CN212808043U - 一种同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱和重金属含量的检测系统 - Google Patents
一种同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱和重金属含量的检测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱和重金属含量的检测系统，包括原位采样管和间隙水扩散平衡器，所述原位采样管为两端贯通的透明有机玻璃管，所述原位采样管的底部配有橡胶塞，所述原位采样管的管壁还设有高度刻度线，所述原位采样管的上端还设有圆形网格架，所述圆形网格架包括网格圈和若干个挂钩，所述若干个挂钩分别插入网格圈的四周，且挂钩的顶部钩挂在有机玻璃管的上端沿，挂钩的底端设有用于钩挂网格圈的弯钩，所述网格圈能沿挂钩上下移动；所述间隙水扩散平衡器能可拆卸式固定在网格圈上。本实用新型实现准确获取沉积物间隙水高分辨率溶解性有机物及重金属的浓度分布信息，适用于沉积物污染评价领域。
Description
技术领域
本实用新型属于属于环境检测技术领域，具体涉及沉积物间隙水紫外光谱和重金属含量的原位采集分析技术。
背景技术
重金属是一种高毒性、难代谢的环境污染物。空气、水体和土壤中重金属的污染被认为是一种严重的环境问题。湖泊是全球淡水的重要来源，随着工业、农业和其他人类活动的发展，水体的重金属污染问题日益严重。湖泊中的重金属污染对水质、饮用水供应、食物链和淡水生态系统构成严重威胁。沉积物作为湖泊水体重金属的源和汇，是水体重金属发生二次污染的定时炸弹。重金属在沉积物中的迁移转化主要受到环境因素如氧化还原条件、pH值和酸挥发硫化物(AVS)、铁(Fe)、锰(Mn)及有机质的影响。其中前人研究发现，重金属与溶解性有机质的络合物是沉积物中重金属的主要存在形态，在pH为6.0-11.5的条件下，溶解性有机质与重金属的络合物占溶解态重金属总浓度的57％-93％左右。因此，准确获取沉积物间隙水中溶解性有机质和重金属浓度的变化信息，揭示沉积物重金属的迁移转化，对水体重金属污染的预警预报极其重要。
传统的沉积物间隙水采集方法包括离心法和压榨法，不可避免的破坏沉积物原本结构，在取样过程中不可避免地将样品暴露在空气和光照中，改变沉积物性质，易造成采样误差和溶解性有机质的光降解。最近发展的透析技术可原位采样，有效地降低了采样误差，虽然能做到较高分辨率的原位水采集，但操作复杂效率低；而且由于其所获间隙水体积较小(约为400μL)，使用紫外分光光度计进行紫外吸收光谱分析需要3mL样品量间隙水溶解态有机质和重金属的同步获取无法实现。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供了一种同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱和重金属含量的检测系统，解决了高分辨率的条件下同步获取沉积物间隙水溶解性有机质和重金属的技术问题，可原位高分辨率同步采集分析沉积物间隙水重金属和有机质样品，适用于湖泊、湿地及河流沉积物重金属的迁移转化及污染评价。
技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：一种同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱和重金属含量的检测系统，包括原位采样管和间隙水扩散平衡器，所述原位采样管为两端贯通的透明有机玻璃管，所述原位采样管的底部配有橡胶塞，所述原位采样管的管壁还设有高度刻度线，所述原位采样管的上端还设有圆形网格架，所述圆形网格架包括网格圈和若干个挂钩，所述若干个挂钩分别插入网格圈的四周，且挂钩的顶部钩挂在有机玻璃管的上端沿，挂钩的底端设有用于钩挂网格圈的弯钩，所述网格圈能沿挂钩上下移动；所述间隙水扩散平衡器能可拆卸式固定在网格圈上。
作为优选方案，所述间隙水扩散平衡器包括支撑板和盖板，所述支撑板设有底槽，所述底槽内从下至上依次设有固定膜、扩散膜和滤膜，所述支撑板四周设有卡合凹槽，所述卡合凹槽的底部设有密封圈，卡合凹槽的外围还设有圆柱孔；所述盖板为与支撑板形状匹配的框架结构，所述盖板相对卡合凹槽的密封圈和圆柱孔对应的设有密封凸条和圆柱钉，所述盖板通过密封凸条和圆柱钉与支撑板扣合密封。
作为优选方案，所述支撑板沿纵向设有若干个格栅将底槽分割成多个腔室。
作为优选方案，还包括用于吸取存放间隙水扩散平衡器内间隙水的96孔板。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型能够准确获取沉积物间隙水高分辨率(mm级)溶解性有机物(紫外吸收光谱表征)及重金属的浓度分布信息，适用于沉积物污染评价领域。且本实用新型操作便捷。
附图说明
图1为本实用新型所述同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱及重金属的采样装置的结构示意图。
图2为本实用新型所述间隙水扩散平衡器的结构示意图。图2有问题，应该两面都有栅格。
图3为本实用新型实施例同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱及重金属Cd和Cu的结果曲线图。
其中，原位采样管 1、间隙水扩散平衡器 2、上覆水体 3、原位沉积物 4、橡胶塞5、支撑板 6、盖板 7、底槽 8、卡合凹槽 9、密封圈 10、圆柱孔 11、密封凸条 12、圆柱钉13、楔形底部 14。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1和2所示，本发明的一种同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱和重金属含量的检测系统，包括原位采样管和间隙水扩散平衡器，所述原位采样管为两端贯通的透明有机玻璃管，所述原位采样管的底部配有橡胶塞，所述原位采样管的管壁还设有高度刻度线，所述原位采样管的上端还设有圆形网格架，所述圆形网格架包括网格圈和若干个挂钩，所述若干个挂钩分别插入网格圈的四周，且挂钩的顶部钩挂在有机玻璃管的上端沿，挂钩的底端设有用于钩挂网格圈的弯钩，所述网格圈能沿挂钩上下移动；所述间隙水扩散平衡器能可拆卸式固定在网格圈上。其中，所述间隙水扩散平衡器包括支撑板和盖板，所述支撑板设有底槽，所述底槽内从下至上依次设有固定膜、扩散膜和滤膜，所述支撑板四周设有卡合凹槽，所述卡合凹槽的底部设有密封圈，卡合凹槽的外围还设有圆柱孔；所述盖板为与支撑板形状匹配的框架结构，所述盖板相对卡合凹槽的密封圈和圆柱孔对应的设有密封凸条和圆柱钉，所述盖板通过密封凸条和圆柱钉与支撑板扣合密封。
所述的采样管1用于采集沉积物，为有机玻璃管，高50cm、内径为11cm，底部为锥形橡胶塞5，上圆直径10.5cm，下圆直径13cm。所述的间隙水扩散平衡器2用于原位高分辨率采集沉积物间隙水样品，由36个宽40mm的采样腔室构成，腔室共长200mm，分辨率5mm。所述的96孔板6和微孔板微量分光光度计7用于样品的紫外吸收光谱分析，所述的96孔板尺寸为：长×宽×高＝127×85.5×14.5mm，板上由96个均匀分布的小孔组成，每个孔直径为6.6mm，孔深度为12.5mm，在微孔板微量分光光度里使用96孔板可同时测定间隙水96个样品的紫外吸收光谱(200-800nm)。
本装置使用时，先以采样管原位在湖泊或者河流中采集原状沉积物，沉积物深度约25cm，上覆水高15cm，底部用橡胶塞子塞紧，并用防水胶带粘紧，防止沉积物及上覆水泄露。接着，可以将若干个间隙水扩散平衡器固定在圆形网格架的网格圈的方形孔内，然后通过挂钩将圆形网格架悬挂在采样玻璃管的内壁上，通过按压网格圈上的下压手柄使其沿挂钩下移，使得间隙水扩散平衡器插入沉积物内，保留沉积物-水界面以上5-6个腔室收集上覆水样品，沉积物-水界面以下30-31个腔室收集间隙水样品。平衡48小时后，回收装置，快速清理干净装置上的残留沉积物，使用移液枪收集每个腔室内所采集的样品(400μL)，然后依次取100μL加入到96孔板中，在微孔板微量分光光度里以1nm步进扫描波长为200-800nm，即可获得间隙水紫外吸收光谱信息。每个腔室剩余的300μL样品测定重金属浓度，最后可同步获取间隙水紫外吸收光谱及重金属的浓度剖面变化信息。
如图3所示为本发明专利同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱及重金属Cd和Cu的结果图。由图可知溶解性有机质(紫外吸收光谱表征)在沉积物剖面分布并不均匀，在30-40mm深度出现了吸收光度峰值，同步获取的重金属Cd在对应位置出现浓度高值，而Cu浓度高值出现在表层-10mm沉积物及上覆水。
Claims (4)
1.一种同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱和重金属含量的检测系统，其特征在于：包括原位采样管和间隙水扩散平衡器，所述原位采样管为两端贯通的透明有机玻璃管，所述原位采样管的底部配有橡胶塞，所述原位采样管的管壁还设有高度刻度线，所述原位采样管的上端还设有圆形网格架，所述圆形网格架包括网格圈和若干个挂钩，所述若干个挂钩分别插入网格圈的四周，且挂钩的顶部钩挂在有机玻璃管的上端沿，挂钩的底端设有用于钩挂网格圈的弯钩，所述网格圈能沿挂钩上下移动；所述间隙水扩散平衡器能可拆卸式固定在网格圈上。
2.根据权利要求1所述同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱和重金属含量的检测系统，其特征在于：所述间隙水扩散平衡器包括支撑板和盖板，所述支撑板设有底槽，所述底槽内从下至上依次设有固定膜、扩散膜和滤膜，所述支撑板四周设有卡合凹槽，所述卡合凹槽的底部设有密封圈，卡合凹槽的外围还设有圆柱孔；所述盖板为与支撑板形状匹配的框架结构，所述盖板相对卡合凹槽的密封圈和圆柱孔对应的设有密封凸条和圆柱钉，所述盖板通过密封凸条和圆柱钉与支撑板扣合密封。
3.根据权利要求2所述同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱和重金属含量的检测系统，其特征在于：所述支撑板沿纵向设有若干个格栅将底槽分割成多个腔室。
4.根据权利要求1所述同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱和重金属含量的检测系统，其特征在于：还包括用于吸取存放间隙水扩散平衡器内间隙水的96孔板。
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| CN202020772585.XU CN212808043U (zh) | 2020-05-11 | 2020-05-11 | 一种同步获取沉积物间隙水紫外吸收光谱和重金属含量的检测系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114057261A (zh) * | 2021-08-19 | 2022-02-18 | 南京国兴环保产业研究院有限公司 | 连续光催化消毒净化自然水体设备及其应用方法 |
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- 2020-05-11 CN CN202020772585.XU patent/CN212808043U/zh active Active
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