CN110470509A - 手持便携式水域微塑料收集装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手持便携式水域微塑料收集装置及其方法，涉及水域实验器材研发领域。本装置是：从左致右，不锈钢圈（1）、300目尼龙网（6）、螺纹口固定器（7）和一次性收集瓶（8）依次连接；从上到下，不锈钢圈（1）、固定保护器（5）和不锈钢手持杆（4）依次连接；在不锈钢圈（1）上设置有5目不锈钢过滤网（3），在5目不锈钢过滤网（3）的中心设置有水流流速测定器（2）。本发明具有下列优点和积极效果：①采样快捷，精确度高；②操作方便；③携带方便；④坚固耐用；相对传统收集装置既省时又省力，大大提高了收集效率，同时也扩大了样本收集容量，降低了试验误差。
Description
技术领域
本发明涉及水域实验器材研发领域，尤其涉及一种手持便携式水域微塑料收集装置及其方法，具体地是为试验研究过程中一种能够快速、高效收集河流、湖泊和海洋等水域微塑料的手持便携装置。
背景技术
微塑料是一种新兴的污染物，通常是指小于5mm的塑料制品或塑料碎屑，其具有与其他污染物相似的普遍性和生态毒性。此外，微塑料区别于其他新兴污染物的一个特性是它们能够作为载体进行微污染物的运输。更重要的是，塑料中的添加剂会释放到环境中，对水生生物产生负面影响。中国是世界上最大的塑料生产与消费国, 废塑料及其环境污染问题日益凸显。然而我国淡水中微塑料的研究始于2015年的三峡库区，此后在长江流域的三江源地区河流、洞庭湖、洪湖和太湖中均检测到到了微塑料，特别值得重视的是我国淡水环境中检测到的微塑料最高丰度比国外相关报道要高出 2-3个数量级。然而目前多数科研工作者采用过滤等手段实现微塑料的收集，因此水域中微塑料的收集是一件耗时耗力的事情。
传统的在微塑料收集过程中，人们先用量杯盛取一定体积的水样，然后将其先过300目的筛子，去除水分；然后将其进行回收，然后再过5目的筛子，去除大塑料颗粒。此操作不仅严重的耗费时间，而且多次的盛取容易造成操作误差的增大以及实验错误的产生。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有技术存在缺点和不足，提供一种手持便携式水域微塑料收集装置及其方法，能够快速、高效实现水域环境中微塑料的收集工作。
本发明的目的是这样实现的：
本装置包括手持单元、过滤单元、收集单元和流速分析单元。
1、手持单元包括不锈钢手持杆拉伸和固定保护器，主要为了外出采样时携带方便，安装简单，且坚固耐用；
2、过滤单元包括5目不锈钢过滤网和300目尼龙网，其目的有二：一是为了剔除水域中大塑料，二是保留试验需要的微塑料，而不锈钢可以有效防止水域中的枯枝、石块和玻璃渣等划破第一道过滤网；其二是后部是呈等腰三角柱状的300目尼龙网，其目的是去除水样，保留微塑料。
3、收集单元包括螺纹口固定器和一次性收集瓶，一次性收集瓶可通过螺纹口固定器更换。
4、流速分析单元包括水流流速测定器，其用来分析收集微塑料时水域其水流的流速，以便计算水域中微塑料的含量。
具体地说：
一、手持便携式水域微塑料收集装置（简称装置）
本装置包括不锈钢圈、水流流速测定器、5目不锈钢过滤网、不锈钢手持杆拉伸、固定保护器、300目尼龙网、螺纹口固定器和一次性收集瓶；
其连接关系是：
从左致右，不锈钢圈、300目尼龙网、螺纹口固定器和一次性收集瓶依次连接；
从上到下，不锈钢圈、固定保护器和不锈钢手持杆拉伸依次连接；
在不锈钢圈上设置有5目不锈钢过滤网，在5目不锈钢过滤网的中心设置有水流流速测定器。
二、手持便携式水域微塑料收集方法（简称方法）
本方法包括下列步骤：
①选取水域采样点；
②将装置置于水域采样点中，水流流速测定器测定微塑料收集时水流的流速；
③5目不锈钢过滤网过滤掉所测水样中的大塑料；
④经过300目尼龙网时，过滤掉其中的水样，微塑料和其他一些小于5mm的杂物将在水流的作用下进入一次性收集瓶中；
⑤当收集完试验设计的数量或根据流速和5目不锈钢过滤网表面积确定过滤掉单位体积水之后，将一次性收集瓶拧下，换上新的一次性收集瓶就可进行下一个样品的收集；
⑥流速分析：采用实时计数超声流速流量测定装置，该装置能够实时记录微塑料收集时水流的流速，待微塑料收集完成后流速分析仪自动计算出所测水体在测定时间的平均流速，然后根据“经过滤网水的体积=流速×时间”来计算单位体积所测水体中微塑料的含量。
本发明具有以下优点和积极效果：
①采样快捷，精确度高：本装置具有水流流速测定器，且5目过滤网的表面积是一定的，能够根据水流速和过滤网表面积计算过滤水样的体积；这比传统意义上的过滤50 L水的操作方法更加快捷，省时省力；同时也可有效扩大样本采集量，从而有效降低试验误差；
②操作方便：该装置在使用前只需根据自己到样点的距离组装好手持杆，拧上一次性收集瓶和打开水流流速测定器就可以进行微塑料样品收集了；微塑料收集结束后只需关上水流流速测定器，取下一次性收集瓶，拧开手持杆，装包就可以了；
③携带方便：本装置多处采用螺纹固定模式，拆装方便，可以很大程度地降低携带装置的占地面积，方便携带；
④坚固耐用：本装置的5目不锈钢过滤网和手持杆均采用不锈钢作为材质，既提高了其坚韧度；其中5目不锈钢过滤网采用不锈钢可以有效防止枯枝、石块、玻璃渣或其他较硬物体的划破。
总之，本发明相对传统收集装置既省时又省力，大大提高了收集效率，同时也扩大了样本收集容量，降低了试验误差。
附图说明
图1是本装置的结构示意图图；
图中：
1—不锈钢圈；
2—水流流速测定器；
3—5目不锈钢过滤网；
4—不锈钢手持拉伸杆；
5—固定保护器；
6—300目尼龙网；
7—螺纹口固定器；
8—一次性收集瓶。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例详细说明。
一、装置
1、总体
如图1，本装置包括不锈钢圈1、水流流速测定器2、5目不锈钢过滤网3、不锈钢手持拉伸杆4、固定保护器5、300目尼龙网6、螺纹口固定器7和一次性收集瓶8；
其连接关系是：
从左致右，不锈钢圈1、300目尼龙网6、螺纹口固定器7和一次性收集瓶8依次连接；
从上到下，不锈钢圈1、固定保护器5和不锈钢手持拉伸杆4依次连接；
在不锈钢圈1上设置有5目不锈钢过滤网3，在5目不锈钢过滤网3的中心设置有水流流速测定器2。
2、功能部件
1）不锈钢圈1
呈圆形；是5目不锈钢过滤网3的支撑体。
2）水流流速测定器2
选用实时计数超声流速流量测定装置；测定水流流速。
3）5目不锈钢过滤网3
呈圆形；挡住大于5目的微塑料（5mm）不使进入300目尼龙网6中。
4）不锈钢手持拉伸杆4
为依次连接的多节拉伸杆；是本装置的手持支撑体。
5）固定保护器5
一种配套的螺丝和螺母；分别与不锈钢圈1的底端和不锈钢手持杆4的顶端连接。
6）300目尼龙网6
呈圆椎体形；收集微塑料（颗粒小于5mm），控制水流流速。
7）螺纹口固定器7
是一种双向螺母；分别连接300目尼龙网6和一次性收集瓶8。
8）一次性收集瓶8
储存微塑料。
3、工作机理
微塑料通常是指小于5mm的塑料制品或塑料碎屑；本发明首先让待测水体经过5mm的不锈钢过滤网，这样经过过滤网的将是小于5mm颗粒和水体；再让其经过300目的筛子，其目的是为了去除水体，同时呈锥形的300目尼龙网6有利于尾部水体流速的加快，从而使得微塑料颗粒在水流的作用下进入一次性收集瓶8当中；同时本装置的水流流速测定器2能够实时记录所测水体的流速和工作的时间，从而方便收集、计算出单位体积水样中微塑料的含量。
二、方法
以基本水域中微塑料收集试验为例：
①随机选取一段河流或湖泊，首先根据收集者到采样点所需距离组装不锈钢手持拉伸杆4（一般不超过3米），拧上一次性收集瓶8；
②然后将该装置置于水域中，水流流速测定器2将会测定微塑料收集时水流的流速；
③5目不锈钢过滤网3将会过滤掉所测水样中的大塑料，且5目不锈钢过滤网3具有较好的韧性和耐腐蚀能力，如果此时选用其他材质的过滤网，容易被水域里面的枯枝、石块、玻璃渣或其他较硬物体划破；
④通过5目不锈钢过滤网3即为微塑料和其他一些杂物（如沙子）及水样，这些物质然后经过300目尼龙网6时，将过滤掉其中的水样，且微塑料和其他一些小于5mm的杂物将在水流的作用下进入一次性收集瓶8中；
⑤当收集完试验设计的数量或根据流速和5目不锈钢过滤网3表面积确定过滤掉单位体积水之后，只需将一次性收集瓶8拧下，换上新的一次性收集瓶8就可进行下一个样品的收集；
待收集工作全部完成后，将不锈钢手持拉伸杆4拆卸成小节，300目尼龙网6具有很好的延展性，方便折叠；这样该装置在操作过程中操作简单，使用方便；能够有效提高样本容量，减少试验误差；而且操作快捷，节省时间；材质根据操作实际而定，耐用；在携带过程中占地面积小，轻便；
⑥流速分析
流速分析采用实时计数超声流速流量测定装置，该装置能够实时记录微塑料收集时水流的流速，体积小，测量精度高，全数字信号处理技术；待微塑料收集完成后流速分析仪会自动计算出所测水体在测定时间的平均流速，然后根据“经过滤网水的体积=流速×时间”来计算单位体积所测水体中微塑料的含量。
Claims (2)
1.手持便携式水域微塑料收集装置，其特征在于：
包括不锈钢圈（1）、水流流速测定器（2）、5目不锈钢过滤网（3）、不锈钢手持杆拉伸（4）、固定保护器（5）、300目尼龙网（6）、螺纹口固定器（7）和一次性收集瓶（8）；
其连接关系是：
从左致右，不锈钢圈（1）、300目尼龙网（6）、螺纹口固定器（7）和一次性收集瓶（8）依次连接；
从上到下，不锈钢圈（1）、固定保护器（5）和不锈钢手持杆（4）依次连接；
在不锈钢圈（1）上设置有5目不锈钢过滤网（3），在5目不锈钢过滤网（3）的中心设置有水流流速测定器（2）。
2.基于权利要求1所述手持便携式水域微塑料收集装置的方法，其特征在于：
①选取水域采样点；
②将装置置于水域采样点中，水流流速测定器（2）测定微塑料收集时水流的流速；
③5目不锈钢过滤网（3）过滤掉所测水样中的大塑料；
④经过300目尼龙网（6）时，过滤掉其中的水样，微塑料和其他一些小于5mm的杂物将在水流的作用下进入一次性收集瓶（8）中；
⑤当收集完试验设计的数量或根据流速和5目不锈钢过滤网（3）表面积确定过滤掉单位体积水之后，将一次性收集瓶（8）拧下，换上新的一次性收集瓶8就可进行下一个样品的收集；
⑥流速分析
流速分析采用实时计数超声流速流量测定装置，该装置能够实时记录微塑料收集时水流的流速，待微塑料收集完成后流速分析仪自动计算出所测水体在测定时间的平均流速，然后根据“经过滤网水的体积=流速×时间”来计算单位体积所测水体中微塑料的含量。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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