CN109724848B - 一种河湖体系中浅层水中微塑料快速采集装置和采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河湖体系中浅层水中能够快速简便捕集微塑料的装置及采集方法，特点是将选定孔径的浮游生物网和满足一定尺寸的捕集袋(如：200mm×140mm)组装，将绳索与所述的浮游生物网进网口连接好，利用浮游生物网的筛分作用和流体的运动将微塑料富集到捕集袋中。本发明其滤网的选择确定了微塑料的截留范围，并且利用架桥原理使得目标范围内的微塑料被截留，由于其富集作用，使得采集的水样控制在200‑250ml范围内甚至更少，实现了少量水样的采集，而且在捕集过程中不需要利用船只的拖拉作用，节省了大量能源的消耗。实现了快速简便及有效的浅层水中微塑料的捕集，能够快速在浅水层采集适量的富含微塑料的水样。

Description

一种河湖体系中浅层水中微塑料快速采集装置和采集方法

技术领域

本发明涉及一种微塑料采集装置，尤其是涉及一种适于微塑料含量较多的河湖体系中浅层水中微塑料采集装置及其采集方法。

背景技术

微塑料，作为新型海洋污染物被提出，被定义为尺径不超过5mm的塑料颗粒。早期对微塑料的研究多聚焦于海洋环境，近年来对淡水环境中微塑料的研究也逐渐增多。微塑料具有如下几个特点：1)尺寸小，容易被水体中微生物误食，引起负面的生物效应；2)比表面积大，容易携带各种病原体，吸附持久性有机污染物等有机物和金属物质形成复合污染；3)来源广，持久性强，成为水体环境中的PM2.5。由于微塑料存在的种种风险使学者对其加深探究。就目前的采样方法来说，网捕法的使用非常广泛，但是操作程序复杂，而且需要利用船只或其他的燃动形式实现网捕，需要消耗大量能源，采集到的微塑料的颗粒通常尺寸较大100um以上的比例较大。为了实现快速简便的捕集，省去繁杂的操作，并有效得到水样中尺径较小的微塑料，需要新的水样采集器可以对河湖体系中浅层水中的微塑料有效捕集。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种河湖体系中浅层水中微塑料快速采集装置和采集方法，所述采集装置和采集方法能快速简便并有效的采集适于普通河湖体系中浅层水中的微塑料。

本发明的技术方案为：

一种河湖体系中浅层水中微塑料快速采集装置，所述采集装置包括浮游生物网1，所述浮游生物网1为椎体状，在所述浮游生物网1的上方连接用于放大或收紧浮游生物网1进口的绳索3，在所述浮游生物网1的下方连接用于收集的富含浅水层中的微塑料的捕集袋2，所述利用浮游生物网的筛分作用和流体的运动将微塑料富集到捕集袋中。

进一步，所述浮游生物网1的目数选择根据所需要微塑料样品的尺寸而定；其选择的尺寸应大于需要捕集的最小的微塑料尺寸的20um-50um。

进一步，在所述浮游生物网1的下方出口处设置铜阀门(4)，用所述的捕集袋紧密包好，并用橡胶圈固定。

进一步，在所述浮游生物网1的上方进口处设置圆形圈5，在所述的圆形圈5上设置3-4个固定环6。

进一步，所述的绳索可对称穿过圆形圈5上的固定环6。

进一步，所述的绳索3应选择从采样的浅水层到操作者的距离的2.5倍到3倍长。

根据本发明所述一种河湖体系中浅层水中微塑料快速采集装置，所述密封袋其面积与浮游生物网的正投影面积的大小应该保持在4:9的比例内。

根据本发明所述一种河湖体系中浅层水中微塑料快速采集装置，进一步优选，浮游生物网网衣孔径65um，网口直径21cm，网衣长60cm，出口阀长度11.6cm；捕集袋的尺寸200mm×140mm；3m长的绳索。

本发明还提供一种河湖体系中浅层水中微塑料快速采集方法，其应用上述的河湖体系中浅层水中微塑料快速采集装置，包括如下步骤：将采集装置利用绳索抛入河湖中，利用拖网的作用，使浅层水穿过网面，并产生一定的过滤作用，在不断拖网的过程中，根据滤布原理，形成更小的过滤孔径，使得目标孔径范围内的微塑料被截留，并在流体的作用下，最终汇入捕集袋中；在一定范围内的采样后，利用绳索将装置从水环境中提出，然后再松开捕集袋与浮游生物的固定橡胶，将捕集袋解开，注意其中的水样不要溢出，然后将其倒入样品瓶中，捕集袋中明显的沉淀物舍弃。

本发明将选定孔径的浮游生物网和满足一定尺寸的捕集袋(如：200mm×140mm)组装，将绳索与所述的浮游生物网进网口连接好，利用浮游生物网的筛分作用和流体的运动将微塑料富集到捕集袋中。

所述的选定的浮游生物网，目数的选择根据所需要微塑料样品的尺寸而定。选择的尺寸稍大于需要捕集的最小的微塑料的尺寸。

所述的满足一定尺寸的捕集袋，捕集袋为收集的富含浅水层中的微塑料，但由于样品的富集性较高，捕集袋的尺寸限制在一定范围内，以7号密封袋(200mm×140mm)的大小为适中。

所述的选定的浮游生物网与一定尺寸的捕集袋的组装连接，在三角形的浮游生物网纯铜阀门处用所述的捕集袋紧密包好，并用橡胶圈固定。

所述的绳索应该选择从采样的浅水层到操作者的距离的2.5倍到3倍长，然后对称地将其穿过浮游生物网的进网的圆形圈上的3个固定环上。

将装置利用绳索抛入河湖中，利用拖网的作用，使浅层水穿过网面，并产生一定的过滤作用，在不断拖网的过程中，根据架桥原理，形成更小的过滤孔径，使得目标孔径范围内的微塑料被截留，并在流体的作用下，最终汇入捕集袋中。在一定范围内的采样后，利用绳索将装置从水环境中提出，然后再松开捕集袋与浮游生物的固定橡胶，将捕集袋解开，注意其中的水样不要溢出，然后将其倒入样品瓶中，捕集袋中明显的沉淀物舍弃。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明首次公开了一种适于河湖体系中浅层水中微塑料的快速简便有效的采集装置及其方法，其滤网的选择确定了微塑料的截留范围，并且利用架桥原理使得目标范围内的微塑料被截留，由于其富集作用，使得采集的水样控制在200-250ml范围内甚至更少，实现了少量水样的采集，而且在捕集过程中不需要利用船只的拖拉作用，节省了大量能源的消耗。实现了快速简便及有效的浅层水中微塑料的捕集。

附图说明

图1为本发明河湖体系中浅层水中微塑料采集装置结构示意图；

图2为本发明河湖体系中浅层水中微塑料采集装置使用状态示意图一；

图3为本发明河湖体系中浅层水中微塑料采集装置使用状态示意图二；

图4为本发明河湖体系中浅层水中微塑料采集装置使用状态示意图三；

图5为本采集器与同类普通采集器效果示意图；

其中：1-浮游生物网，2-密封袋，3-绳索，4-铜阀门，5-圆形圈，6-固定环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述，本领域技术人员应当理解，所述实施例仅用于示例，而不对本发明构成任何限制。

一种河湖体系中浅层水中微塑料快速采集装置，所述采集装置包括浮游生物网1，所述浮游生物网1为椎体状，在所述浮游生物网1的上方连接用于放大或收紧浮游生物网1进口的绳索3，在所述浮游生物网1的下方连接用于收集的富含浅水层中的微塑料的捕集袋2，所述利用浮游生物网的筛分作用和流体的运动将微塑料富集到捕集袋中。所述浮游生物网1的目数选择根据所需要微塑料样品的尺寸而定；其选择的尺寸应大于需要捕集的最小的微塑料尺寸的20um-50um。在所述浮游生物网1的下方出口处设置铜阀门(4)，用所述的捕集袋紧密包好，并用橡胶圈固定。在所述浮游生物网1的上方进口处设置圆形圈5，在所述的圆形圈5上设置3-4个固定环6。所述的绳索可对称穿过圆形圈5上的固定环6。所述的绳索3应选择从采样的浅水层到操作者的距离的2.5倍到3倍长。所述密封袋其面积与浮游生物网的正投影面积的大小应该保持在4:9的比例内。

实施例1

一种适于河湖体系中浅层水中微塑料采集装置，如图1所示，包括500目的浮游生物网和7号密封袋(200mm×140mm)以及3m长的绳索，密封袋固定在浮游生物网底部的纯铜阀门处，将绳索对称穿过浮游生物网顶部的三个固定环，使得用于拖网的绳索两头长度相等，将装置扔进河流中，使得网孔与自然水体流动反向相反，然后采样者抓紧绳索的一头沿着河堤匀速步行约800m，这里移动距离太短使得微塑料富集量不够，水样中目标物含量少，移动距离太长使得微塑料富集过多或达到动态饱和，使得后续分析工作量大。上述浮游生物网网衣孔径65um，网口直径21cm，网衣长60cm，出口阀长度11.6cm。

实施例2

利用上述具体实施例一种河湖体系中浅层水中微塑料采集装置的采集微塑料方法，具体步骤如图2-图5所示，将装置扔进河流中，使得网孔与自然水体流动反向相反，水体流入生物网产生过滤筛分作用，并在架桥作用下使得目标范围内的微塑料一并汇入作为捕集袋的密封袋中，然后采样者抓紧绳索的一头沿着河堤匀速步行约800m，这里移动距离太短使得微塑料富集量不够，水样中目标物含量少，移动距离太长使得微塑料富集过多或达到动态饱和，使得后续分析工作量大。

图5为本采集器与同类普通采集器效果示意图，本采集器采集的最终样品为富含微塑料的水样而普通采集器采集的样品为滤网上的筛得物，普通采集器需要后续的样品与网的分离过程，操作复杂，也不利于多次重复采样，本采集装置可快速简便及有效地采集河湖体系中浅层水中的微塑料。

上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改变、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种河湖体系中浅层水中微塑料快速采集装置，其特征在于：所述采集装置包括浮游生物网(1)，所述浮游生物网(1)为椎体状，在所述浮游生物网(1)的上方连接用于放大或收紧浮游生物网(1)进口的绳索(3)，在所述浮游生物网(1)的下方连接用于收集的富含浅水层中的微塑料的捕集袋(2)，利用浮游生物网的筛分作用和流体的运动将微塑料富集到捕集袋中：

所述浮游生物网(1)的目数选择根据所需要微塑料样品的尺寸而定；其选择的尺寸应大于需要捕集的最小的微塑料尺寸的20um-50um；

在所述浮游生物网(1)的下方出口处设置铜阀门(4)，用所述的捕集袋紧密包好，并用橡胶圈固定；所述的绳索(3)选择从采样的浅水层到操作者的距离的2.5倍到3倍长；所述捕集袋其面积与浮游生物网的正投影面积的大小应该保持在4:9的比例内；所述捕集袋为7号密封袋，尺寸为200mm×140mm。

2.根据权利要求1所述一种河湖体系中浅层水中微塑料快速采集装置，其特征在于：在所述浮游生物网(1)的上方进口处设置圆形圈(5)，在所述的圆形圈(5)上设置3-4个固定环(6)。

3.根据权利要求2所述一种河湖体系中浅层水中微塑料快速采集装置，其特征在于：所述的绳索对称穿过圆形圈(5)上的固定环(6)。

4.一种河湖体系中浅层水中微塑料快速采集方法，其特征在于，其应用权利要求1-3中任一项所述的河湖体系中浅层水中微塑料快速采集装置，包括如下步骤：将采集装置利用绳索抛入河湖中，利用拖网的作用，使浅层水穿过网面，并产生一定的过滤作用，在不断拖网的过程中，根据滤布原理，形成更小的过滤孔径，使得目标孔径范围内的微塑料被截留，并在流体的作用下，最终汇入捕集袋中；在一定范围内的采样后，利用绳索将装置从水环境中提出，然后再松开捕集袋与浮游生物的固定橡胶，将捕集袋解开，注意其中的水样不要溢出，然后将其倒入样品瓶中，捕集袋中明显的沉淀物舍弃。

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