8:向步骤S7中导出的热脱后的土壤颗粒中添加足量的氢氧化钠水溶液,将酚类有机物转化成水溶性盐,充分反应后静置30min以上,最后取上层清液;
S9:将步骤S8中的上层清液与收集瓶内的溶液混合均匀,然后进行酸碱调和,将溶液用盐酸溶液酸化,再用二氯甲烷与乙酸乙酯混合溶剂萃取,酚类化合物进入有机相,有机相经浓缩定容后形成样本溶液,样本溶液通过气相色谱—质谱法测定。
有益效果:本发明通过土壤采样机构直接钻取被测土壤地区的土壤样本,并导入至酚类挥发发生组件中,通过酚类挥发发生组件将土壤中易挥发的酚类有机物进行挥发处理,并进行挥发的酚类有机物的收集保存,有效的解决了目前在后序中运输及保存过程中造成的酚类挥发,本发明可有效的避免土壤样本中酚类有机物的挥发损失,极大程度的提升了土壤检测的准确性。
附图说明
附图1为本发明的整体结构的主视图;
附图2为本发明的整体结构的俯视图;
附图3为本发明的整体结构的A-A向半剖示意图;
附图4为本发明的局部A的放大示意图;
附图5为本发明的整体结构的内部结构立体示意图;
附图6为本发明的封闭壳体的内部结构示意图;
附图7为本发明的图4中B-B向的半剖示意图;
附图8为本发明的图4中C-C向的半剖示意图;
附图9为本发明的导向套与隔断板的装配示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至附图4所示,一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置,包括土壤采样机构1、支撑底座3、酚类挥发发生组件6和酚类收集容器8,所述支撑底座3为板状结构,且作为承载体,所述支撑底座3支撑设置在地面上,所述土壤采样机构1设置在支撑底座3的下方,所述土壤采样机构1伸入地面以下的土壤中采集土壤样本,所述酚类挥发发生组件6设置在支撑底座3的上方,所述酚类挥发发生组件6收集土壤采样机构1采集的土壤样本,土壤采样机构1采集的土壤样本直接送入至酚类挥发发生组件6内,避免酚类有机物在空气中的挥发损失,且所述酚类挥发发生组件6气化挥发土壤样本内的酚类有机物,所述酚类收集容器8设置在支撑底座3上,且酚类收集容器8内盛装有溶剂溶液,该溶剂为氢氧化钠,所述酚类收集容器8收集酚类挥发发生组件6挥发出的易挥发的酚类有机物挥发的气体,通过酚类挥发发生组件6加速易挥发酚类有机物的挥发速度,减少操作周期,进行易挥发酚类有机物的提取,并通过酚类收集容器8进行挥发酚类有机物的收集,使不易挥发的酚类有机物仍被留在被采集的土壤样本中。本发明通过土壤采样机构直接钻取被测土壤地区的土壤样本,并导入至酚类挥发发生组件6中,通过酚类挥发发生组件6将土壤中易挥发的酚类有机物进行挥发处理,并进行挥发的酚类有机物的收集保存,有效的解决了目前在后序中运输及保存过程中造成的酚类挥发,本发明可有效的避免土壤样本中酚类有机物的挥发损失,极大程度的提升了土壤检测的准确性。
所述土壤采样机构1包括螺旋钻杆10和驱动机构7,所述螺旋钻杆10的转轴11垂直于支撑底座3竖直设置,所述螺旋转杆10的螺旋叶片位于支撑底座3以下,所述转轴11穿过支撑底座3向上延伸,所述转轴11的顶端设置有驱动机构7,该驱动机构为驱动电机。
如附图3至附图6所示,所述酚类挥发发生组件6包括封闭壳体12、搅拌机构13和加热元件,所述封闭壳体12为内空腔的圆柱形体结构,所述封闭壳体12与转轴11同轴设置在支撑底座3的上方,且转轴11上、下贯穿所述封闭壳体12,所述转轴11相对封闭壳体12转动设置,所述封闭壳体12的底部开设有土壤样本进料口30,所述转轴11穿过且间距所述土壤样本进料口30,所述螺旋钻杆钻取的土壤颗粒从土壤样本进料口30进入至封闭壳体12内腔,所述加热元件设置在封闭壳体12内,且所述封闭壳体12通过加热元件形成热腔,以加速挥发酚类有机物的挥发速度,所述搅拌机构13设置在转轴11上,且所述搅拌机构13通过转轴转动扰动封闭壳体12内腔中的土壤颗粒,通过搅拌机构13使封闭壳体内腔中的土壤颗粒均匀加热,使得酚类有机物能充分挥发,且同时搅拌机构13也能一定程度上的破碎土壤颗粒。且搅拌机构13设置在转轴11上,能够极大程度的简化本发明的整体结构,使的本发明小型化,紧凑化,且空间得到最大化利用。
如附图4至附图8所示,所述搅拌机构13包括支撑杆15和扰动杆16,若干所述支撑杆15分别垂直于转轴11,且若干支撑杆15圆周阵列设置在转轴11上,所述扰动杆16垂直设置在支撑杆15的下方,且所述扰动杆16的底端与封闭壳体12的底面间隙设置,至少一个所述扰动杆16沿支撑杆15的长度方向设置,若干扰动杆16使得封闭壳体12内腔中土壤颗粒更易被破碎和搅拌充分,扰动杆16也可采用犁铧式结构,更易翻转土壤颗粒。所述支撑杆15和扰动杆16均为电阻发热杆体;所述转轴11上活动套设有导电环14,所述导电环14与支撑杆15接触导电设置,导电环14固定设置,且导电环的内圈与转轴间距设置,整体接线较为方便,通过导电环14使得支撑杆15、扰动杆16能被通电发热。在封闭壳体的顶部还设置有电源,以对驱动电机和支撑杆15供电。
如附图4至附图7所示,还包括土壤水分含量检测组件,所述土壤水分含量检测组件包括分层板19、称重传感器18、支撑片21、气流导向件20和水分吸附体,所述封闭壳体12内设置有分层板19,所述封闭壳体12的内腔通过分层板19分隔成上、下独立的两个腔室,所述分层板19上贯通开设有通气口17,所述封闭壳体12的上、下两腔室通过进气口17连通,所述支撑片21为硬质片状板体结构,所述支撑片21平行间距设置在分层板19上方,所述支撑片21与分层板19之间设置有称重传感器18,所述气流导向件20设置在支撑片21上,且所述气流导向件20导向气化挥发的酚类有机物向酚类收集容器8内流动,所述水分吸附体设置在气流导向件20的侧壁面上,所述水分吸附体吸附气流中的水汽,所述水分吸附体为吸水纸,其贴附在气流导向件20的外表面上,土壤颗粒存在与封闭壳体12的下腔中,挥发的酚类有机物从通气孔17进入至气流导向件20后通入酚类收集容器8中,在该气体流动过程中,将土壤样本中的水分收集,能同时检测土壤中的含水量,提升本发明的检测多功能性。
所述气流导向件20为螺旋盘绕式板体结构,以增加气流流动的路径长度,使整体结构紧凑化,且同时能够充分的吸收气流中的水分,所述气流导向件20的上、下壁体分别与封闭壳体12的顶壁、支撑片21紧密接触设置,所述气流导向件20形成螺旋式气流导向通道200,所述支撑片21靠近转轴11的区域开设有进气孔201,所述进气口201位于螺旋式气流导向通道的螺旋中心区域,所述封闭壳体12的顶壁上开设有出气口120,所述出气口120位于螺旋式气流导向通道200的螺旋外圈。延长气流流动的路径长度,保证在进入至酚类收集容器之前,土壤中气化的水汽能够水分吸附体完全吸附。
如附图1、附图3和附图9所示,还包括圆周筒体状的导向套2,所述导向套2设置在支撑底座3的下方,且所述导向套2间隙套设在螺旋钻杆10的外侧;螺旋叶片100的底端伸出至导向套2下方,所述螺旋叶片100的顶端位于导向套内,且螺旋叶片的顶端低于导向套2的底端,所述螺旋叶片100的底端与导向套2顶端之间的区域形成土壤样本暂存腔201;螺旋钻杆在转动时,其顶端至土壤样本进料口30之间的区域的土壤颗粒始终存在,并不会进入到封闭壳体内,因此形成一截土壤暂存区域,用于对该被检测土壤样本的保存和归档记录,不用再次重新取样,提升了较大的操作便利性。
所述导向套2的顶端圆周壁体沿垂直轴线的方向贯通开设有两个对称的插合通槽101,所述插合槽101内插拔设置有隔断板102,两个所述隔断板102为半圆板体结构,其长边方向上两端的板体包含扁平状结构103,目的是使长边长度小于直径长度,保证两个插合通槽101在圆周方向上不连通,所述隔断板102同轴贯通开设避位槽104,在隔断板102插入至插合通槽101内时,两避位槽104形成圆形,用于避位转轴11,隔断板102以下的土壤作为样本保存。
所述酚类收集容器8包括收集瓶25、进气管26和出气管27,所述进气管26的一端连通酚类挥发发生组件6的出气口,且所述进气管26的另一端伸入至收集瓶26内底部,且进气管的管端位于溶液以下,以保证挥发的酚类有机物能够溶于溶液中,所述出气管27的一端伸入收集瓶内,且另一端向外伸出,且所述出气管27间距设置在收集瓶内溶剂溶液液面的上方,不同与溶液的气体排出收集瓶外部。
还包括气泵4和气体干燥组件5,所述气泵4设置在支撑底座3上,且所述气泵4的出气气管与封闭壳体12的内腔连通,所述气体干燥组件5设置在气泵4的出气气管上,所述气体干燥组件5干燥气泵4输入的气体;干燥组件可为吸水纸、海绵或氧化钙等吸水物质,所述气泵4向封闭壳体12内输入气流,流动气体排空封闭壳体12内腔的挥发酚类有机物气体。
一种土壤中酚类挥发性有机物检测方法,包括以下步骤:
S1:土壤取样:确定取样地点,启动驱动机构7,螺旋转杆10转动,同时转轴11上的搅拌机构13跟随转动,操作者将螺旋钻杆10插入至待取样土壤中,并按压支撑底座3,使螺旋钻杆10向下钻取土壤,钻取的土壤向上位移且通过土壤样本进料口30进入至封闭壳体12的内腔中,搅拌机构13搅动和破碎土壤颗粒,直至支撑底座3稳定支撑在地面上,操作者停止下压;
S2:土壤样本留存:将两个隔断板102分别插设在插合通槽101内,使导向套2与支撑底座3之间区域形成隔断和封闭,螺旋转杆在持续转动,在螺旋叶片100的顶端与隔断板102之间的土壤样本暂存腔201中存在部分被截留的土壤样本;
S3:排空封闭壳体内初始空气:启动气泵4,向封闭壳体12的内腔中通入空气或者惰性气体,气体通过干燥组件5进行水分过滤,进入封闭壳体12内的气体依次经过封闭壳体的下腔、上腔、气流导向件的螺旋通道,最后通入至酚类收集容器;排气结束后,记录称重传感器对应的压力值R1;
S4:挥发土壤中酚类挥发有机物:通电加热元件,支撑杆15和扰动杆16通电且产生热量,加速土壤中酚类有机物的挥发,且通过搅拌机构13持续搅拌,加热均匀充分;
S5:收集酚类挥发有机物:步骤S4中挥发的酚类有机物和水汽通过进气口201进入至螺旋式气流导向通道的200,该过程中,气流中的水汽被水分吸附体吸收,挥发的气体则从出气孔120通入至收集瓶25内,并与溶剂溶液互溶,不溶的非酚类气体溢出溶液并从出气管向外界流出;
S6:再次启动气泵,向封闭壳体12的内腔中通入空气或者惰性气体,气体通过干燥组件5进行水分过滤,通过通入流动的气体排空封闭壳体内腔中的酚类气体和水汽,持续1分钟后停止,记录称重传感器对应的压力值R2;称重传感器两次的压力值变化为土壤样本中含水量;
S7:取下收集瓶25,向上提升支撑底座和螺旋钻杆,打开封闭壳体12,从排出口31导出封闭壳体内的全部土壤颗粒至收集容器内;反转驱动机构7,倒出土壤样本暂存腔201中保留的样品土壤至样本保留袋中,保存样品;
S8:向步骤S7中导出的热脱后的土壤颗粒中添加足量的氢氧化钠水溶液,将酚类有机物转化成水溶性盐,充分反应后静置30min以上,最后取上层清液;
S9:将步骤S8中的上层清液与收集瓶25内的溶液混合均匀,然后进行酸碱调和,将溶液用盐酸溶液酸化,再用二氯甲烷与乙酸乙酯混合溶剂萃取,酚类化合物进入有机相,有机相经浓缩定容后形成样本溶液,样本溶液通过气相色谱—质谱法测定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置,其特征在于:包括土壤采样机构(1)、支撑底座(3)、酚类挥发发生组件(6)和酚类收集容器(8),所述支撑底座(3)支撑设置在地面上,所述土壤采样机构(1)设置在支撑底座(3)的下方,所述土壤采样机构(1)伸入地面以下的土壤中采集土壤样本,所述酚类挥发发生组件(6)设置在支撑底座(3)的上方,所述酚类挥发发生组件(6)收集土壤采样机构(1)采集的土壤样本,且所述酚类挥发发生组件(6)气化挥发土壤样本内的酚类有机物,所述酚类收集容器(8)设置在支撑底座(3)上,且酚类收集容器(8)内盛装有溶剂溶液,所述酚类收集容器(8)收集酚类挥发发生组件(6)挥发出的酚类气体。
2.根据权利要求1所述的一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置,其特征在于:所述土壤采样机构(1)包括螺旋钻杆(10)和驱动机构(7),所述螺旋钻杆(10)的转轴(11)垂直于支撑底座(3)竖直设置,所述螺旋转杆(10)的螺旋叶片位于支撑底座(3)以下,所述转轴(11)穿过支撑底座(3)向上延伸,所述转轴(11)的顶端设置有驱动机构(7)。
3.根据权利要求1所述的一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置,其特征在于:所述酚类挥发发生组件(6)包括封闭壳体(12)、搅拌机构(13)和加热元件,所述封闭壳体(12)设置在支撑底座(3)的上方,且转轴(11)上、下贯穿所述封闭壳体(12),所述转轴(11)相对封闭壳体(12)转动设置,所述封闭壳体(12)的底部开设有土壤样本进料口(30),所述转轴(11)穿过且间距所述土壤样本进料口(30),所述加热元件设置在封闭壳体(12)内,且所述封闭壳体(12)通过加热元件形成热腔,所述搅拌机构(13)设置在转轴(11)上,且所述搅拌机构(13)通过转轴转动扰动封闭壳体(12)内腔中的土壤颗粒。
4.根据权利要求3所述的一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置,其特征在于:所述搅拌机构(13)包括支撑杆(15)和扰动杆(16),若干所述支撑杆(15)分别垂直于转轴(11),且若干支撑杆(15)圆周阵列设置在转轴(11)上,所述扰动杆(16)垂直设置在支撑杆(15)的下方,且所述扰动杆(16)的底端与封闭壳体(12)的底面间隙设置,至少一个所述扰动杆(16)沿支撑杆(15)的长度方向设置。
5.根据权利要求3所述的一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置,其特征在于:还包括土壤水分含量检测组件,所述土壤水分含量检测组件包括分层板(19)、称重传感器(18)、支撑片(21)、气流导向件(20)和水分吸附体,所述封闭壳体(12)内设置有分层板(19),所述封闭壳体(12)的内腔通过分层板(19)分隔成上、下独立的两个腔室,所述分层板(19)上贯通开设有通气口(17),所述封闭壳体(12)的上、下两腔室通过进气口(17)连通,所述支撑片(21)为硬质片状板体结构,所述支撑片(21)平行间距设置在分层板(19)上方,所述支撑片(21)与分层板(19)之间设置有称重传感器(18),所述气流导向件(20)设置在支撑片(21)上,且所述气流导向件(20)导向气化挥发的酚类有机物向酚类收集容器(8)内流动,所述水分吸附体设置在气流导向件(20)的侧壁面上,所述水分吸附体吸附气流中的水汽。
6.根据权利要求5所述的一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置,其特征在于:所述气流导向件(20)为螺旋盘绕式板体结构,所述气流导向件(20)的上、下壁体分别与封闭壳体(12)的顶壁、支撑片(21)紧密接触设置,所述气流导向件(20)形成螺旋式气流导向通道(200),所述支撑片(21)靠近转轴(11)的区域开设有进气孔(201),所述进气口(201)位于螺旋式气流导向通道的螺旋中心区域,所述封闭壳体(12)的顶壁上开设有出气口(120),所述出气口(120)位于螺旋式气流导向通道(200)的螺旋外圈。
7.根据权利要求2所述的一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置,其特征在于:还包括导向套(2),所述导向套(2)设置在支撑底座(3)的下方,且所述导向套(2)间隙套设在螺旋钻杆(10)的外侧;螺旋叶片(100)的底端伸出至导向套(2)下方,所述螺旋叶片(100)的顶端位于导向套内,且螺旋叶片的顶端低于导向套(2)的底端,所述螺旋叶片(100)的底端与导向套(2)顶端之间的区域形成土壤样本暂存腔(201);
所述导向套(2)的顶端圆周壁体沿垂直轴线的方向贯通开设有两个对称的插合通槽(101),所述插合槽(101)内插拔设置有隔断板(102),两个所述隔断板(102)为半圆板体结构,且所述隔断板(102)同轴贯通开设避位槽(104)。
8.根据权利要求1所述的一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置,其特征在于:所述酚类收集容器(8)包括收集瓶(25)、进气管(26)和出气管(27),所述进气管(26)的一端连通酚类挥发发生组件(6)的出气口,且所述进气管(26)的另一端伸入至收集瓶(26)内底部,所述出气管(27)的一端伸入收集瓶内,且另一端向外伸出,且所述出气管(27)间距设置在收集瓶内溶剂溶液液面的上方。
9.根据权利要求1所述的一种土壤中酚类挥发性有机物检测装置,其特征在于:还包括气泵(4)和气体干燥组件(5),所述气泵(4)设置在支撑底座(3)上,且所述气泵(4)的出气气管与封闭壳体(12)的内腔连通,所述气体干燥组件(5)设置在气泵(4)的出气气管上,所述气体干燥组件(5)干燥气泵(4)输入的气体;所述气泵(4)向封闭壳体(12)内输入气流,流动气体排空封闭壳体(12)内腔的挥发酚类有机物气体。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种土壤中酚类挥发性有机物检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:土壤取样:确定取样地点,启动驱动机构(7),螺旋转杆(10)转动,同时转轴(11)上的搅拌机构(13)跟随转动,操作者将螺旋钻杆(10)插入至待取样土壤中,并按压支撑底座(3),使螺旋钻杆(10)向下钻取土壤,钻取的土壤向上位移且通过土壤样本进料口(30)进入至封闭壳体(12)的内腔中,搅拌机构(13)搅动和破碎土壤颗粒,直至支撑底座(3)稳定支撑在地面上,操作者停止下压;
S2:土壤样本留存:将两个隔断板(102)分别插设在插合通槽(101)内,使导向套(2)与支撑底座(3)之间区域形成隔断和封闭,螺旋转杆在持续转动,在螺旋叶片(100)的顶端与隔断板(102)之间的土壤样本暂存腔(201)中存在部分被截留的土壤样本;
S3:排空封闭壳体内初始空气:启动气泵(4),向封闭壳体(12)的内腔中通入空气或者惰性气体,气体通过干燥组件(5)进行水分过滤,进入封闭壳体(12)内的气体依次经过封闭壳体的下腔、上腔、气流导向件的螺旋通道,最后通入至酚类收集容器;排气结束后,记录称重传感器对应的压力值R1;
S4:挥发土壤中酚类挥发有机物:通电加热元件,支撑杆(15)和扰动杆(16)通电且产生热量,加速土壤中酚类有机物的挥发,且通过搅拌机构(13)持续搅拌,加热均匀充分;
S5:收集酚类挥发有机物:步骤S4中挥发的酚类有机物和水汽通过进气口(201)进入至螺旋式气流导向通道的(200),该过程中,气流中的水汽被水分吸附体吸收,挥发的气体则从出气孔(120)通入至收集瓶(25)内,并与溶剂溶液互溶,不溶的非酚类气体溢出溶液并从出气管向外界流出;
S6:再次启动气泵,向封闭壳体(12)的内腔中通入空气或者惰性气体,气体通过干燥组件(5)进行水分过滤,通过通入流动的气体排空封闭壳体内腔中的酚类气体和水汽,持续1分钟后停止,记录称重传感器对应的压力值R2;称重传感器两次的压力值变化为土壤样本中含水量;
S7:取下收集瓶(25),向上提升支撑底座和螺旋钻杆,打开封闭壳体(12),从排出口(31)导出封闭壳体内的全部土壤颗粒至收集容器内;反转驱动机构(7),倒出土壤样本暂存腔(201)中保留的样品土壤至样本保留袋中,保存样品;
S8:向步骤S7中导出的热脱后的土壤颗粒中添加足量的氢氧化钠水溶液,将酚类有机物转化成水溶性盐,充分反应后静置30min以上,最后取上层清液;
S9:将步骤S8中的上层清液与收集瓶(25)内的溶液混合均匀,然后进行酸碱调和,将溶液用盐酸溶液酸化,再用二氯甲烷与乙酸乙酯混合溶剂萃取,酚类化合物进入有机相,有机相经浓缩定容后形成样本溶液,样本溶液通过气相色谱—质谱法测定。
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