CN204594737U - 水体微表层污染物采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水体微表层污染物采集装置，包括装置主体，所述装置主体包括：若干个沿垂直方向设置的采集单元；浮于水面的浮力单元，所述浮力单元使数个采集单元裸露于大气中从而形成大气采集部分，其余的采集单元浸于水体内从而形成水体采集部分。本实用新型利用浮力单元将装置主体浮起，将采集单元分成大气采集部分和水体采集部分，通过两部分持续地对近海水微表层处连续各点的采样，获取近水体微表层处连续各点大气与水体的自由溶解态浓度。本实用新型可应用于大气—水体界面通量的测定。

Description

水体微表层污染物采集装置

技术领域

本实用新型涉及环境领域，特别是一种水体微表层污染物采集装置。

背景技术

水体微表层(Surface Microlayer, SML)是界于大气和水体之间的一个薄层，是气-水界面间物质交换的必由之路。即从微观上看，几乎所有物质进入或离开水体，都是通过水体微表面层进行大气-水交换的边界，在微表层内进行转化。水微表层有着特殊的物理-化学-生物性质，对水体生物地球化学循环、物质的气-水界面通量、乃至气候等等都有着直接而重要的影响。

水体微表层的组成和性质，与不同的取样器和所取的表面层的厚度有关。常用的有各种筛子和转鼓式表面层取样器，也可用玻璃板垂直从水中提出水来的方法采集表面层样品。上述各方法一般被称为主动法，且得到的表面层厚度大都在100微米左右。其中的筛子与玻璃平板采样方式,适合河流、湖泊与近海地区，因污染物浓度低、检测线高，需相对大量样品体积，进而要求大量的人力与时间；转鼓式表面层取样器虽可节省人力与时间，但造价不菲且体积相对较大，适于远洋的相关研究。

然而，主动法所得结果，多为瞬时浓度(短时间的浓度)，无法得到较长时间段内的地球化学循环、气-水界面通量等相关结果，不便对大气—水非均相界面(相变)的研究开展；同时，所取得的水体溶解态浓度需经校正方能得到自由溶解态浓度。

而目前有关气-水界面通量的相关研究中采样方案有(1) 在大气与水体中各采一点的以进行有关物质交换与通量的研究。然而,在此方法中,学术界内一直没有统一的采样高度规范,(受采样条件限定)；(2)在大气层中设定多个采样高度，拟合结果。该方法是依据各点浓度变化推论出是大气沉降或水体挥发。然而，在此方法中并没有考虑水体微表层对大气-水体交换的影响，可能高/低估了大气-水体交换。

实用新型内容

为了克服上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种可获取近水体微表层处连续各点大气与水体的自由溶解态浓度的水体微表层水体微表层污染物采集装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种水体微表层污染物采集装置，包括装置主体，所述装置主体包括：

若干个沿垂直方向设置的采集单元；

浮于水面的浮力单元，所述浮力单元使数个采集单元裸露于大气中从而形成大气采集部分，其余的采集单元浸于水体内从而形成水体采集部分。

作为本实用新型的进一步改进，所述大气采集部分中相邻采集单元的间距均大于气—水界面至大气中任一采集单元间的距离。

作为本实用新型的进一步改进，所述水体采集部分中相邻采集单元的间距均大于气—水界面至水体中任一采集单元间的距离。 

作为本实用新型的进一步改进，所述大气采集部分的采集单元数量不少于3个，所述水体采集部分的采集单元数量不少于3个。

作为本实用新型的进一步改进，所述大气采集部分外部覆盖有防水遮光单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述防水遮光单元包括位于大气采集部分上方的盖板以及围绕大气采集部分四周的侧板，所述侧板上设有透气孔。 

作为本实用新型的进一步改进，所述采集单元包括吸附相、设置在所述吸附相两侧的滤膜以及覆盖滤膜的夹板。

作为本实用新型的进一步改进，所述吸附相为聚乙烯吸附膜，所述滤膜为玻璃纤维滤膜。

作为本实用新型的进一步改进，所述装置主体包括支撑杆，所述支撑杆连接采集单元端部，从而将各采集单元串连成柱状。

作为本实用新型的进一步改进，所述浮力单元包括与采集单元相对固定的多个浮球。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用浮力单元将装置主体浮起，将采集单元分成大气采集部分和水体采集部分，通过两部分持续地对近海水微表层处连续各点的采样，获取近水体微表层处连续各点大气与水体的自由溶解态浓度。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是采集单元的示意图。

具体实施方式

如图1所示的水体微表层污染物采集装置，包括装置主体，装置主体由采集单元1、浮力单元、防水遮光单元和支撑单元组成。

其中，采集单元1有若干个，多个的采集单元1沿垂直方向设置，形成多层结构，每个采集单元1都可以检测相应层的自由溶解态浓度。具体的，如图2所示，每个采集单元1由水平的吸附膜11、设置在吸附膜11两侧的滤膜12以及覆盖滤膜12的夹板13组成，由螺丝或者铆钉或者销轴将吸附膜11、滤网和夹板13连接成片状的结构。吸附膜作为吸附相可吸收目标污染物，滤膜12的作用是滤除颗粒物，夹板13可起到支撑和保护吸附膜11、滤膜12的作用，保证采集单元处于水平的状态，提高数据的准确性。优选的吸附膜11为聚乙烯吸附膜，优选的滤膜12为玻璃纤维滤膜。

如图1所示，支撑单元包括四根支撑杆4，每根支撑杆4均连接采集单元1的一个角，从而将各采集单元1串连成柱状。当然各采集单元1也可能不是构成柱状，而是为交错的层状结构，或者螺旋上升的结构，只是柱状的结构可以有效的节省整个装置的占用空间。

本实施例的浮力单元为四个浮球5，装置本体使用时浮球5浮于水面。这四个浮球5是与采集单元1相对固定的，在高度方向来看，四个浮球5所在的平面大致在装置本体的中部，那么在浮力的作用下，数个采集单元1裸露于大气中从而形成大气采集部分，其余的采集单元1浸于水体内从而形成水体采集部分。大气采集部分最下方的采集单元1位于液面（图1中虚线所示）以上，离液面最近，假定其距离为A；与之相对的，水体采集部分最上方的采集单元1位于液面以上，离液面最近，假定距离为B，优选的，浮球5位置的设置尽可能的使得A=B，那么该位置测得的数据对于气-水界面通量的计算更准确。

大气采集部分中采集单元的数量不少于3个，相邻采集单元的间距均大于气—水界面至大气中任一采集单元间的距离。水体采集部分中采集单元数量也不少于3个，相邻采集单元的间距均大于气—水界面至水体中任一采集单元间的距离。

大气采集部分是裸露于空气之中，装置在采集数据时采集单元1会受到风吹雨淋的影响，为此在大气采集部分外部覆盖有防水遮光单元。 

该防水遮光单元包括盖板2和侧板3。盖板2位于大气采集部分的正上方，侧板3围绕大气采集部分四周并连接在盖板2下方，从而盖板2与侧板3围成一个下端开口的框，这个框能够尽可能的阻碍上方和侧面的雨水及风对采集单元1的影响。侧板3上还密布有透气孔31，这些透气孔31需满足气体能携带污染物进入，然而这些透气孔31的存在也不能影响挡风的需求。

上述的支撑杆4的顶部连接在盖板2底端面，各采集单元1间接的均由盖板2支撑。盖板2的四个角处还连接有垂直的连杆6，这些连杆6一直向下延伸至水体采集部分的底部。四个浮球5分别通过横杆7与连杆6固定。

实施例中，各采集单元1的吸附膜11持续吸收近海水微表层处各位置的有机污染物，取近水体微表层处连续各点大气与水体的自由溶解态浓度，被吸收于吸附膜上的目标污染物经定量洗脱后进行定性与定量分析，通过数学处理即可测得大气—水体界面通量。

以上所述只是本实用新型优选的实施方式，其并不构成对本实用新型保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种水体微表层污染物采集装置，包括装置主体，其特征在于，所述装置主体包括：

若干个沿垂直方向设置的采集单元；

浮于水面的浮力单元，所述浮力单元使数个采集单元裸露于大气中从而形成大气采集部分，其余的采集单元浸于水体内从而形成水体采集部分。

2.根据权利要求1所述的水体微表层污染物采集装置，其特征在于：所述大气采集部分中相邻采集单元的间距均大于气—水界面至大气中任一采集单元间的距离。

3.根据权利要求1所述的水体微表层污染物采集装置，其特征在于：所述水体采集部分中相邻采集单元的间距均大于气—水界面至水体中任一采集单元间的距离。

4.根据权利要求1或2或3所述的水体微表层污染物采集装置，其特征在于：所述大气采集部分的采集单元数量不少于3个，所述水体采集部分的采集单元数量不少于3个。

5.根据权利要求1所述的水体微表层污染物采集装置，其特征在于：所述大气采集部分外部覆盖有防水遮光单元。

6.根据权利要求5所述的水体微表层污染物采集装置，其特征在于：所述防水遮光单元包括位于大气采集部分上方的盖板以及围绕大气采集部分四周的侧板，所述侧板上设有透气孔。

7.根据权利要求1或2或3所述的水体微表层污染物采集装置，其特征在于：所述采集单元包括吸附相、设置在所述吸附相两侧的滤膜以及覆盖滤膜的夹板。

8.根据权利要求7所述的水体微表层污染物采集装置，其特征在于：所述吸附相为聚乙烯吸附膜，所述滤膜为玻璃纤维滤膜。

9.根据权利要求1或2或3或5或6所述的水体微表层污染物采集装置，其特征在于：所述装置主体包括支撑杆，所述支撑杆连接采集单元端部，从而将各采集单元串连成柱状。

10.根据权利要求1所述的水体微表层污染物采集装置，其特征在于：所述浮力单元包括与采集单元相对固定的多个浮球。