CN115655851B - 一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置 - Google Patents

一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置，包括壳体，用于放置土壤样品的存放单元，以及分别设置在所述壳体内部的振荡单元、离心单元；所述壳体上设置有用于移动所述存放单元移动单元；本发明整体结构设计合理，结合振荡单元与离心单元与一体并采用特殊结构的存放单元用于存放待测土壤，实现了快速对修复后土壤污染重金属的五步连续提取，具备高效性、便捷性；本发明装置适用于连续浸提法，能够更准确地对修复后土壤中重金属的不同形态进行有效提取。

Description

一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置
技术领域
本发明涉及土壤修复辅助装置技术领域，具体涉及一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置。
背景技术
目前许多研究者通过表面改性来提高纳米零价铁的修复性能及稳定性，并成功应用于污染土壤的修复中。然而在土壤重金属的修复过程中，纳米零价铁、溶解性铁离子、反应产物等都可能对土壤的生态系统造成破坏而产生负效应。因此，对修复后的土壤进行稳定效率研究和生态风险评价具有重要意义。
土壤中重金属总量的测定是评价土壤中重金属生物有效性和环境效应的前提，但众多的研究成果表明，仅以土壤中重金属总量并不能很好地预测评估土壤重金属的生物有效性及其环境效应。不同形态的重金属，对环境产生潜在的影响效果不同，且被生物所吸收利用的难易程度不同，所以有必要将土壤中重金属的总量和不同形态重金属含量结合起来研究。
而对土壤中重金属总量的测定首先需要对修复后土壤污染重金属浓度进行提取处理，而现有技术中还未出现针对修复后的土壤污染重金属浓度进行提取的设备。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置。
本发明的设计方案为：一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置，包括壳体，用于放置土壤样品的存放单元，以及分别设置在所述壳体内部的振荡单元、离心单元；所述壳体上设置有用于移动所述存放单元移动单元；所述壳体包括用于放置所述振荡单元的第一壳体，以及与所述第一壳体并列设置且用于放置所述离心单元的第二壳体；所述第一壳体从上至下依次包括处理腔、设备腔；
所述存放单元包括周向设置有多个安装孔的安装基座，以及多个能够一一对应卡接在所述安装孔上且用于土壤样品的存放管；
所述振荡单元包括分别设置在所述第一壳体内部的水浴加热模块、振荡模块；所述水浴加热模块包括设置在所述处理腔内部的水浴内胆，以及用于对所述水浴内胆进行加热的加热装置；所述振荡模块包括设置在所述振荡组件，与所述振荡组件连接的置放平台，以及设置在所述置放平台上且用于放置所述安装基座的第一置放底座；
所述离心单元包括设置在所述第二壳体内的离心仓，为所述离心仓提供动力的驱动组件，以及设置在所述离心仓内部用于放置所述安装基座的第二置放底座；
所述移动单元包括设置在所述壳体上端的导轨，活动设置在所述导轨上的滑动组件，以及设置在所述滑动组件上且能够与所述存放单元连接的升降组件；
所述导轨有两个，两个所述导轨平行设置在所述壳体上，且导轨一端设置在第一壳体上端、另一端设置在第二壳体上端；
所述滑动组件包括两组分别一一对应设置在两个所述导轨上的滑块组，设置在两组所述滑块组之间的支撑架，以及设置在所述支撑架上的安装仓；两组所述滑块组包括两个驱动滑块；所述升降组件包括设置在所述安装仓内的升降装置，以及设置在所述升降装置升降端的连接座。
进一步地，所述安装基座包括基座环，以及设置在所述基座环上的连接块；多个所述安装孔周向设置在基座环上；
所述第一置放底座、第二置放底座能够与所述连接块下端连接；所述连接座能够与所述连接块上端连接。
说明：利用第一置放底座、第二置放底座、连接座与安装基座进行连接，能够实现对存放单元的快速移动、放置，能够更快速的完成连续浸提。
进一步地，所述连接块包括设置在所述基座环上的连接块本体，两个分别设置在所述连接块本体上、下表面的限位槽，以及设置在所述连接块本体上且两个槽口分别位于两个所述限位槽内的卡接槽。
说明：利用限位槽能实现限位，而卡接槽能够有效地保证转移存放单元过程中使得连接块与第一置放底座、第二置放底座、连接座的连接稳定性。
进一步地，所述第一置放底座、第二置放底座同结构且均采用卡接底座；所述卡接底座包括基座架，设置在所述基座架上且能够放置在所述限位槽内的第一卡接块，以及设置在所述第一卡接块上能够与所述卡接槽卡接的第一限位块。
说明：利用与连接块中限位槽、卡接槽配套的结构已实现第一置放底座、第二置放底座与连接块的稳定连接。
进一步地，所述第一卡接块包括设置在所述基座架上且结构为凸字形结构的卡接块本体，活动镶嵌设置在所述卡接块本体侧壁上且位于卡接块本体顶端的顶撞块，以及设置在所述卡接块本体内部且用于所述顶撞块在卡接块本体侧壁上伸缩运动的拉扯组件。
进一步地，所述顶撞块包括两个通过滑槽、滑块活动设置在所述卡接块本体内部的顶撞块本体，以及两端分别一一对应设置在两个所述顶撞块本体上且位于卡接块本体内部的弹簧件。
进一步地，所述拉扯组件包括设置在所述卡接块本体内部的伸缩电机，以及一端通过拉线与所述伸缩电机伸缩端连接的导向拉杆；所述导向拉杆另一端与所述顶撞块本体通过滑槽、滑块活动连接。
说明：利用锁紧结构已实现连接的稳定性能。
进一步地，所述连接座采用卡接座；所述卡接座包括设置在所述升降装置升降端的平衡架，以及设置在所述平衡架下端且能够放置在所述限位槽内的第二卡接块，以及设置在所述第二卡接块下端能够与所述卡接槽卡接的第二限位块。
说明：利用与连接块中限位槽、卡接槽配套的结构已实现连接座与连接块的稳定连接
进一步地，所述存放管包括管体，活动设置在所述管体上端的密封盖，以及套设在所述管体管壁上的卡接环；所述安装孔内设置有与所述卡接环卡接的卡圈。
说明：通过卡接环、卡圈以实现存放管稳定的安装在安装基座上。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明整体结构设计合理，结合振荡单元与离心单元与一体并采用特殊结构的存放单元用于存放待测土壤，实现了快速对修复后土壤污染重金属的五步连续提取，具备高效性、便捷性；本发明装置适用于连续浸提法，能够更准确地对修复后土壤中重金属的不同形态进行有效提取；本发明整体结构简单，易于操作，适合大量推广。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明第二壳体的内部结构示意图；
图3是本发明实施例1存放单元的结构示意图；
图4是本发明实施例1安装基座的结构示意图；
图5是本发明实施例1卡接底座的外部结构示意图；
图6是本发明实施例1卡接底座的内部结构示意图；
图7是本发明实施例1第一卡接块的结构示意图；
图8是本发明实施例1第一卡接块的局部结构示意图；
图9是本发明实施例1卡接座的结构示意图；
图10是本发明实施例2存放管的结构示意图；
图11是本发明实施例2安装基座的结构示意图；
其中，1-壳体、11-第一壳体、111-处理腔、112-设备腔、12-第二壳体、2-存放单元、21-安装基座、210-安装孔、2100-卡圈、211-基座环、212-连接块、2121-连接块本体、2122-限位槽、2123-卡接槽、22-存放管、221-管体、222-密封盖、223-卡接环、3-振荡单元、31-水浴加热模块、311-水浴内胆、312-加热装置、32-振荡模块、321-振荡组件、322-置放平台、323-第一置放底座、4-离心单元、41-离心仓、42-驱动组件、43-第二置放底座、5-移动单元、51-导轨、52-滑动组件、521-滑块组、522-支撑架、523-安装仓、53-升降组件、6-卡接底座、61-基座架、62-第一卡接块、621-卡接块本体、622-顶撞块、6221-顶撞块本体、6222-弹簧件、623-拉扯组件、6231-伸缩电机、6232-拉线、6233-导向拉杆、63-第一限位块、7-卡接座、71-平衡架、72-第二卡接块、73-第二限位块。
具体实施方式
实施例1
如图1、2所示的一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置，包括壳体1，用于放置土壤样品的存放单元2，以及分别设置在壳体1内部的振荡单元3、离心单元4；壳体1上设置有用于移动存放单元2移动单元5；壳体1包括用于放置振荡单元3的第一壳体11，以及与第一壳体11并列设置且用于放置离心单元4的第二壳体12；第一壳体11从上至下依次包括处理腔111、设备腔112；
如图3所示，存放单元2包括周向设置有多个安装孔210的安装基座21，以及多个能够一一对应卡接在安装孔210上且用于土壤样品的存放管22；其中，存放管22采用市售玻璃样品管；
如图1所示，振荡单元3包括分别设置在第一壳体11内部的水浴加热模块31、振荡模块32；水浴加热模块31包括设置在处理腔111内部的水浴内胆311，以及用于对水浴内胆311进行加热的加热装置312；振荡模块32包括设置在振荡组件321，与振荡组件321连接的置放平台322，以及设置在置放平台322上且用于放置安装基座21的第一置放底座323；
如图2所示，离心单元4包括设置在第二壳体12内的离心仓41，为离心仓41提供动力的驱动组件42，以及设置在离心仓41内部用于放置安装基座21的第二置放底座43；
如图1所示，移动单元5包括设置在壳体1上端的导轨51，活动设置在导轨51上的滑动组件52，以及设置在滑动组件52上且能够与存放单元2连接的升降组件53；
导轨51有两个，两个导轨51平行设置在壳体1上，且导轨51一端设置在第一壳体11上端、另一端设置在第二壳体12上端；
滑动组件52包括两组分别一一对应设置在两个导轨51上的滑块组521，设置在两组滑块组521之间的支撑架522，以及设置在支撑架522上的安装仓523；两组滑块组521包括两个驱动滑块；升降组件53包括设置在安装仓523内的升降装置，以及设置在升降装置升降端的连接座；
如图3、4所示，安装基座21包括基座环211，以及设置在基座环211上的连接块212；多个安装孔210周向设置在基座环211上；
第一置放底座323、第二置放底座43能够与连接块212下端连接；连接座能够与连接块212上端连接；
如图4所示，连接块212包括设置在基座环211上的连接块本体2121，两个分别设置在连接块本体2121上、下表面的限位槽2122，以及设置在连接块本体2121上且两个槽口分别位于两个限位槽2122内的卡接槽2123；
其中，如图5所示，第一置放底座323、第二置放底座43同结构且均采用卡接底座6；卡接底座6包括基座架61，设置在基座架61上且能够放置在限位槽2122内的第一卡接块62，以及设置在第一卡接块62上能够与卡接槽2123卡接的第一限位块63；
如图6、7、8所示，第一卡接块62包括设置在基座架61上且结构为凸字形结构的卡接块本体621，活动镶嵌设置在卡接块本体621侧壁上且位于卡接块本体621顶端的顶撞块622，以及设置在卡接块本体621内部且用于顶撞块622在卡接块本体621侧壁上伸缩运动的拉扯组件623；顶撞块622包括两个通过滑槽、滑块活动设置在卡接块本体621内部的顶撞块本体6221，以及两端分别一一对应设置在两个顶撞块本体6221上且位于卡接块本体621内部的弹簧件6222；拉扯组件623包括设置在卡接块本体621内部的伸缩电机6231，以及一端通过拉线6232与伸缩电机6231伸缩端连接的导向拉杆6233；导向拉杆6233另一端与顶撞块本体6221通过滑槽、滑块活动连接；
如图9所示，连接座采用卡接座7；卡接座7包括设置在升降装置升降端的平衡架71，以及设置在平衡架71下端且能够放置在限位槽2122内的第二卡接块72，以及设置在第二卡接块72下端能够与卡接槽2123卡接的第二限位块73。
需要说明的是：本实施例还包括控制单元和电源单元，且控制单元与电源单元均采用市售产品，再次不进行赘述。
本实施例具体使用步骤为：
S1、对待测土样进行颗粒分组后分别得到粒径为250-50μm的细砂，粒径为50-5μm的粉砂，并进行冷冻干燥；然后将细砂和粉砂分别
S2、然后将细砂和粉砂分别取5g置于存放管22中，各自加入8mL的pH＝7.0、浓度1.0mol/LMgCl2溶液，密封存放管22，然后将存放管22放置在安装基座21上；将第二卡接块72与安装基座21固定，然后通过移动单元5将存放单元2移动至水浴内胆311内的第一置放底座323上，断开第二卡接块72与安装基座21，然后在室温下连续振荡1h；再将第二卡接块72与安装基座21固定，然后通过移动单元5将存放单元2移动至离心仓41内的第二置放底座43上，断开第二卡接块72与安装基座21，进行离心处理；然后将第二卡接块72与安装基座21固定，然后通过移动单元5将存放单元2移动出离心仓41后，取上清液，用适量去离子水洗涤残留物，再次离心并重复2次以上，合并上清液定容至25mL；同时做空白实验，设置三个平行；留残渣用于下步提取；
S3、取上步残渣加入8mL的pH＝5.0、浓度为1.0mol/LNaOAc溶液，同步骤S2在室温下连续振荡5h后离心取上清液，其余步骤同S2；
S4、取上步残渣加入l8mL的浓度为0.04mol/LNH2OH·HC，同步骤S2在96±3℃恒温间歇振荡6h，待冷却后离心取上清液，其余步骤同S2；
S5、取上步残渣，各加入5mL的浓度为0.02mol/LHNO3和5mL的浓度为30％H2O2溶液，并调节pH至2.0，在室温下静置1h后，同步骤S2以85±2℃恒温间歇振荡2h，补加3mLH2O2溶液，继续恒温间歇振荡3h；待样品冷却后加入5mL的浓度3.2mol/LNH4OAc，室温下连续振荡30min；离心取上清液，其余步骤同S2；
S6、取上步残渣，先在电热板上加热使水分挥发后采用全量消解的方式进行提取。
实施例2
与实施例1不同的是：如图10所示，存放管22包括管体221，活动设置在管体221上端的密封盖222，以及套设在管体221管壁上的卡接环223；如图11所示，安装孔210内设置有与卡接环223卡接的卡圈2100。

Claims (8)

1.一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置，包括壳体(1)，用于放置土壤样品的存放单元(2)，以及分别设置在所述壳体(1)内部的振荡单元(3)、离心单元(4)；所述壳体(1)上设置有用于移动所述存放单元(2)的移动单元(5)；所述壳体(1)包括用于放置所述振荡单元(3)的第一壳体(11)，以及与所述第一壳体(11)并列设置且用于放置所述离心单元(4)的第二壳体(12)；所述第一壳体(11)从上至下依次包括处理腔(111)、设备腔(112)；
其特征在于，所述存放单元(2)包括周向设置有多个安装孔(210)的安装基座(21)，以及多个能够一一对应卡接在所述安装孔(210)上且用于土壤样品的存放管(22)；
所述振荡单元(3)包括分别设置在所述第一壳体(11)内部的水浴加热模块(31)、振荡模块(32)；所述水浴加热模块(31)包括设置在所述处理腔(111)内部的水浴内胆(311)，以及用于对所述水浴内胆(311)进行加热的加热装置(312)；所述振荡模块(32)包括设置在所述振荡组件(321)，与所述振荡组件(321)连接的置放平台(322)，以及设置在所述置放平台(322)上且用于放置所述安装基座(21)的第一置放底座(323)；
所述离心单元(4)包括设置在所述第二壳体(12)内的离心仓(41)，为所述离心仓(41)提供动力的驱动组件(42)，以及设置在所述离心仓(41)内部用于放置所述安装基座(21)的第二置放底座(43)；
所述移动单元(5)包括设置在所述壳体(1)上端的导轨(51)，活动设置在所述导轨(51)上的滑动组件(52)，以及设置在所述滑动组件(52)上且能够与所述存放单元(2)连接的升降组件(53)；
所述导轨(51)有两个，两个所述导轨(51)平行设置在所述壳体(1)上，且导轨(51)一端设置在第一壳体(11)上端、另一端设置在第二壳体(12)上端；
所述滑动组件(52)包括两组分别一一对应设置在两个所述导轨(51)上的滑块组(521)，设置在两组所述滑块组(521)之间的支撑架(522)，以及设置在所述支撑架(522)上的安装仓(523)；两组所述滑块组(521)包括两个驱动滑块；所述升降组件(53)包括设置在所述安装仓(523)内的升降装置，以及设置在所述升降装置升降端的连接座；
所述安装基座(21)包括基座环(211)，以及设置在所述基座环(211)上的连接块(212)；多个所述安装孔(210)周向设置在基座环(211)上；
所述第一置放底座(323)、第二置放底座(43)能够与所述连接块(212)下端连接；所述连接座能够与所述连接块(212)上端连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置，其特征在于，所述连接块(212)包括设置在所述基座环(211)上的连接块本体(2121)，两个分别设置在所述连接块本体(2121)上、下表面的限位槽(2122)，以及设置在所述连接块本体(2121)上且两个槽口分别位于两个所述限位槽(2122)内的卡接槽(2123)。
3.根据权利要求2所述的一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置，其特征在于，所述第一置放底座(323)、第二置放底座(43)同结构且均采用卡接底座(6)；所述卡接底座(6)包括基座架(61)，设置在所述基座架(61)上且能够放置在所述限位槽(2122)内的第一卡接块(62)，以及设置在所述第一卡接块(62)上能够与所述卡接槽(2123)卡接的第一限位块(63)。
4.根据权利要求3所述的一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置，其特征在于，所述第一卡接块(62)包括设置在所述基座架(61)上且结构为凸字形结构的卡接块本体(621)，活动镶嵌设置在所述卡接块本体(621)侧壁上且位于卡接块本体(621)顶端的顶撞块(622)，以及设置在所述卡接块本体(621)内部且用于所述顶撞块(622)在卡接块本体(621)侧壁上伸缩运动的拉扯组件(623)。
5.根据权利要求4所述的一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置，其特征在于，所述顶撞块(622)包括两个通过滑槽、滑块活动设置在所述卡接块本体(621)内部的顶撞块本体(6221)，以及两端分别一一对应设置在两个所述顶撞块本体(6221)上且位于卡接块本体(621)内部的弹簧件(6222)。
6.根据权利要求5所述的一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置，其特征在于，所述拉扯组件(623)包括设置在所述卡接块本体(621)内部的伸缩电机(6231)，以及一端通过拉线(6232)与所述伸缩电机(6231)伸缩端连接的导向拉杆(6233)；所述导向拉杆(6233)另一端与所述顶撞块本体(6221)通过滑槽、滑块活动连接。
7.根据权利要求2所述的一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置，其特征在于，所述连接座采用卡接座(7)；所述卡接座(7)包括设置在所述升降装置升降端的平衡架(71)，以及设置在所述平衡架(71)下端且能够放置在所述限位槽(2122)内的第二卡接块(72)，以及设置在所述第二卡接块(72)下端能够与所述卡接槽(2123)卡接的第二限位块(73)。
8.根据权利要求1所述的一种用于修复后土壤污染重金属浓度测定的提取装置，其特征在于，所述存放管(22)包括管体(221)，活动设置在所述管体(221)上端的密封盖(222)，以及套设在所述管体(221)管壁上的卡接环(223)；所述安装孔(210)内设置有与所述卡接环(223)卡接的卡圈(2100)。
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