CN117848814A - 一种土壤微塑料的分离系统及分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种土壤微塑料的分离系统及分离方法，包括：主控单元、储液瓶单元、密度悬浮单元、消解纯化单元与浓缩富集单元；储液瓶单元、密度悬浮单元及浓缩富集单元分别连接主控单元；密度悬浮单元、消解纯化单元、浓缩富集单元依次连接，且分别与储液瓶单元连接，定时定量定速转移储液瓶中存储的液体，用以对土壤中的微塑料进行浮选、纯化、收集处理。本发明量化了微塑料分离过程中悬浮液和消解液的添加量和添加时间，标准化震荡强度、震荡时间和静置时间，降低了人主观因素带来的影响，客观化、标准化微塑料分离、检测过程，减少了人工操作所带来的误差，提高了微塑料检测结果的准确性。

Description

一种土壤微塑料的分离系统及分离方法

技术领域

本发明涉及塑料分离技术领域，特别涉及一种土壤微塑料的分离系统及分离方法。

背景技术

微塑料作为一种新型的环境污染，广泛存在于土壤环境中，能够被生物体吸收，甚至还能通过食物链迁移，对人类健康和活动构成潜在威胁。

微塑料是指尺寸在1微米到5毫米之间的塑料颗粒，易于进入到水体环境与土壤环境之中，土壤本身具有较为复杂的成分，包括矿物质、有机质、微生物等，再加上微塑料尺寸又小，有效分离和识别土壤微塑料是准确评估土壤环境中微塑料污染风险的关键和技术难点。

目前已经存在多种土壤环境中微塑料检测技术，但由于土壤环境的复杂性和空间异质性，尚没有统一的土壤微塑料分离与检测方法，难以对不同土壤微塑料污染研究的结果进行比较分析。

由此，目前需要有一种方案来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本申请提出了一种土壤微塑料的分离系统及分离方法，为解决以上技术问题，本申请的技术方案是：

一种土壤微塑料的分离系统，包括：主控单元、具有多个储液瓶的储液瓶单元、设置有内腔与外腔的密度悬浮单元、消解纯化单元及浓缩富集单元；不同的所述储液瓶中存储有不同的液体；所述密度悬浮单元中所述内腔的高度低于所述外腔的高度；所述消解纯化单元中过滤层的高度低于所述密度悬浮单元的输出口；

所述密度悬浮单元、所述消解纯化单元、所述浓缩富集单元依次连接；所述储液瓶单元、所述密度悬浮单元、所述消解纯化单元及所述浓缩富集单元分别连接所述主控单元；

所述密度悬浮单元、所述消解纯化单元、所述浓缩富集单元分别与所述储液瓶单元连接；

所述主控单元用于根据预设的运行参数控制将所述储液瓶单元中的一个或多个储液瓶中存储的液体定时定量定速转移至所述密度悬浮单元、所述消解纯化单元或所述浓缩富集单元；以及控制所述密度悬浮单元、所述消解纯化单元、所述浓缩富集单元三者之间材料的转移，以依次对土壤中的微塑料进行浮选、纯化、富集处理。

在一个具体实施例中，

所述储液瓶单元，包括：流体控制装置，及分别连接所述流体控制装置的第一储液瓶、第二储液瓶、第三储液瓶、第四储液瓶；所述流体控制装置连接所述主控单元；

所述密度悬浮单元，包括：设置有内腔与外腔的悬浮室，及与所述悬浮室配合的搅拌器，所述悬浮室的所述内腔用于放置土壤，所述悬浮室的所述外腔用于悬浮液溢流；所述悬浮室分别连接所述储液瓶单元与抽滤装置；所述搅拌器设置在所述悬浮室的底部，且与所述主控单元连接；

所述消解纯化单元，包括：所述抽滤装置、回收室、控温台及反应池；所述抽滤装置分别连接所述密度悬浮单元、所述回收室及所述反应池；所述反应池连接所述浓缩富集单元；所述反应池设置在所述控温台上，所述控温台连接所述主控单元；

所述流体控制装置用于控制所述第一储液瓶、所述第二储液瓶分别与所述悬浮室连接；

所述流体控制装置还用于控制所述第三储液瓶分别与所述消解纯化单元的所述抽滤装置、所述反应池连接；

所述流体控制装置还用于控制所述第四储液瓶分别与所述密度悬浮单元的所述悬浮室、所述消解纯化单元的所述反应池及所述浓缩富集单元连接。

在一个具体实施例中，

所述流体控制装置包括蠕动泵或电动阀或电磁阀；

所述抽滤装置包括收集室或真空抽滤器，所述浓缩富集单元包括富集仓或真空抽滤器。

在一个具体实施例中，所述抽滤装置上设置有第一滤膜，所述浓缩富集单元上设置有第二滤膜；

所述第一滤膜位于所述抽滤装置与所述悬浮室连接处的下方；所述第二滤膜位于所述浓缩富集单元与所述反应池连接处的下方。

在一个具体实施例中，还包括废液池；

所述废液池分别与所述第四储液瓶、所述悬浮室、所述浓缩富集单元连接；

所述悬浮室与所述废液池的连接处、所述悬浮室与所述抽滤装置室的连接处均设置有电动三通阀，用以控制所述悬浮室内液体的流动方向。

在一个具体实施例中，所述抽滤装置、所述回收室、所述反应池、所述浓缩富集单元、所述废液池中任意两者间的连接处设置有微型抽吸装置；所述微型抽吸装置连接所述主控单元。

在一个具体实施例中，还包括染色单元；

所述染色单元包括染色剂存储瓶以及染色池；

所述染色池分别与所述浓缩富集单元、所述染色剂存储瓶及所述废液池连接；所述染色池与所述浓缩富集单元的连接处、所述染色池与所述染色剂存储瓶的连接处分别设置有微型抽吸装置。

在一个具体实施例中，所述抽滤装置、所述回收室、所述反应池及所述浓缩富集单元上均设置有气孔；

所述第一储液瓶与所述悬浮室的连接处位于所述内腔的上方，所述第二储液瓶与所述悬浮室的连接处位于所述外腔、高于所述内腔的上方。

一种土壤微塑料的分离方法，应用于所述的土壤微塑料的分离系统中，该方法包括：

浮选：在预设有运行参数的所述主控单元控制下，所述储液瓶单元向预置有土壤样品的所述密度悬浮单元中注入第一悬浮液，并通过所述密度悬浮单元中设置的搅拌器进行震荡混合，得到土壤混合液，静置至所述土壤混合液固液分离；

过滤：在所述主控单元控制下，所述储液瓶单元向所述密度悬浮单元中注入第二悬浮液，以冲洗所述土壤混合液中的悬浮物，移送所述悬浮物至所述消解纯化单元中设置的抽滤装置中，得到微塑料疑似物；其中，所述第二悬浮液的密度不大于所述第一悬浮液的密度；

消解：在所述主控单元控制下，所述储液瓶单元向所述微塑料疑似物注入消解液，并将所述微塑料疑似物移送至与所述抽滤装置连接的反应池中，所述储液瓶单元向所述反应池中注入消解液，通过设置在所述反应池底部的控温台控制所述反应池的温度，以清除所述微塑料疑似物中的有机物成分；

富集：通过所述主控单元控制所述反应池与所述浓缩富集单元之间的微型抽吸装置将经过消解的所述微塑料疑似物转移到所述浓缩富集单元中，得到浓缩富集的塑料疑似物；

清洗：在所述主控单元控制下，所述储液瓶单元向浓缩的所述微塑料疑似物中多次注入清洗液，直至滤液清澈。

在一个具体实施例中，在所述清洗步骤后，该方法还包括：

染色：在所述主控单元控制下，所述微塑料移送至与所述浓缩富集单元连接的所述染色池中，与所述染色池连接的染色剂存储瓶向所述染色池中注入疏水性荧光染色剂；

移送染色的所述微塑料至所述浓缩富集单元中，再次执行所述清洗步骤，得到染色的所述微塑料；

所述浮选步骤中，所述土壤样品的重量包括6g至14g；所述第一悬浮液的体积介于120mL至280mL之间，转速介于200r/min至450r/min之间，搅拌时间包括18min至30min，静置时间不少于2h；

所述过滤步骤中，所述第二悬浮液的体积介于50mL至100mL之间；

所述消解步骤中，所述消解液的体积介于20mL至50mL之间，温度介于50℃至70℃之间，消解时间介于3h至15h之间；

所述染色步骤中，所述疏水性荧光染色剂包括尼罗红染色剂或尼罗蓝染色剂，染色时间不超过30min。

有益效果：

本发明量化了微塑料分离过程中悬浮液和消解液的添加量和添加时间，标准化震荡强度、震荡时间和静置时间，降低了人主观因素带来的影响，客观化、标准化微塑料分离、检测过程，减少了人工操作所带来的误差，提高了微塑料检测结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为一实施例的土壤微塑料分离系统组成示意图；

图2为另一实施例的土壤微塑料分离系统组成示意图；

图3为另一实施例的土壤微塑料分离系统示意图；

图4为一实施例的储液瓶单元细节放大图；

图5为一实施例的密度悬浮单元细节放大图；

图6为一实施例的消解纯化单元细节放大图；

图7为一实施例的浓缩富集单元细节放大图；

图8为一实施例的染色剂单元细节放大图；

图9为实施例的土壤微塑料分离系统模块组成图一；

图10为实施例的土壤微塑料分离系统模块组成图二；

图11为实施例的土壤微塑料分离系统模块组成图三。

附图标记：

1-主控单元；2-储液瓶单元；20-储液瓶；21-第一储液瓶；22-第二储液瓶；23-第三储液瓶；24-第四储液瓶；25-流体控制装置；3-密度悬浮单元；31-悬浮室；311-内腔；312-外腔；32-搅拌器；4-消解纯化单元；41-抽滤装置；401-第一滤膜；402-第二滤膜；42-回收室；43-控温台；44-反应池；45-过滤层；5-浓缩富集单元；6-染色单元；61-染色剂存储瓶；62-染色池；71-废液池；72-微型抽吸装置；73-气孔；74-开关。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本公开的各种实施例中所使用，术语“包括”、 “具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本公开的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、 “第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本公开的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如，人工智能电子装置)。

在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

本申请实施例提出了一种土壤微塑料的分离系统，具体地，如图1、图2、图3、图9以及图10所示，包括：主控单元1、具有多个储液瓶20的储液瓶单元2、设置有内腔311与外腔312的密度悬浮单元3、消解纯化单元4及浓缩富集单元5；

多个储液瓶20可以包括两个、三个或者三个以上；

不同的储液瓶20中存储有不同的液体；密度悬浮单元3中内腔311的高度低于外腔312的高度；

消解纯化单元4中过滤层45的高度低于密度悬浮单元3的输出口；

密度悬浮单元3、消解纯化单元4、浓缩富集单元5依次连接；储液瓶单元2、密度悬浮单元3、消解纯化单元4及浓缩富集单元5分别连接主控单元1；

主控单元1还连接有开关74，用以控制土壤微塑料的自动分离系统的启闭。

密度悬浮单元3、消解纯化单元4、浓缩富集单元5分别与储液瓶单元2连接；

主控单元1用于根据预设的运行参数控制将储液瓶单元2中的一个或多个储液瓶20中存储的液体定时定量定速转移至密度悬浮单元3、消解纯化单元4或浓缩富集单元5；以及控制密度悬浮单元3、消解纯化单元4、浓缩富集单元5三者之间材料的转移，以依次对土壤中的微塑料进行浮选、纯化、富集处理。

主控单元1可精准控制每个流程的开始和结束时间，并确定液体的泵入量和速度，实现了土壤微塑料分离测试过程中的统一性和精确性；土壤微塑料的分离系统中各单元流程中还设置有返回程序，可根据土壤样品的特征增加或减少相关工艺参数，解决了由于分离工艺和检测方法的不统一，使得检测结果存在数量级上的差异，排除了检测人员的主观因素对影响土壤微塑料分离检测结果准确性和重复性的影响，能够更加精确地提取样品中微塑料疑似物，便于获得更加精确化的测试结果。

进一步地，如图4所示，储液瓶单元2，包括：流体控制装置25，及分别连接流体控制装置25的第一储液瓶21、第二储液瓶22、第三储液瓶23、第四储液瓶24；流体控制装置25连接主控单元1；

储液瓶20用以盛放各类溶液，其中，第一储液瓶21用于盛放第一悬浮液，第二储液瓶22用于盛放第二悬浮液，第三储液瓶23用于盛放消解液，第四储液瓶24用于盛放清洗液。

具体地，在本申请的一些实施例中，第一悬浮液为高密度盐溶液，第二悬浮液为低密度盐溶液，第二悬浮液的密度不大于第一悬浮液的密度，可以保证悬浮室31中微塑料疑似物处于漂浮状态；清洗液为去离子水或纯水；

可以理解地，对于储液瓶20中所盛放的溶液、溶液所盛放的位置并不作出限制，可以根据需要，调整储液瓶20中的液体、及储液瓶20的具体数量，当储液瓶20中的液体发生变化，需要调整储液瓶20的相应连接关系。

具体地，在本申请的一些实施例中，流体控制装置25用以驱动不同储液瓶20中的液体的流量与流向，实现稳定的液体输送；以满足各种需求。

如图5所示，密度悬浮单元3，包括：设置有内腔311与外腔312的悬浮室31，及与悬浮室31配合的搅拌器32；悬浮室31的内腔311用于放置土壤，悬浮室31的外腔312用于悬浮液溢流；悬浮室31分别连接储液瓶单元2与抽滤装置41；搅拌器32设置在悬浮室31的底部，且与主控单元1连接，通过主控单元1能够控制搅拌器32的转速、运行时间。

内腔311、外腔312的设置便于样品的投放和取出，同时易于悬浮室31的清洗。

具体地，在本申请的一些实施例中，悬浮室31的内腔311与外腔312由样品槽分隔形成。

流体控制装置25用于控制第一储液瓶21、第二储液瓶22分别与悬浮室31连接，

流体控制装置25还用于控制第三储液瓶23分别与消解纯化单元4的抽滤装置41、反应池44连接；

流体控制装置25还用于控制第四储液瓶24分别与密度悬浮单元3的悬浮室31、消解纯化单元4的反应池44及浓缩富集单元5连接。

可选地，流体控制装置25包括蠕动泵或电动阀或电磁阀；

当然，对于流体控制装置25的具体表现形式并不作出限制，只需满足控制液体的流动方向、流动速度等条件即可。

如图6所示，消解纯化单元4，包括：抽滤装置41，回收室42，控温台43以及反应池44；抽滤装置41分别连接密度悬浮单元3、回收室42及反应池44，反应池44设置在控温台43上，回收室42连接主控单元1；

消解纯化过程中的化学反应速率通常会随温度的变化而变化；通过主控单元1预设控温台43的运行温度，可以调节反应速率，确保反应在适当的速率中进行，从而获得更加良好的纯化效果。

抽滤装置41包括收集室或真空抽滤器，浓缩富集单元5包括富集仓或真空抽滤器。

当抽滤装置41和/或浓缩富集单元5为真空抽滤器时，抽滤装置41和/或浓缩富集单元5分别与主控单元1直接连接。

抽滤装置41用于抽吸、过滤出微塑料疑似物，浓缩富集单元5用于过滤出微塑料。

具体地，在本申请的一些实施例中，流体控制装置25为蠕动泵，抽滤装置41为收集室，浓缩富集单元5为富集仓。

进一步地，抽滤装置41上设置有第一滤膜401，浓缩富集单元5上设置有第二滤膜402；

第一滤膜401、第二滤膜402同属于过滤层45；

抽滤装置41上的第一滤膜401位于抽滤装置41与悬浮室31连接处的下方；微塑料疑似物滞留于第一滤膜401上，便于微塑料疑似物后续的转移；第二滤膜402位于浓缩富集单元5与反应池44连接处的下方。

具体地，在本申请的一些实施例中，第一滤膜401为不锈钢滤膜或者玻璃纤维滤膜，第二滤膜402为微孔滤膜。

进一步地，土壤微塑料的自动分离系统还包括废液池71，废液池71用以暂时储存废液，避免废液的随意排放，保护环境；

废液池71分别与第四储液瓶24、悬浮室31、浓缩富集单元5连接；

悬浮室31底部设置有排污口(图中未示出)；

悬浮室31与废液池71的连接处、悬浮室31与抽滤装置41的连接处设置有电动三通阀(图中未示出)，用以控制悬浮室31液体的流动方向。

进一步地，抽滤装置41、回收室42、反应池44、浓缩富集单元5、废液池71中任意两者间的连接处设置有微型抽吸装置72。

具体地，在本申请的一些实施例中，抽滤装置41底部与回收室42之间、抽滤装置41顶部与反应池44之间、反应池44与浓缩富集单元5之间、浓缩富集单元5与废液池71之间均设置有微型抽吸装置72。

微型抽吸装置72连接主控单元1；

当抽滤装置41为收集室时，和/或浓缩富集单元5为富集仓时，抽滤装置41、浓缩富集单元5通过微型抽吸装置72连接主控单元1；

微型抽吸装置72可以精准地定位到微小的区域，通过抽吸的方式采集气体、液体样品，以便对样品进行分析或检测。

综上，主控单元1连接储液瓶单元2，用以设置不同储液瓶20中不同液体的泵入时间及泵入流速与时长，主控单元1连接搅拌器32，用以设置搅拌速率和搅拌时间；主控单元1连接控温台43，用以设置运行时间及速率，进而控制温度；主控单元1连接微型抽吸装置72，用以控制抽吸运行时间与运行时长。

进一步地，如图2、图3、图8以及图11所示，该土壤微塑料的分离系统还包括染色单元6；

染色单元6包括染色剂存储瓶61以及染色池62；

染色池62分别与浓缩富集单元5、染色剂存储瓶61及废液池71连接；

染色池62与浓缩富集单元5的连接处、染色池62与染色剂存储瓶61的连接处分别设置有微型抽吸装置72。

可选地，染色剂可以包括尼罗红染色剂或者尼罗蓝染色剂，染色剂为疏水性染色剂，用以染色目标微塑料。

具体地，在本申请的一些实施例中，染色剂为尼罗红染色剂，尼罗红染色剂放置于染色剂存储瓶61中。

进一步地，如图6以及图7所示，抽滤装置41、回收室42、反应池44及浓缩富集单元5上均设置有气孔73；用以防止系统运行或升温过程中气体膨胀或液体倒吸。

具体地，在本申请的一些实施例中，第一储液瓶21与悬浮室31的连接处位于内腔311的上方，第二储液瓶22与悬浮室31的连接处位于外腔312、高于内腔311的上方；

用以实现更好的悬浮液注入效果，便于样品固体、液体的转移与收集。

本申请实施例至少具备以下有益效果：

本申请实施例中设置有主控单元1、储液瓶单元2、密度悬浮单元3、消解纯化单元4与浓缩富集单元5分别与主控单元1连接；用以对土壤中的微塑料进行浮选、纯化、收集处理；在对土壤的微塑料分离过程中，精确控制各种溶液的用量、添加时间、添加速度，即定时定量定速地将储液瓶20中的液体移送至密度悬浮单元3、消解纯化单元4或浓缩富集单元5中；标准化搅拌时间、搅拌强度，静置时间、反应时间，减少了主观因素的影响；标准化分离、检测的过程，降低检测结果的偏差，以实现良好的检测结果。

实施例2

本申请实施例提供了一种土壤微塑料的分离方法，应用于实施例1的土壤微塑料的分离系统中，该方法包括：

浮选：在预设有运行参数的主控单元1控制下，储液瓶单元2向预置有土壤样品的密度悬浮单元3中注入第一悬浮液，并通过密度悬浮单元3中设置的搅拌器32进行震荡混合，得到土壤混合液，静置至土壤混合液固液分离；

具体地，主控单元1的运行参数主要包括：设置流体控制装置25开始注入的时间、注入时长及流速，电动三通阀开关时间，搅拌器32转速、控温台43温度等运行参数；土壤样品放置于悬浮室31内腔311的样品槽中；

主控单元1控制打开储液瓶单元2中流体控制装置25（蠕动泵）与第一储液瓶21连接的通道，向悬浮室31注入第一悬浮液；

第一悬浮液的流速、时间视通道的长度与直径而定；

主控单元1控制启动搅拌器32，运行主控单元1中预设的搅拌器32转速、搅拌时间，搅拌结束后停止运行系统，静置到土壤混合液固液分离。

过滤：在主控单元1控制下，控制储液瓶单元2注入第二悬浮液，冲洗土壤混合液中的悬浮物，移送悬浮物至与密度悬浮单元3连接的抽滤装置41中，得到微塑料疑似物；

具体地，在主控单元1的控制下，打开连通悬浮室31和抽滤装置41（收集室）的电动三通阀；

并控制流体控制装置25打开与第二储液瓶22连接的通道，注入第二悬浮液，以冲洗出悬浮室31内的漂浮物，移送漂浮物至抽滤装置41中；

同时，主控单元1控制打开抽滤装置41与回收室42相连的微型抽吸装置72，微型抽吸装置72运行时间与蠕动泵运行时间间隔1s，以防止悬浮液溢出，抽取混合悬浮液至回收室42中；

主控单元1控制关闭流体控制装置25，停止注入第二悬浮液；关闭微型抽吸装置72；关闭电动三通阀。

此时，悬浮物的主要成分包括微塑料及有机物。

其中，第一悬浮液的密度不小于第二悬浮液的密度，第一悬浮液为高密度盐溶液，第二悬浮液为低密度盐溶液；

示例性地，盐溶液可以包括NaCl溶液、NaI溶液或者ZnCl2溶液等。

可选地，可以通过主控单元1预设的程序参数，多次执行浮选步骤、过滤步骤，执行完毕后，主控单元1控制打开悬浮室31外腔312的排污口，控制流体控制装置25注入清洗液，将悬浮室31中残留的液体排入废液池71中；随后，主控单元1控制流体控制装置25注入清洗液清洗悬浮室31。

优选地，在主控单元1控制下，重复执行浮选步骤、过滤步骤，用以尽可能地将土壤样品中的微塑料分离出来，提高最终测试的准确性，降低结果误差。

消解：在主控单元1的控制下，储液瓶单元2向微塑料疑似物注入消解液，并将微塑料疑似物移送至与抽滤装置41连接的反应池44中，储液瓶单元2向反应池44中注入消解液，通过设置在反应池44底部的控温台43控制反应池44的温度，以清除微塑料疑似物中的有机物成分；

具体地，在主控单元1控制下，储液瓶单元2的流体控制装置25打开第三储液瓶23与抽滤装置41的通路，注入第三储液瓶23中的消解液；

同时打开抽滤装置41与反应池44之间的微型抽吸装置72，移送抽滤装置41中的、位于第一滤膜401上的微塑料疑似物到反应池44中；

关闭抽滤装置41与反应池44之间的微型抽吸装置72，打开控温台43，进行微塑料纯化过程；待运行结束关闭控温台43。

示例性地，消解液可以为HNO3、KOH、H2O2或者H2O2与 H2SO4的混合溶液。

富集：通过主控单元1控制反应池44与浓缩富集单元5之间的微型抽吸装置72将经过消解的微塑料疑似物转移到浓缩富集单元5中，得到浓缩的塑料疑似物；

具体地，主控单元1控制打开连接反应池44与浓缩富集单元5（富集仓）之间的微型抽吸装置72，将反应池44中全部的液体转移至浓缩富集单元5中过滤后，关闭微型抽吸装置72。

随后，打开连接浓缩富集单元5与废液池71之间的微型抽吸装置72，将过滤后的残留液转移至废液池71中。

清洗：在主控单元1控制下，控制储液瓶单元2向浓缩的微塑料疑似物中多次注入清洗液，直至滤液清澈；关闭流体控制装置25。

进一步地，在清洗步骤后，该方法还包括：

染色：在主控单元1的控制下，将微塑料移送至与浓缩富集单元5连接的染色池62中，与染色池62连接的染色剂存储瓶61向染色池62中注入染色剂；

将染色完成的微塑料，移送至浓缩富集单元5中，再次执行清洗步骤，得到染色的微塑料。

具体地，主控单元1控制染色池62与浓缩富集单元5之间的微型抽吸装置72打开，将微塑料富集物移送至染色池62中，控制染色池62与染色剂存储瓶61之间的微型抽吸装置72打开，将染色剂存储瓶61中的染色剂注入染色池62中，对微塑料富集物进行染色处理；

染色完毕后，主控单元1控制染色池62与浓缩富集单元5之间的微型抽吸装置72打开，将染色的微塑料移送至浓缩富集单元5中，再次执行清洗步骤；

清洗完毕后，取出富集在第二滤膜402上的微塑料；用于后续识别和鉴定。

浮选步骤中，土壤样品的重量包括6g至14g；第一悬浮液的体积介于120mL至280mL之间，转速介于200r/min至450r/min之间，搅拌时间包括18min至30min，静置时间不少于2h；

过滤步骤中，第二悬浮液的体积介于50mL至100mL之间；

消解步骤中，消解液的体积介于20mL至50mL之间，温度介于50℃至70℃之间，消解时间介于3h至15h之间；

染色步骤中，染色剂包括尼罗红染色剂或尼罗蓝染色剂，染色时间不超过30min。

示例性地，土壤样品的重量可以为6g，7g,8g,9g,10g,11g,12g,13g或者14g；

第一悬浮液的体积可以为120mL,130mL,140mL,150mL,160mL, 170mL,180mL,190mL,200mL,210mL，220mL，230mL，240mL，250mL，260mL，270mL或者280mL；

搅拌器32转速可以为200r/min，210r/min，220r/min，230r/min，240r/min，250r/min，260r/min，270r/min，280r/min，290r/min，300r/min，310r/min，320r/min，330r/min，340r/min，350r/min，360r/min，370r/min，380r/min，390r/min，400r/min，410r/min，420r/min，430r/min，440r/min或者450r/min。

搅拌时间可以为

18min,19min,20min,21min,22min,23min,24min,25min,26min,27min,28min,29min或者30min；

静置时间可以为2h,3h,4h,5h, 6h,7h,8h,9h或者10h；

示例性地，

第二悬浮液的体积可以为50 mL，55 mL，60mL，65mL，70mL，75mL，80mL，85mL，90mL，95mL或者100mL；

示例性地，消解液的体积可以为20mL,25mL,30mL,35mL,40mL,45mL,或者50mL；

控温台43控制消解环境的温度可以为50℃，51℃，52℃，53℃，54℃，55℃，56℃，57℃，58℃，59℃，60℃，61℃，62℃，63℃，64℃，65℃，66℃，67℃，68℃，69℃或者70℃；

消解时间可以为3h,4h,5h,6h,7h，8h,9h,10h,11h,12h，13h,14h或者15h。

示例性地，染色剂为疏水性染色剂，可以为尼罗红染色剂；

染色时间可以为20min，22min,24min,26min,28min或30min等。

其余与实施例1相同内容，在此并不赘述。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种土壤微塑料的分离系统，其特征在于，包括：主控单元、具有多个储液瓶的储液瓶单元、设置有内腔与外腔的密度悬浮单元、消解纯化单元及浓缩富集单元；不同的所述储液瓶中存储有不同的液体；所述密度悬浮单元中所述内腔的高度低于所述外腔的高度；所述消解纯化单元中过滤层的高度低于所述密度悬浮单元的输出口；

所述密度悬浮单元、所述消解纯化单元、所述浓缩富集单元依次连接；所述储液瓶单元、所述密度悬浮单元、所述消解纯化单元及所述浓缩富集单元分别连接所述主控单元；

所述密度悬浮单元、所述消解纯化单元、所述浓缩富集单元分别与所述储液瓶单元连接；

所述主控单元用于根据预设的运行参数控制将所述储液瓶单元中的一个或多个储液瓶中存储的液体定时定量定速转移至所述密度悬浮单元、所述消解纯化单元或所述浓缩富集单元；以及控制所述密度悬浮单元、所述消解纯化单元、所述浓缩富集单元三者之间材料的转移，以依次对土壤中的微塑料进行浮选、纯化、富集处理。

2.根据权利要求1所述的一种土壤微塑料的分离系统，其特征在于，

所述储液瓶单元，包括：流体控制装置，及分别连接所述流体控制装置的第一储液瓶、第二储液瓶、第三储液瓶、第四储液瓶；所述流体控制装置连接所述主控单元；

所述密度悬浮单元，包括：设置有内腔与外腔的悬浮室，及与所述悬浮室配合的搅拌器，所述悬浮室的所述内腔用于放置土壤，所述悬浮室的所述外腔用于悬浮液溢流；所述悬浮室分别连接所述储液瓶单元与抽滤装置；所述搅拌器设置在所述悬浮室的底部，且与所述主控单元连接；

所述消解纯化单元，包括：所述抽滤装置、回收室、控温台及反应池；所述抽滤装置分别连接所述密度悬浮单元、所述回收室及所述反应池；所述反应池连接所述浓缩富集单元；所述反应池设置在所述控温台上，所述控温台连接所述主控单元；

所述流体控制装置用于控制所述第一储液瓶、所述第二储液瓶分别与所述悬浮室连接；

所述流体控制装置还用于控制所述第三储液瓶分别与所述消解纯化单元的所述抽滤装置、所述反应池连接；

所述流体控制装置还用于控制所述第四储液瓶分别与所述密度悬浮单元的所述悬浮室、所述消解纯化单元的所述反应池及所述浓缩富集单元连接。

3.根据权利要求2所述的一种土壤微塑料的分离系统，其特征在于，所述流体控制装置包括蠕动泵或电动阀或电磁阀；

所述抽滤装置包括收集室或真空抽滤器，所述浓缩富集单元包括富集仓或真空抽滤器。

4.根据权利要求2或3所述的一种土壤微塑料的分离系统，其特征在于，

所述抽滤装置上设置有第一滤膜，所述浓缩富集单元上设置有第二滤膜；

所述第一滤膜位于所述抽滤装置与所述悬浮室连接处的下方；所述第二滤膜位于所述浓缩富集单元与所述反应池连接处的下方。

5.根据权利要求2所述的一种土壤微塑料的分离系统，其特征在于，还包括废液池；

所述废液池分别与所述第四储液瓶、所述悬浮室、所述浓缩富集单元连接；

所述悬浮室与所述废液池的连接处、所述悬浮室与所述抽滤装置的连接处均设置有电动三通阀，用以控制所述悬浮室内液体的流动方向。

6.根据权利要求5所述的一种土壤微塑料的分离系统，其特征在于，所述抽滤装置、所述回收室、所述反应池、所述浓缩富集单元、所述废液池中任意两者间的连接处设置有微型抽吸装置；所述微型抽吸装置连接所述主控单元。

7.根据权利要求5所述的一种土壤微塑料的分离系统，其特征在于，还包括染色单元；

所述染色单元包括染色剂存储瓶以及染色池；

所述染色池分别与所述浓缩富集单元、所述染色剂存储瓶及所述废液池连接；所述染色池与所述浓缩富集单元的连接处、所述染色池与所述染色剂存储瓶的连接处分别设置有微型抽吸装置。

8.根据权利要求2所述的一种土壤微塑料的分离系统，其特征在于，所述抽滤装置、所述回收室、所述反应池及所述浓缩富集单元上均设置有气孔；

所述第一储液瓶与所述悬浮室的连接处位于所述内腔的上方，所述第二储液瓶与所述悬浮室的连接处位于所述外腔、高于所述内腔的上方。

9.一种土壤微塑料的分离方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的土壤微塑料的分离系统中，该方法包括：

浮选：在预设有运行参数的所述主控单元控制下，所述储液瓶单元向预置有土壤样品的所述密度悬浮单元中注入第一悬浮液，并通过所述密度悬浮单元中设置的搅拌器进行震荡混合，得到土壤混合液，静置至所述土壤混合液固液分离；

过滤：在所述主控单元控制下，所述储液瓶单元向所述密度悬浮单元中注入第二悬浮液，以冲洗所述土壤混合液中的悬浮物，移送所述悬浮物至所述消解纯化单元中设置的抽滤装置中，得到微塑料疑似物；其中，所述第二悬浮液的密度不大于所述第一悬浮液的密度；

消解：在所述主控单元控制下，所述储液瓶单元向所述微塑料疑似物注入消解液，并将所述微塑料疑似物移送至与所述抽滤装置连接的反应池中，所述储液瓶单元向所述反应池中注入消解液，通过设置在所述反应池底部的控温台控制所述反应池的温度，以清除所述微塑料疑似物中的有机物成分；

富集：通过所述主控单元控制所述反应池与所述浓缩富集单元之间的微型抽吸装置将经过消解的所述微塑料疑似物转移到所述浓缩富集单元中，得到浓缩富集的塑料疑似物；

清洗：在所述主控单元控制下，所述储液瓶单元向浓缩的所述微塑料疑似物中多次注入清洗液，直至滤液清澈。

10.根据权利要求9所述的一种土壤微塑料的分离方法，其特征在于，在所述清洗步骤后，该方法还包括：

染色：在所述主控单元的控制下，所述微塑料移送至与所述浓缩富集单元连接的染色池中，与所述染色池连接的染色剂存储瓶向所述染色池中注入疏水性荧光染色剂；

移送染色的所述微塑料至所述浓缩富集单元中，再次执行所述清洗步骤，得到染色的所述微塑料；

所述浮选步骤中，所述土壤样品的重量包括6g至14g；所述第一悬浮液的体积介于120mL至280mL之间，转速介于200r/min至450r/min之间，搅拌时间包括18min至30min，静置时间不少于2h；

所述过滤步骤中，所述第二悬浮液的体积介于50mL至100mL之间；

所述消解步骤中，所述消解液的体积介于20mL至50mL之间，温度介于50℃至70℃之间，消解时间介于3h至15h之间；

所述染色步骤中，所述疏水性荧光染色剂包括尼罗红染色剂或尼罗蓝染色剂，染色时间不超过30min。