CN114459869B - 一种海产品中微塑料提取分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海产品中微塑料提取分离装置，包括消解杯、浮选液储斗、过滤器及纯化水罐，浮选液储斗固定于消解杯上方，浮选液储斗底部设有出液管，出液管的下端出口位于消解杯内的底部，消解杯的侧壁上部设有溢液口，溢液口连接有溢液管；过滤器高度低于溢液口的高度，过滤器上连接有进液管，过滤器内设有滤膜，过滤器底部设有滤液管；纯化水罐内设有微型蠕动泵，微型蠕动泵的出口连接有纯化水管，溢液管、进液管及纯化水管之间通过三通阀相连，通过切换三通阀可使溢液管与进液管相连通或使纯化水管与进液管相连通。本发明组成简单，安装连接方便，对仪器设备要求低，能简化操作，提高微塑料提取分离效率，且损失率低。

Description

一种海产品中微塑料提取分离装置

技术领域

本发明涉及一种微塑料提取分离装置，尤其是涉及一种海产品中微塑料提取分离装置。

背景技术

料制品被广泛应用于农业、工业和医疗等众多领域，由此产生的塑料垃圾，特别是微塑料（Microplastics，MPs，粒径小于5 mm的塑料碎片、颗粒或者纤维）甚至更小的纳米塑料（粒径小于1 μm）在海洋中不断累积。微塑料因其粒径小、分布广等特点，对海洋生态系统造成巨大的威胁；其还可沿食物链进行传递，进而对人类健康产生潜在的危害，因此，海洋微塑料污染已成为国内外备受关注的环境问题。

通过分析鱼类、贝类等海产品中微塑料的污染水平，则能为评估我国微塑料的环境风险提供有用的信息，有助于判断我国海洋中微塑料的污染程度。而研究和评价微塑料对海产品污染情况的关键是如何从海产品中对微塑料进行分离分析。

海产品中微塑料最常用的提取分离方法是密度浮选分离法，其具体操作步骤为：将海产品软组织样品放入锥形瓶（或小烧杯）内，按1:3料液比加入10%KOH（m/v）溶液，并用铝箔纸覆盖烧杯口以防止污染；将烧杯置于恒温培养摇床中消解12~48 h，消解温度55℃，震荡速度80rpm/min；待海产品软组织样品消解完全后，根据消解液体积大小加入NaI固体（添加量1.6g NaI/mL消解液），磁力搅拌2min（500rpm/min）使其溶解，混合溶液密度达到1.6g/mL；将锥形瓶（或小烧杯）置于玻璃收集杯中，搅拌30min后，缓慢加入1.6g/mL NaI溶液（浮选液）直至上层悬浮液完全溢出，用超纯水冲洗锥形瓶（或小烧杯）外壁；将收集的溢出液及冲洗液合并后通过混合纤维素膜过滤器，并用超纯水反复冲洗过滤器内壁和滤膜；取下滤膜后，置于洁净的玻璃培养皿中，贴好标签并置于50℃烘箱中烘干；将培养皿置于体视显微镜下对疑似微塑料进行识别、拍照和计数（微塑料形貌特征镜检）。现有海产品中微塑料的提取分离方法（密度浮选分离法）存在操作繁琐、提取效率低且损失率高的问题。

发明内容

本发明是为了解决现有海产品中微塑料的提取分离方法（密度浮选分离法）存在操作繁琐、提取效率低且损失率高的问题，提供了一种组成简单，安装连接方便，对仪器设备要求低，能简化操作，提高微塑料提取分离效率，且损失率低的海产品中微塑料提取分离装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明的一种海产品中微塑料提取分离装置，包括消解杯、浮选液储斗、过滤器及纯化水罐，所述浮选液储斗固定于消解杯上方，浮选液储斗底部设有出液管，所述出液管的下端出口位于消解杯内的底部，所述消解杯的侧壁上部设有溢液口，所述溢液口连接有溢液管；所述过滤器高度低于溢液口的高度，过滤器上连接有进液管，过滤器内设有滤膜，过滤器底部设有滤液管；所述纯化水罐内设有微型蠕动泵，所述微型蠕动泵的出口连接有纯化水管，所述溢液管、进液管及纯化水管之间通过三通阀相连，通过切换三通阀可使溢液管与进液管相连通或使纯化水管与进液管相连通。消解杯用于容纳海产品软组织样品消解完全后的消解液，消解过程可在消解杯中进行，亦可将消解得到的消解液倒入至消解杯中，消解杯可以用锥形瓶等实验仪器替代；浮选液储斗中用于存放浮选液，出液管的下端出口位于消解杯内的底部，浮选液从消解杯内的底部进料，既不影响微塑料的上浮，还在起到搅拌作用的同时能将底部的微塑料从下往上托起，有助于提高浮选效果；消解杯中的上层悬浮液则从溢流口溢出，经溢液管、进液管流至过滤器进行过滤，待消解杯中上层的悬浮液全部进入过滤器过滤后，切换三通阀，连通纯化水管与进液管，将纯化水泵至过滤器内冲洗过滤器内壁及滤膜上的过滤物；最后取下滤膜，置于洁净的玻璃培养皿中，贴好标签并置于50℃烘箱中烘干后，便将培养皿置于体视显微镜下对疑似微塑料进行识别、拍照和计数；滤膜可为混合纤维素膜；本发明中消解杯、浮选液储斗、过滤器、出液管、溢液管及进液管均采用玻璃或不锈钢材质，以免影响提取分离结果；本发明组成简单，对仪器设备要求低，无需对多种仪器进行多次清洗，能简化操作，提高微塑料提取分离效率，且微塑料的损失率低。

作为优选，所述过滤器内设有导液机构，所述导液机构包括布液管、上锥形罩及下锥形罩，所述布液管上端与进液管的出口相连，布液管的下端封闭，所述上锥形罩及下锥形罩分别间隔固定在布液管下部的外圆周面上，上锥形罩及下锥形罩之间设有旋流叶片，相邻所述旋流叶片与上锥形罩、下锥形罩之间的空间形成旋流通道，旋流通道靠近布液管一端的开口形成进液端，旋流通道远离布液管一端的开口形成出液端，布液管上位于上锥形罩与下锥形罩之间的外圆周面上沿周向间隔设有布液孔，所述布液孔与旋流通道的进液端相对应并相连通，下锥形罩的底部边缘与过滤器内壁之间留有间隙，该间隙形成旋流口。本发明中的布液管能使从消解杯中溢出的悬浮液或纯化水只能定向且均匀地经旋流通道的进液端流入旋流通道中；上锥形罩及下锥形罩起到阻挡及导向作用，同时配合旋流叶片，能使从消解杯中溢出的悬浮液或纯化水只能沿着旋流通道以旋转的方式从旋流口流出，并沿着消解杯的内壁向下流出，既能抑制从消解杯中溢出的悬浮液沿着消解杯的内壁上升，导致微塑料附着在位于上锥形罩上方的过滤器内壁上而不易被纯化水冲洗到，又能使纯化水能完全冲洗到过滤器的内壁，从而有利于降低微塑料的损失率。

作为优选，所述上锥形罩的底部边缘与过滤器内壁之间接触贴合。上锥形罩的底部边缘与过滤器内壁之间接触贴合，使得上锥形罩与过滤器内壁之间不存在间隙，防止从旋流口流出的溢出液沿着过滤器的内壁上升，导致微塑料附着在位于上锥形罩上方的过滤器内壁上而无法被纯化水冲洗到而导致损失率高。

作为优选，所述过滤器上设有过滤器盖，所述进液管穿过过滤器盖并与过滤器盖之间密封。

作为优选，所述过滤器内设有滤板，所述滤膜铺设在滤板上。

作为优选，所述海产品中微塑料提取分离装置还包括抽滤瓶，所述抽滤瓶的瓶口设有橡胶塞，所述滤液管穿过橡胶塞，滤液管的下端出口位于抽滤瓶内。抽滤瓶可接真空管，通过抽真空（抽滤）以加快过滤速度。

作为优选，浮选液储斗上设有浮选液储斗盖。浮选液储斗盖防止浮选液储斗中浮选液受到污染，避免环境中的微塑料落入浮选液储斗中以减少干扰与影响。

作为优选，所述消解杯上设有消解杯盖，出液管上设有旋塞，出液管穿过橡胶塞。消解杯盖能避免消解杯盖中的消解液受到污染，同时起到连接、固定浮选液储斗的作用；旋塞可用于控制浮选液储斗中浮选液的出液速度。

作为优选，所述海产品中微塑料提取分离装置还包括支撑台，所述支撑台的台面上方设有限位圈，所述消解杯位于限位圈内，所述限位圈与支撑台的台面之间设有支撑杆，所述支撑杆的上端与支撑圈固定连接，所述支撑杆的下端与支撑台的台面固定连接。支撑台用于抬高消解杯的高度；限位圈可防止消解杯倾倒，提高稳定性。

作为优选，所述支撑台的侧壁上设有用于固定过滤器的铁圈。

因此，本发明具有如下有益效果：

（1）组成简单，对仪器设备要求低，无需对多种仪器进行多次清洗，能简化操作，提高微塑料提取分离效率，且微塑料的损失率低；

（1）过滤器内设有导液机构，导液机构包括布液管、上锥形罩及下锥形罩，通过上锥形罩、下锥形罩、旋流叶片等结构之间的相互配合，能使从消解杯中溢出的悬浮液或纯化水只能沿着旋流通道以旋转的方式从旋流口流出，并沿着消解杯的内壁向下流出，既能抑制从消解杯中溢出的悬浮液沿着消解杯的内壁上升，导致微塑料附着在位于上锥形罩上方的过滤器内壁上而不易被纯化水冲洗到，又能使纯化水能完全冲洗到过滤器的内壁，从而有利于降低微塑料的损失率。

附图说明

图1是本发明的一种连接示意图。

图2 是本发明中过滤器的一种剖视图。

图3是旋流叶片在下锥形罩上的分布示意图。

图4是图3中B处放大图。

图5是图1中A处放大图。

图中：消解杯1，浮选液储斗2，过滤器3，纯化水罐4，出液管5，溢液口6，溢液管7，进液管8，滤膜9，滤液管10，微型蠕动泵11，纯化水管12，三通阀13，布液管14，上锥形罩15，下锥形罩16，旋流叶片17，旋流通道18，布液孔19，旋流口20，过滤器盖21，滤板22，抽滤瓶23，橡胶塞24，消解杯盖25，旋塞26，浮选液储斗盖27，支撑台28，限位圈29，支撑杆30，铁圈31。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示的一种海产品中微塑料提取分离装置，包括消解杯1、浮选液储斗2、过滤器3、纯化水罐4、抽滤瓶23及支撑台28，支撑台的台面上方设有限位圈29，限位圈与支撑台的台面之间设有支撑杆30，支撑杆的上端与支撑圈固定连接，支撑杆的下端与支撑台的台面固定连接，消解杯位于限位圈内，消解杯上设有消解杯盖25，消解杯盖上设有橡胶塞24，浮选液储斗位于消解杯上方，浮选液储斗上设有浮选液储斗盖27，浮选液储斗底部设有出液管5，出液管上设有旋塞26，出液管穿过橡胶塞，出液管的下端出口位于消解杯内的底部，消解杯的侧壁上部设有溢液口6，溢液口连接有溢液管7；支撑台的侧壁上设有铁圈31，过滤器搁置在铁圈上，过滤器高度低于溢液口的高度，过滤器内设有滤板22（如图2所示），滤板上铺设有滤膜9，过滤器上设有过滤器盖21，过滤器盖上设有橡胶塞24，过滤器上连接有进液管8，进液管穿过橡胶塞，过滤器底部设有滤液管10，过滤器内设有导液机构，导液机构位于滤膜上方，导液机构包括布液管14、上锥形罩15及下锥形罩16，布液管上端与进液管的出口相连，布液管的下端封闭，上锥形罩及下锥形罩分别间隔固定在布液管下部的外圆周面上，上锥形罩及下锥形罩之间设有旋流叶片17（如图3、图4所示），相邻所述旋流叶片与上锥形罩、下锥形罩之间的空间形成旋流通道18，旋流通道靠近布液管一端的开口形成进液端，旋流通道远离布液管一端的开口形成出液端，布液管上位于上锥形罩与下锥形罩之间的外圆周面上沿周向间隔设有布液孔19（如图5所示），布液孔与旋流通道的进液端相对应并相连通，下锥形罩的底部边缘与过滤器内壁之间留有间隙，该间隙形成旋流口20，上锥形罩的底部边缘与过滤器内壁之间接触贴合。

本发明的使用方法为：切换三通阀，使溢液管与进液管相连通，在消解液中加入高密度盐（氯化钠、碘化钠等），使消解液达到所需密度后，打开旋塞使浮选液储斗中的浮选液经出液管流至消解杯中，消解液上层形成悬浮液，随着浮选液的不断加入，悬浮液不断从溢流口经溢液管、进液管进入过滤器中进行抽滤，直至悬浮液完全溢出且抽滤完成后，关闭旋塞；切换三通阀，连通纯化水管与进液管，将纯化水经纯化水管、进液管及导液机构泵至过滤器内，对过滤器内壁及滤膜上的过滤物进行不断冲洗；最后取下滤膜，置于洁净的玻璃培养皿中，贴好标签并置于50℃烘箱中烘干后，便将培养皿置于体视显微镜下对疑似微塑料进行识别、拍照和计数即可。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种海产品中微塑料提取分离装置，其特征在于，包括消解杯（1）、浮选液储斗（2）、过滤器（3）及纯化水罐（4），所述浮选液储斗固定于消解杯上方，浮选液储斗底部设有出液管（5），所述出液管的下端出口位于消解杯内的底部，所述消解杯的侧壁上部设有溢液口（6），所述溢液口连接有溢液管（7）；所述过滤器高度低于溢液口的高度，过滤器上连接有进液管（8），过滤器内设有滤膜（9），过滤器底部设有滤液管（10）；所述纯化水罐内设有微型蠕动泵（11），所述微型蠕动泵的出口连接有纯化水管（12），所述溢液管、进液管及纯化水管之间通过三通阀（13）相连，通过切换三通阀可使溢液管与进液管相连通或使纯化水管与进液管相连通；所述过滤器内设有导液机构，所述导液机构包括布液管（14）、上锥形罩（15）及下锥形罩（16），所述布液管上端与进液管的出口相连，布液管的下端封闭，所述上锥形罩及下锥形罩分别间隔固定在布液管下部的外圆周面上，所述上锥形罩的底部边缘与过滤器内壁之间接触贴合，上锥形罩及下锥形罩之间设有旋流叶片（17），相邻所述旋流叶片与上锥形罩、下锥形罩之间的空间形成旋流通道（18），旋流通道靠近布液管一端的开口形成进液口，旋流通道远离布液管一端的开口形成出液口，布液管上位于上锥形罩与下锥形罩之间的外圆周面上沿周向间隔设有布液孔（19），所述布液孔与进液口相对应并相连通，下锥形罩的底部边缘与过滤器内壁之间留有间隙，该间隙形成旋流口（20）。

2.根据权利要求1所述的一种海产品中微塑料提取分离装置，其特征在于，所述过滤器上设有过滤器盖（21），所述进液管穿过过滤器盖并与过滤器盖之间密封。

3.根据权利要求1所述的一种海产品中微塑料提取分离装置，其特征在于，所述过滤器内设有滤板（22），所述滤膜铺设在滤板上。

4.根据权利要求1所述的一种海产品中微塑料提取分离装置，其特征在于，所述海产品中微塑料提取分离装置还包括抽滤瓶（23），所述抽滤瓶的瓶口设有橡胶塞（24），所述滤液管穿过橡胶塞，滤液管的下端出口位于抽滤瓶内。

5.根据权利要求1所述的一种海产品中微塑料提取分离装置，其特征在于，所述消解杯上设有消解杯盖（25），消解杯盖上设有橡胶塞，所述出液管上设有旋塞（26），出液管穿过橡胶塞。

6.根据权利要求1所述的一种海产品中微塑料提取分离装置，其特征在于，所述浮选液储斗上设有浮选液储斗盖（27）。

7.根据权利要求1所述的一种海产品中微塑料提取分离装置，其特征在于，所述海产品中微塑料提取分离装置还包括支撑台（28），所述支撑台的台面上方设有限位圈（29），所述消解杯位于限位圈内，所述限位圈与支撑台的台面之间设有支撑杆（30），所述支撑杆的上端与支撑圈固定连接，所述支撑杆的下端与支撑台的台面固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种海产品中微塑料提取分离装置，其特征在于，所述支撑台的侧壁上设有用于固定过滤器的铁圈（31）。

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