CN215202941U - 一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统 - Google Patents

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汤庆峰
高峡
张裕祥
李琴梅
王佳敏
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Abstract

本实用新型涉及一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，属于土壤化学分析技术领域。所述系统中，悬浮液容器与大颗粒杂质过滤装置之间用管路连接，管路上设有蠕动泵A，大颗粒杂质过滤装置放置于磁力搅拌器上，并在其中放置磁转子，过滤后的悬浮液通过管路送入分级分离装置的顶部分离腔，分级分离装置底部漏斗状空腔下方放有集液器，集液器与悬浮液容器之间通过管路连接，管路上设有蠕动泵B。所述系统通过磁力搅拌，促进了微塑料和土壤粘粒的分离；通过不同孔径的滤网进行分级分离，能够对微塑料等成分进行快速的分级分离，提高了提取效率；样品制备溶液可循环利用，节约了实验原料，减少了环境污染。

Description

一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统
技术领域
本实用新型涉及一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，属于土壤化学分析技术领域。
背景技术
土壤是保障我国农业可持续发展至关重要的自然资源，是生态和环境保护的重要对象。然而伴随我国工业化的快速发展，土壤污染和土壤质量下降问题日趋严峻。在众多的土壤污染物中，直径小于5mm的微塑料，成为一种新型污染物，其带来的污染问题越来越受到人们的关注。土壤中的微塑料主要通过农膜的大量使用和含塑废弃物的循环利用等途径进入，并在土壤中持续积累，影响土壤性质、土壤功能及土壤生物多样性。因此，加强土壤中微塑料污染的治理和研究，意义重大。
研究和治理土壤微塑料污染的首要问题是把微塑料从复杂的土壤基质中提取和分离出来，然而，土壤中微塑料来源广泛，残留量大，且商品化的微塑料可能与土壤环境微塑料存在一定差异，很难从实际土壤中分离、鉴别出足够量的微塑料用于其生态环境效应的评价。尽管目前已有关于土壤中微塑料污染的报道，其中采用的土壤微塑料提取、分离方法并不统一，方法各异；且提取、分离方法多是借鉴水、沉积物中微塑料的提取方法，如周倩等在《滨海潮滩土壤中微塑料的分离及其表面微观特征》一文中，在总结前人研究的基础上，称取定量土壤样品，先用饱和氯化钠溶液浮选，获得初步分离样品，然后用饱和碘化钠溶液进行浮选分离，用真空抽滤装置过滤，并洗净盐分，将微塑料放入玻璃培养皿中，风干，待测。
土壤按土壤质地和颗粒组成的比例进行分类，通常划分为以下三类：
(1)砂土：能见到或感觉到单个砂粒，干时抓在手中，稍松开后即散落；而湿时可捏成团，但一碰即散；粘粒含量小于15％。
(2)壤土：干时手握成团，用手小心拿不会散开；润时手握成团后，一般性触动不至散开；粘粒含量15％～25％。
(3)黏土：干时常为坚硬的土块，润时有粘着性，极可塑，用手可撮捻成长的可塑土条；粘粒含量大于25％。
研究表明，目前的土壤微塑料提取和分离方法用于提取不同质地土壤中的微塑料时，发现微塑料提取效率和回收率不稳定，砂土样品提取效率高，黏土、壤土效率低，提取不充分。为了进一步提高微塑料提取效率和回收率，需要一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，用以将土壤样品中的微塑料之外的大颗粒杂质进行有效分离。
发明内容
为克服现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统。
为实现本实用新型的目的，提供以下技术方案。
一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，所述系统包括样品预处理装置和分级分离装置。
其中，样品预处理装置包括悬浮液容器、大颗粒杂质过滤装置和磁力搅拌器。
悬浮液容器用于制备土壤样品悬浮液。
大颗粒杂质过滤装置中设有孔径为5mm的隔板，用于过滤去除颗粒大于 5mm的塑料等杂质。
磁力搅拌器用于搅拌大颗粒杂质过滤装置中的悬浮液。
所述分级分离装置包括一个以上的分离腔，底部为漏斗状空腔。所述分离腔内部空腔为漏斗状；分离腔与分离腔之间，分离腔与底部漏斗状空腔之间，均通过外壁上下相互匹配嵌套可拆卸连接；每个分离腔内部空腔漏斗状底部出口处设有砂板，砂板上放置滤网，滤网的孔径根据所需分离杂质的大小进行选择，以将分级分离出的多种土壤内含有的成分单独收集并暂时存储，滤网可重复使用。优选所述分离腔外部呈圆柱状。优选砂板孔径为2mm。
优选分级分离装置材质为玻璃，分离腔与分离腔之间，分离腔与底部漏斗状空腔之间，均通过外壁磨砂口上下相互匹配嵌套可拆卸连接。
所述系统中，悬浮液容器与大颗粒杂质过滤装置之间通过管路连接，并在管路上设有蠕动泵A，用于悬浮液容器中制备的土壤样品悬浮液送入大颗粒杂质过滤装置中，大颗粒杂质过滤装置放置于磁力搅拌器上，并在大颗粒杂质过滤装置中放置磁转子进行磁力搅拌，大颗粒杂质过滤装置中过滤后的悬浮液通过管路送入分级分离装置的顶部分离腔，微塑料及其它成分在分级分离装置内通过不同孔径的滤网进行分级分离，分级分离装置底部漏斗状空腔下方放置有集液器，分级分离过滤后的溶液进入集液器，集液器与悬浮液容器之间通过管路连接，并在管路上设有蠕动泵B，将分级分离过滤后的溶液回收，并输送回样品预处理装置中进行循环利用。
本实用新型所述的一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统的使用方法如下：
称取定量土壤样品放入悬浮液容器中，加水制成制备土壤样品悬浮液，通过蠕动泵A和管路不断送入大颗粒杂质过滤装置中，边加边用磁力搅拌器搅拌均匀，形成土壤悬浊液，并使土壤悬浊液保持悬浊状态；将上层浮悬液不断送入分级分离装置，直至溶液澄清，无悬浮颗粒；将分级分离装置过滤后的溶液用集液器收集，并通过蠕动泵B和管路运输回悬浮液容器中，以形成循环连续的分级分层过程。
有益效果
1.本实用新型提供了一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，所述系统通过磁力的搅拌，促进了微塑料和土壤粘粒的分离；通过不同孔径的滤网进行分级分离，能够对微塑料等成分进行快速的分级分离，提高了提取效率；样品制备溶液可循环利用，节约了实验原料，减少了环境的污染。
2.本实用新型提供了一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，所述系统中的大颗粒杂质过滤装置中设置隔板，进一步阻止了大块塑料(5mm)、大块根茎等非塑料有机杂质进入分级分离系统，提高分离效率；
3.本实用新型提供了一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，所述系统中的分级分离装置的分离腔方便组装拆卸，可根据样品特性自由组装分离腔层数；滤网方便拆卸，可重复利用。
附图说明
图1实施例1中一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统的示意图。
图2实施例1中的分级分离装置的示意图。
其中，1—悬浮液容器，2—大颗粒杂质过滤装置，3—隔板，4—磁力搅拌器，5—磁转子，6—分离腔，7—砂板，8—漏斗状空腔，9—集液器，10—蠕动泵A，11—蠕动泵B
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来详述本实用新型，但不作为对本实用新型专利的限定。
实施例1
一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，所述装置包括样品预处理装置和分级分离装置。
其中，样品预处理装置包括悬浮液容器1、大颗粒杂质过滤装置2和磁力搅拌器4。
悬浮液容器1为玻璃瓶，用于制备土壤样品悬浮液。
大颗粒杂质过滤装置2为上部带有支管的玻璃瓶，其中部设有孔径为5mm 的玻璃隔板3，用于过滤去除颗粒大于5mm的塑料等杂质。
磁力搅拌器4用于搅拌大颗粒杂质过滤装置2中的悬浮液。
所述分级分离装置包括四个玻璃分离腔6，底部为玻璃漏斗状空腔8。所述分离腔6外部呈圆柱状，内部空腔为漏斗状；分离腔6与分离腔6之间，分离腔6与底部漏斗状空腔8之间，均通过外壁磨砂口上下相互匹配嵌套可拆卸连接，方便安装、清洗；每个分离腔6内部空腔漏斗状底部出口处设有孔径为2mm 的砂板7，砂板7上放置滤网，滤网的孔径根据所需分离杂质的大小进行选择，以将分级分离出的多种土壤内含有的成分单独收集并暂时存储，滤网可重复使用。
所述系统中，悬浮液容器1与大颗粒杂质过滤装置2之间通过管路连接，并在管路上设有蠕动泵A 10，用于悬浮液容器1中制备的土壤样品悬浮液送入大颗粒杂质过滤装置2中，大颗粒杂质过滤装置2放置于磁力搅拌器4上，并在大颗粒杂质过滤装置2中放置磁转子5进行磁力搅拌，大颗粒杂质过滤装置2 中过滤后的悬浮液通过支管送入分级分离装置的顶部分离腔6，分级分离装置通过铁架台悬空固定，微塑料及其它成分在分级分离装置内通过不同孔径的滤网进行分级分离，分级分离装置底部漏斗状空腔8下方放置有集液器9，分级分离过滤后的溶液进入集液器9，集液器9为玻璃缸，集液器9与悬浮液容器1之间通过管路连接，并在管路上设有蠕动泵B11，将分级分离过滤后的溶液回收，并输送回样品预处理装置中进行循环利用。
本实用新型所述的一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统的使用方法如下：
称取定量土壤样品放入悬浮液容器1中，加水制成制备土壤样品悬浮液，通过蠕动泵A 10和管路不断送入大颗粒杂质过滤装置2中，边加边用磁力搅拌器4搅拌均匀，形成土壤悬浊液，并使土壤悬浊液保持悬浊状态；将上层浮悬液不断送入分级分离装置，直至溶液澄清，无悬浮颗粒；将分级分离装置过滤后的溶液用集液器9收集，并通过蠕动泵B11和管路运输回悬浮液容器1中，以形成循环连续的分级分层过程。

Claims (5)

1.一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，其特征在于：所述系统包括样品预处理装置和分级分离装置；
样品预处理装置包括悬浮液容器(1)、大颗粒杂质过滤装置(2)和磁力搅拌器(4)；
大颗粒杂质过滤装置(2)中设有孔径为5mm的隔板(3)；
所述分级分离装置包括一个以上的分离腔(6)，底部为漏斗状空腔(8)；所述分离腔(6)内部空腔为漏斗状；分离腔(6)与分离腔(6)之间，分离腔(6)与底部漏斗状空腔(8)之间，均通过外壁上下相互匹配嵌套可拆卸连接；每个分离腔(6)内部空腔漏斗状底部出口处设有砂板(7)，砂板(7)上放置滤网；
所述系统中，悬浮液容器(1)与大颗粒杂质过滤装置(2)之间通过管路连接，并在管路上设有蠕动泵A(10)，大颗粒杂质过滤装置(2)放置于磁力搅拌器(4)上，并在大颗粒杂质过滤装置(2)中放置磁转子(5)，大颗粒杂质过滤装置(2)中过滤后的悬浮液通过管路送入分级分离装置的顶部分离腔(6)，分级分离装置底部漏斗状空腔(8)下方放置有集液器(9)，集液器(9)与悬浮液容器(1)之间通过管路连接，并在管路上设有蠕动泵B(11)。
2.根据权利要求1所述的一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，其特征在于：所述分离腔(6)外部呈圆柱状。
3.根据权利要求1所述的一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，其特征在于：砂板(7)孔径为2mm。
4.根据权利要求1所述的一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，其特征在于：所述分离腔(6)外部呈圆柱状；砂板(7)孔径为2mm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，其特征在于：分级分离装置材质为玻璃，分离腔(6)与分离腔(6)之间，分离腔(6)与底部漏斗状空腔(8)之间，均通过外壁磨砂口上下相互匹配嵌套可拆卸连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114459870A (zh) * 2022-02-11 2022-05-10 扬州大学 高效、经济的土壤微塑料分离纯化装置及方法

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