CN211753971U - 一种便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置，包括保护箱体、收集漏斗、过滤连接颈以及收集瓶，所述保护箱体内设置有收集瓶，所述收集瓶上部的保护箱体上同轴螺纹安装有过滤连接颈，所述过滤连接颈上部同轴螺纹安装有收集漏斗，所述收集漏斗一侧铰装漏斗盖，所述收集瓶内设置有浮球，所述浮球上垂直固装可调节长度的顶杆，顶杆上端延伸至保护箱体外部与漏斗盖上表面滑动连接，浮球随着水量上升带动漏斗盖翻转合盖，结合设置有无线模块的液位感应器，实现微塑料定量收集。本实用新型结构简单，便于携带运输，而且方便用于定期收集大气沉降中微塑料的种类及含量。

Description

一种便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置

技术领域

本实用新型属于微塑料污染的研究领域，涉及微塑料收集装置，尤其是一种便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置。

背景技术

微塑料(microplastics,MPs)是一种人工合成的尺度在0.001～5mm的有机聚合物。可在环境中持续存在数百年甚至上千年，因此,微塑料作为一种持久性有机污染物,已引起人们关注。为了更好地认识微塑料对自然环境和人类健康的影响,人们对微塑料的迁移分布、生物效应和分析方法等进行了一些研究。据推测，大气中存在合成纤维、混合纤维、天然聚合物(人造丝、醋酸纤维素等)和天然纤维(棉花、羊毛)等,认为室内空气微塑料(纤维)污染可能是大气环境中微塑料的重要来源。大气环境中存在的微塑料会沉降在陆地,也能通过大气输送沉降到海洋,这可能是陆海环境微塑料来源的重要途径。

微塑料污染具有潜在性、滞后性和不可逆性，微塑料颗粒可通过食物链危害人体健康。研究大气沉降微塑料污染及其分布规律，对探讨大气环境微塑料污染和评估其对陆海环境微塑料的贡献具有重要作用。目前，对大气中微塑料进行采集的装置较少，本实用新型装置造价低廉，体积小，操作简单；可在大尺度空间范围内对多个采样点进行同步布置和长期连续监测，适合采样点分布广，采集时间长的大气微塑料沉降监测，而且采集的雨水得转移到实验室进行过滤才能进行微塑料观察，大大增加了实验流程。

通过检索发现如下与本申请相关的专利文献，其内容如下：

1、一种快速连续分离微塑料的富集装置(CN209273748U)，包括浮选液循环部分和样品分离富集部分；所述浮选液循环部分包括蠕动泵、储液瓶、流量计、抽收集筒、真空泵及导管；所述样品分离富集部分包括超声波发生装置、样品瓶、浮选管、搅拌棒及多级筛分盘；其中，所述储液瓶和抽收集筒底部的支口由一根带有止水夹的导管相连接；在储液瓶中放置一根导管且接在蠕动泵上，导管中间设置有流量计，以便控制浮选液的流速，导管的另一端导入样品瓶瓶底；将抽收集筒放置在超声波发生装置中；再将样品瓶放置于抽收集筒中，依次把浮选管由下而上的顺序组装在样品瓶上，最后把若干筛分盘嵌套在浮选管外侧；将搅拌棒伸入样品瓶中；最后将抽收集筒顶端的支口与真空泵相连接，所述的筛分盘中放置有不同粒径的滤网或滤膜，以便实现微塑料目标物的筛分分离和富集。

2、一种具有仿生结构的海洋微塑料分级收集装置(CN110092492A)，本发明公开一种具有仿生结构的海洋微塑料分级收集装置，属于微塑料收集技术领域，所述装置包括仿生鱼头进水口、过滤滤芯、浮力板、筒体、多级分层过滤装置和排水口。所述过滤滤芯可拆卸式内嵌在进水口内，进水口连接筒体框架，过滤滤芯通向筒体内部，筒体前端两侧装有可拆卸式鱼鳍型浮力板，筒体内设有多级过滤分离装置，筒体末端装有排水口，末端上方装有浮力板。本发明主要用于海洋表层水体中微塑料分级收集，有利于表层水中微塑料定点区域收集以及研究分析某一局部区域的微塑料分布情况，操作简单方便、占地面积小、成本低、滤芯可重复使用。

3、一种污水中微塑料污染物的快速分级采集装置(CN209166855U)，包括过滤分级装置和取样装置；所述过滤分级装置包括分级箱、连接器和过滤盘，所述分级箱上设置有污水进口、缓冲腔、漏水盘和排水口；所述取样装置包括第一取样器、第二取样器、第三取样器、第四取样器；所述污水进口与分级箱连接，污水进口用于向分级箱内加入待收集污水源，所述缓冲腔设置在污水进口与分级箱连接处；所述第一取样器、第二取样器、第三取样器、第四取样器分别设置在分级箱的外壁上。本实用新型通过设计连续不间断地分级过滤的方法，为水体中的微塑料污染物的采集提供了一种操作简单、稳定、经济的筛分装置。

通过技术特征的对比，上述公开专利文献与本实用新型的技术结构不相同，不会影响本实用新型申请的创造性及新颖性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单，便于携带运输，而且方便用于定期收集大气沉降中微塑料的种类及含量的便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置，包括保护箱体、收集漏斗、过滤连接颈以及收集瓶，所述保护箱体内设置有收集瓶，所述收集瓶内设置有液位感应器，所述液位感应器连接有一无线模块，通过所述无线模块将液位信息发送至连接于所述无线模块的终端设备，所述收集瓶上部的保护箱体上同轴螺纹安装有过滤连接颈，所述过滤连接颈内设置有用于收集微塑料的收集滤膜，所述过滤连接颈上部同轴螺纹安装有收集漏斗，所述收集漏斗一侧还铰装一漏斗盖，所述收集瓶内还设置有一浮球，所述浮球上垂直固装一可调节长度的顶杆，所述顶杆上端延伸至保护箱体外部与漏斗盖上表面滑动连接，浮球随着水量上升带动漏斗盖翻转合盖，结合设置有无线模块的液位感应器，实现微塑料定量收集。

而且，所述过滤连接颈包括收集筒，所述收集筒内沿设置有三块隔板，三块隔板沿收集筒轴线由上往下等间距分布，隔板把收集筒分隔为三层收集滤腔，隔板上活动安装有收集滤膜架，所述收集滤膜架上同轴安装有圆锥形收集滤膜支撑网，所述收集滤膜支撑网上设置有收集滤膜，每块隔板的中心开有通孔，两相邻滤腔通过通孔连通；每层收集滤腔对应的收集筒侧壁上均开有装膜口，所述收集滤膜架上设有收集筒盖，收集筒盖与装膜口对应并一体成型于收集滤膜架上，所述隔板设有半圆导轨，半圆导轨以隔板的轴心为圆心，从装膜口的左端沿伸至右端，收集筒盖的右端底部设有与半圆导轨滑动连接的导柱，所述收集筒下部还固装有限位环。

而且，所述收集筒盖边缘设有橡胶密封条，所述收集滤膜架为圆环，收集滤膜架的外径与收集筒的内径对应，收集滤膜架的内径与隔板的通孔直径对应。

而且，所述保护箱体四角设有可调节地脚螺钉，所述可调节地脚螺钉上安装有两个高度调节螺母，所述的可调节地脚螺钉底部安装有防滑垫。

而且，所述收集漏斗为不锈钢制的倒锥形漏斗，底部设有孔径为10mm的不锈钢筛网，所述收集漏斗底部通过一引流管连接于所述过滤连接颈。

而且，所述保护箱体的左右两侧设置有开口，所述开口的两侧分别设置有竖向滑槽，所述向滑槽内竖向插入有活动门板。

而且，所述漏斗盖包括密封圆盘以及直角三角体提把，所述密封圆盘通过合页活动安装在收集漏斗的漏斗口处，所述密封圆盘上表面固装有直角三角体提把，所述直角三角体提把的最长边上一体制有一滑槽。

而且，所述顶杆顶端固装有用于与漏斗盖上表面滑动连接的滑块。

而且，所述收集滤膜为玻璃纤维滤膜。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型结构简单，便于携带运输以及固定，可以保证降水量收集准确充充分，在收集漏斗与收集瓶之间设置过滤连接颈，不仅减少了实验室的实验步骤，而且由于圆锥形的收集滤膜支撑网的设计，从而使得覆盖其上面的收集滤膜的周边也有水经过，大大提高了收集过滤膜的使用效率，使得微塑料收集更加精准，使得收集滤膜使用率大大提高。

2、本实用新型的过滤连接颈设有多层滤腔，雨水逐一经过的每一层滤腔的过滤后，即可将不同颗粒大小的微塑料吸附在不同的收集过滤膜上，简化过滤操作的过程，有效提高过滤的效率。

3、本实用新型的过滤连接颈采用的滤腔套接有用于放置收集滤膜的收集滤膜架，并且收集滤膜架上还一体成型有收集筒盖，只需旋转收集筒盖，即可装快速装卸收集滤膜，结构简单，操作方便。

4、本实用新型在收集瓶内设置有液位感应器以及无线模块，通过所述无线模块将液位信息发送至连接于所述无线模块的终端设备；当液位感应器的感应到收集瓶内的水位到达原先设置好的实验设定量时，手机上就可以接到信息，此时工作人员可以前往收集地取雨水以及收集滤膜。

5、本实用新型在收集漏斗上还铰装一漏斗盖，所述收集瓶内还设置有一浮球，所述浮球上垂直固装一可调节长度的顶杆，所述顶杆上端延伸至保护箱体外部与漏斗盖上表面滑动连接，所述顶杆的长度根据实验所需的水量调节的，当工作人员收到信息打算前往收集前，收集瓶内的水量达到预设量，此时顶杆将漏斗盖已经顶到90°状态，此时漏斗盖由于自身重量实现合盖，从而保证实验收集的量是确定的，提高实验的精准度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型过滤连接颈的滤筒盖关闭状态结构示意图；

图3为本实用新型收集筒结构示意图；

图4为本实用新型过滤连接颈的滤筒盖打开状态结构示意图；

图5为在图4收集滤膜架上设置有收集滤膜状态的结构示意图；

图6为本实用新型收集滤膜架结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置，包括保护箱体7、收集漏斗16、过滤连接颈以及收集瓶5，所述保护箱体为一矩形箱体，所述保护箱体的左右两侧设置有开口，所述开口的两侧分别设置有竖向滑槽，所述竖向滑槽内竖向插入活动门板6，所述保护箱体内设置有收集瓶，所述在收集瓶上部的保护箱体上同轴螺纹安装有过滤连接颈，所述过滤连接颈的收集筒上部同轴螺纹安装有收集漏斗，所述收集漏斗一侧还铰装一漏斗盖19，所述漏斗盖包括密封圆盘以及直角三角体提把21，所述密封圆盘通过合页活动安装在收集漏斗的漏斗口处，所述密封圆盘上表面固装有直角三角体提把，所述直角三角体提把的最长边上一体制有一滑槽20，所述收集瓶内还设置有一浮球23，所述浮球上垂直固装一可调节长度的顶杆22，所述顶杆的长度根据所述顶杆上端延伸至收集瓶外部，所述顶杆上端还制有一滑块18，所述滑块与漏斗盖上的滑槽可滑动连接，顶杆随着水量上升而上升，从而推动漏斗盖翻转旋转，当收集瓶内的水量达到实验设定量时，所述顶杆上的滑块从漏斗盖上的滑槽滑落，此时漏斗盖由于自己的自重正好翻转覆盖在漏斗口处，实现水量定量合盖。

所述过滤连接颈包括收集筒14和收集滤膜13，所述收集筒上部内设置有内螺纹24与收集漏斗螺纹连接，所述收集筒下部还固装有限位环8，用于限位固定在保护箱体上，所述限位环下侧的收集筒还固装有连接部25，其内部还制有内螺纹，用于与收集瓶相螺纹连接，所述收集筒中部内套接有收集滤膜架12，收集滤膜内置于收集筒并通过该收集滤膜架支撑；所述收集滤膜为玻璃纤维滤膜，所述收集筒内沿设置有三块隔板10，三块隔板沿收集筒轴线由上往下等间距分布，隔板把收集筒分隔为三层收集滤腔，收集滤膜架活动安装在隔板上；每块隔板的中心开有通孔11，两相邻滤腔通过通孔连通；所述收集滤膜架上同轴安装有收集滤膜支撑网，所述收集滤膜支撑网为圆锥形，所述收集滤膜设置在该收集滤膜支撑网上，从而防止周边的收集过滤膜没有水经过，大大提高了收集过滤膜的使用效率，使得微塑料收集更加精准，每层收集滤腔对应的收集筒侧壁上均开有装膜口26，收集滤膜通过装膜口即可装载进每一层滤腔内，所述收集滤膜架上设有收集筒盖9，该收集筒盖与装膜口对应并一体成型于收集滤膜架上，收集筒盖与收集滤膜架一起旋转，隔板设有半圆导轨27，半圆导轨以隔板的轴心为圆心，从装膜口的左端沿伸至右端，收集筒盖的右端底部设有与半圆导轨滑动连接的导柱29，从而使收集筒盖的旋转开合更加流畅，并且限制其开合的范围，方便收集滤膜的装卸载。

在本实用新型具体实施中，所述收集瓶内设置有液位感应器3，所述液位感应器连接有一无线模块，通过所述无线模块将液位信息发送至连接于所述无线模块的终端设备；所述无线模块可以为WiFi模块或蓝牙模块，通过所述无线模块实现与移动终端无线连接，当液位感应器的感应到收集瓶内的水位到达原先设置好的实验设定量时，手机上就可以接到信息，此时漏斗盖正好翻转覆盖在漏斗口处，实现水量定量合盖，此时工作人员可以前往收集地取雨水以及收集滤膜。

在本实用新型具体实施中，所述收集筒盖边缘设有橡胶密封条28，从而防止滤液从收集筒盖与装膜口之间的缝隙渗漏出去；所述收集滤膜架为圆环，收集滤膜架的外径与收集筒的内径对应，收集滤膜架的内径与隔板的通孔直径对应。

在本实用新型具体实施中，所述保护箱体四角设有可调节地脚螺钉2，所述可调节地脚螺钉上安装有两个高度调节螺母1；所述的高度调节螺母用于调节底座的高度；所述的可调节地脚螺钉底部安装有防滑垫。方便调整箱体的高度和水平度，适应安装底面的不平整度。

在本实用新型具体实施中，所述收集漏斗为不锈钢制的倒锥形漏斗，底部设有孔径为10mm的不锈钢筛网17，所述收集漏斗底部通过一引流管15连接于所述过滤连接颈(所述过滤网可直接设置在所述引流管中，方便清洗和维护)，通过收集漏斗来收集雨水，将收集到的雨水引流至过滤连接颈中，同时经过过滤连接颈的过滤，流到收集瓶内，所述收集瓶上设置有刻度，这样可以方便查看收集瓶内的水量。

在本实用新型具体实施中，所述收集漏斗、不锈钢网筛和收集瓶使用材质均为不锈钢。

在本实用新型具体实施中，为了方便收集瓶的拿取，在所述收集瓶一侧还设置有一提手4。

本装置具体使用过程，按以下步骤进行：

(1)根据污染监测点污染源特征、地形特征、气象特征，沿不同方向隔一定距离布设本实验装置，设置好实验预测水量，并且根据预测的水量调节好可调节长度的顶杆。

(2)当手机显示水量到达实验预设量时，此时顶杆将漏斗盖盖上，且工作人员可以去取回收集瓶以及过滤连接颈带回实验室，更换收集瓶前用少量蒸馏水冲洗不锈钢筛网。

(3)将带回实验室的过滤连接颈内的收集滤膜取出替换新的滤膜，然后将取出的收集滤膜，风干后在体式显微镜下观察，挑选和统计滤膜上的微塑料。

(4)将收集到的疑似微塑料样品，根据其形貌类型、颜色进行分类，从中选取代表性样品，运用显微傅里叶红外光谱仪鉴定微塑料成分。

(5)微塑料的大气沉降通量计算：

采用每天每平方米微塑料的量表示微塑料沉降通量，计算公式如下：

微塑料沉降通量＝n/(s×t)×104,

其中，n为样品中微塑料数量(个)；s为装置收集口面积(cm2)；t为收集时间(d)。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (9)

1.一种便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置，其特征在于：包括保护箱体、收集漏斗、过滤连接颈以及收集瓶，所述保护箱体内设置有收集瓶，所述收集瓶内设置有液位感应器，所述液位感应器连接有一无线模块，通过所述无线模块将液位信息发送至连接于所述无线模块的终端设备，所述收集瓶上部的保护箱体上同轴螺纹安装有过滤连接颈，所述过滤连接颈内设置有用于收集微塑料的收集滤膜，所述过滤连接颈上部同轴螺纹安装有收集漏斗，所述收集漏斗一侧还铰装一漏斗盖，所述收集瓶内还设置有一浮球，所述浮球上垂直固装一可调节长度的顶杆，所述顶杆上端延伸至保护箱体外部与漏斗盖上表面滑动连接，浮球随着水量上升带动漏斗盖翻转合盖，结合设置有无线模块的液位感应器，实现微塑料定量收集。

2.根据权利要求1所述的便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置，其特征在于：所述过滤连接颈包括收集筒，所述收集筒内沿设置有三块隔板，三块隔板沿收集筒轴线由上往下等间距分布，隔板把收集筒分隔为三层收集滤腔，隔板上活动安装有收集滤膜架，所述收集滤膜架上同轴安装有圆锥形收集滤膜支撑网，所述收集滤膜支撑网上设置有收集滤膜，每块隔板的中心开有通孔，两相邻滤腔通过通孔连通；每层收集滤腔对应的收集筒侧壁上均开有装膜口，所述收集滤膜架上设有收集筒盖，收集筒盖与装膜口对应并一体成型于收集滤膜架上，所述隔板设有半圆导轨，半圆导轨以隔板的轴心为圆心，从装膜口的左端沿伸至右端，收集筒盖的右端底部设有与半圆导轨滑动连接的导柱，所述收集筒下部还固装有限位环。

3.根据权利要求2所述的便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置，其特征在于：所述收集筒盖边缘设有橡胶密封条，所述收集滤膜架为圆环，收集滤膜架的外径与收集筒的内径对应，收集滤膜架的内径与隔板的通孔直径对应。

4.根据权利要求1所述的便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置，其特征在于：所述保护箱体四角设有可调节地脚螺钉，所述可调节地脚螺钉上安装有两个高度调节螺母，所述的可调节地脚螺钉底部安装有防滑垫。

5.根据权利要求1所述的便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置，其特征在于：所述收集漏斗为不锈钢制的倒锥形漏斗，底部设有孔径为10mm的不锈钢筛网，所述收集漏斗底部通过一引流管连接于所述过滤连接颈。

6.根据权利要求1所述的便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置，其特征在于：所述保护箱体的左右两侧设置有开口，所述开口的两侧分别设置有竖向滑槽，所述向滑槽内竖向插入有活动门板。

7.根据权利要求1所述的便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置，其特征在于：所述漏斗盖包括密封圆盘以及直角三角体提把，所述密封圆盘通过合页活动安装在收集漏斗的漏斗口处，所述密封圆盘上表面固装有直角三角体提把，所述直角三角体提把的最长边上一体制有一滑槽。

8.根据权利要求1所述的便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置，其特征在于：所述顶杆顶端固装有用于与漏斗盖上表面滑动连接的滑块。

9.根据权利要求1所述的便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置，其特征在于：所述收集滤膜为玻璃纤维滤膜。

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