本發(fā)明涉及水體采樣裝置領(lǐng)域，具體是一種水體沉積物界面有機(jī)污染物漸升式被動(dòng)采樣器。

背景技術(shù)：

持久性有機(jī)污染物是指在環(huán)境中長(zhǎng)期殘留、遷移并在生物體中蓄積的高毒性疏水有機(jī)物，在自然環(huán)境中持久性有機(jī)污染物易于在水體中與沉積物進(jìn)行擴(kuò)散交換，而這種擴(kuò)散交換過(guò)程受控于污染物在沉積物孔隙水中的濃度，正確評(píng)估疏水性污染物在沉積物孔隙水和上覆水體之間的交換通量是非常必要的。

現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)方法是分別測(cè)定沉積物和水體中有機(jī)物的濃度，然后進(jìn)行比較，估算有機(jī)污染物的擴(kuò)散方向和通量，或者采用原位通量測(cè)定法即在原位設(shè)置通量測(cè)試箱，根據(jù)被動(dòng)擴(kuò)散原理，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后測(cè)定箱內(nèi)吸附劑中目標(biāo)物的含量，根據(jù)平衡分配系數(shù)再估算擴(kuò)散通量。

現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)方法雖然簡(jiǎn)便、直接，但是存在以下缺點(diǎn)，首先是只能測(cè)定孔隙水和上覆水體有單個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，難以準(zhǔn)確反映濃度變化的特征；其次，界面通量的估算基于濃度梯度為線(xiàn)性的假設(shè)，與理論推算和實(shí)際情況不符；再次，測(cè)定沉積物孔隙水和上覆水體有機(jī)物濃度需要大量溶劑，回收率低、分析成本過(guò)高。

而原位通量測(cè)定法有著可以直接測(cè)定擴(kuò)散通量，受環(huán)境因素干擾小的優(yōu)點(diǎn)，但也存在以下缺點(diǎn)，首先該方法測(cè)量的是靜態(tài)單向擴(kuò)散通量，即在吸附劑的吸附性驅(qū)動(dòng)下，部分目標(biāo)物從沉積物或上覆水體中遷移的逸出通量，排除了水體中的目標(biāo)物向下沉積的通量，因此所測(cè)得的不是平衡通量；其次所測(cè)的通量是吸附劑位置的通量，不是沉積物到水體的完整擴(kuò)散通量;再次只能測(cè)得某一水體深度的單個(gè)數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種水體沉積物界面有機(jī)污染物漸升式被動(dòng)采樣器，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

水體沉積物界面有機(jī)污染物漸升式被動(dòng)采樣器，其特征在于：包括：

沉積物孔隙水采樣器，其由豎直設(shè)置的六棱柱體，以及設(shè)在六棱柱體六個(gè)側(cè)面上的沉積物采樣單元構(gòu)成，

水體污染物被動(dòng)采樣器，其包括豎直連接在六棱柱體上端面中心的中心支撐柱，以及分別豎直連接在六棱柱體上端面各個(gè)棱角處的側(cè)支撐柱，由中心支撐柱及側(cè)支撐柱構(gòu)成支撐架，支撐架內(nèi)水平設(shè)有多組水體采樣單元，多組水體采樣單元從下至上依次排列，且水體采樣單元之間間隔距離從下至上依次增大。

所述的水體沉積物界面有機(jī)污染物漸升式被動(dòng)采樣器，其特征在于：所述沉積物采樣單元包括第一多孔夾板件，第一多孔夾板件其中一側(cè)外板面緊貼設(shè)在六棱柱體對(duì)應(yīng)側(cè)面上，第一多孔夾板件內(nèi)夾設(shè)有多組并排排列且分別呈長(zhǎng)條形的膜組件，每個(gè)膜組件分別由吸附膜和夾持在吸附膜兩側(cè)膜面上的濾膜構(gòu)成，由濾膜分別隔開(kāi)吸附膜膜面與第一多孔夾板件對(duì)應(yīng)側(cè)內(nèi)板面，并由濾膜在吸附膜膜面與第一多孔夾板件對(duì)應(yīng)側(cè)內(nèi)板面之間形成濾除顆粒物的水通道。

所述的水體沉積物界面有機(jī)污染物漸升式被動(dòng)采樣器，其特征在于：所述水體采樣單元包括第二多孔夾板件，第一多孔夾板件內(nèi)夾設(shè)有多組并排排列且分別呈長(zhǎng)條形的膜組件，每個(gè)膜組件分別由吸附膜和夾持在吸附膜兩側(cè)膜面上的濾膜構(gòu)成，由濾膜分別隔開(kāi)吸附膜膜面與第一多孔夾板件對(duì)應(yīng)側(cè)內(nèi)板面，并由濾膜在吸附膜膜面與第一多孔夾板件對(duì)應(yīng)側(cè)內(nèi)板面之間形成濾除顆粒物的含水通道。

所述的水體沉積物界面有機(jī)污染物漸升式被動(dòng)采樣器，其特征在于：所述濾膜為玻璃纖維膜。

所述的水體沉積物界面有機(jī)污染物漸升式被動(dòng)采樣器，其特征在于：所述吸附膜為低密度聚乙烯吸附膜。

所述的水體沉積物界面有機(jī)污染物漸升式被動(dòng)采樣器，其特征在于：多組水體采樣單元之間間隔在豎直方向上按等差級(jí)數(shù)依次增大漸升式排列。

所述的水體沉積物界面有機(jī)污染物漸升式被動(dòng)采樣器，其特征在于：中心支撐柱上端還系有浮標(biāo)。

所述的水體沉積物界面有機(jī)污染物漸升式被動(dòng)采樣器，其特征在于：還包括連接桿件、加長(zhǎng)桿件、桿柄，連接桿件共中心軸可拆卸連接在中心支撐柱上端，加長(zhǎng)桿件可拆卸連接在連接桿件上端，且根據(jù)采樣深度需要增加或減少加長(zhǎng)桿件數(shù)量，桿柄安裝在最上方的加長(zhǎng)桿件上端。

所述的水體沉積物界面有機(jī)污染物漸升式被動(dòng)采樣器，其特征在于：桿柄上加裝有防滑裝置。

本發(fā)明中，與已有技術(shù)相比，有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明通過(guò)將沉積物孔隙水采樣器和水體污染物被動(dòng)采樣器有機(jī)的組合在一起，且沉積物孔隙水采樣器在六棱柱各側(cè)面垂直設(shè)置有沉積物采樣單元，水體污染物被動(dòng)采樣器沿豎直方向依次排列設(shè)有多個(gè)橫置的水體采樣單元，可以準(zhǔn)確地同時(shí)獲得同一位置不同深度沉積物孔隙水中有機(jī)污染物濃度和不同高度上覆水體中有機(jī)污染物濃度，即同時(shí)多點(diǎn)測(cè)得沉積物孔隙水和上覆水體中不同位置的濃度，由此獲得沉積物?水界面上下不同相中的真實(shí)濃度梯度變化，再通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算處理，便可獲得沉積物孔隙水和上覆水體之間的真實(shí)擴(kuò)散通量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)正視圖。

圖2為本發(fā)明中水體采樣單元安裝俯視圖。

圖3為本發(fā)明中水體采樣單元結(jié)構(gòu)正剖視圖。

圖4為本發(fā)明中水體采樣單元俯視圖。

圖5為本發(fā)明中沉積物孔隙水采樣器結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖6為本發(fā)明中沉積物采樣單元結(jié)構(gòu)正剖視圖。

圖7為本發(fā)明中沉積物采樣單元結(jié)構(gòu)俯剖視圖。

圖8為本發(fā)明中連接桿件、加長(zhǎng)桿件、桿柄連接示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明包括沉積物孔隙水采樣器2和連接在沉積物孔隙水采樣器2上端的水體污染物被動(dòng)采樣器1，沉積物孔隙水采樣器2以六棱柱體作為支撐物，在六棱柱體的六個(gè)側(cè)面分別設(shè)有沉積物采樣單元4，水體污染物被動(dòng)采樣器1內(nèi)沿豎直方向從下至上依次設(shè)有12個(gè)水平的水體采樣單元3。

本發(fā)明通過(guò)將沉積物孔隙水采樣器2和水體污染物被動(dòng)采樣器1有機(jī)的組合在一起，且沉積物孔隙水采樣器中六棱柱體各側(cè)面設(shè)有沉積物采樣單元4，在水體污染物被動(dòng)采樣器1沿豎直方向依次排列設(shè)有12個(gè)水平的水體采樣單元3，可以準(zhǔn)確地同時(shí)獲得同一位置不同深度沉積物孔隙水中有機(jī)污染物濃度和不同高度上覆水體中有機(jī)污染物濃度，即同時(shí)多點(diǎn)測(cè)得沉積物孔隙水和上覆水體中不同位置的濃度，由此獲得沉積物?水界面上下不同相中的真實(shí)濃度梯度變化，再通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算處理，便可獲得沉積物孔隙水和上覆水體之間的真實(shí)擴(kuò)散通量。

現(xiàn)有技術(shù)中的原位通量測(cè)定法只能測(cè)定某一水體深度的從沉積物孔隙水到上覆水體的單向擴(kuò)散通量，而不能測(cè)定平衡擴(kuò)散通量，也不能獲得所測(cè)點(diǎn)位的沉積物孔隙水中有機(jī)污染物的濃度數(shù)據(jù)。

對(duì)于沉積物孔隙水和上覆水體的有機(jī)污染物采樣提取，通過(guò)設(shè)有沉積物采樣單元4和水體采樣單元3進(jìn)行被動(dòng)吸附有機(jī)污染物，免除諸如大量樣品的采集、離心分離、溶劑提取超聲萃取等繁瑣、耗時(shí)的操作，大大降低了樣品的采集和前處理成本，大幅度提高樣品分析效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。

如圖1、圖5?圖7所示，作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，沉積物采樣單元4包括第一多孔夾板件43和夾持在第一多孔夾板件43中的多組膜組件，由第一多孔夾板件43和多組膜組件形成沉積物格狀采樣板，其中濾膜42設(shè)置在吸附膜41兩側(cè)膜面上，每個(gè)膜組件中的吸附膜41和濾膜42均剪成寬度為10 mm的長(zhǎng)條狀，多個(gè)膜組件并排排列并貼滿(mǎn)在第一多孔夾板件43中。

第一多孔夾板件43采用不銹鋼板件制成，內(nèi)設(shè)有吸附膜41，在吸附膜41兩側(cè)膜面貼覆有濾膜42，吸附膜41的數(shù)量和尺寸與濾膜的數(shù)量和尺寸一致，通過(guò)不銹鋼螺釘組件將吸附膜41、濾膜42及第一多孔夾板件43緊固裝配成單片狀的沉積物格狀采樣板，通過(guò)第一多孔夾板件43可起到支撐和保護(hù)吸附膜41和濾膜42的作用，保證其處于豎直的狀態(tài)，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而濾膜42的作用是濾除顆粒物和在吸附膜41膜面和第一多孔夾板件43對(duì)應(yīng)側(cè)內(nèi)板面之間形成水通道，以利于有機(jī)污染物在吸附膜41和水中的擴(kuò)散與交換。

沉積物孔隙水采樣器2采用六塊沉積物格狀采樣板拼接形成，在沉積物格狀采樣板的拼接處采用不銹鋼角鋼連接固定。

如圖1、圖2?圖4所示，作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，水體采樣單元3結(jié)構(gòu)與沉積物采樣單元4結(jié)構(gòu)相同，均包括多組分別由吸附膜31、設(shè)置在吸附膜31兩側(cè)膜面上的濾膜32構(gòu)成的膜組件，以及夾持各個(gè)膜組件的第二多孔夾板件33。

通過(guò)不銹鋼螺釘組件將吸附膜31、濾膜32及第二多孔夾板件33緊固裝配成單片狀的水體采樣單元3，通過(guò)第二多孔夾板件33可起到支撐和保護(hù)吸附膜31和濾膜32的作用，保證其處于水平的狀態(tài)，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而濾膜32的作用是濾除顆粒物和在吸附膜31膜面和第二多孔夾板件33對(duì)應(yīng)側(cè)內(nèi)板面之間形成水通道，以利于有機(jī)污染物在吸附膜31和水中的擴(kuò)散與交換。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，水體采樣單元3圍繞著水體污染物被動(dòng)采樣器1的中心從下往上依次排列設(shè)于水體污染物被動(dòng)采樣器1內(nèi)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，從下往上依次排列的水體采樣單元3彼此間隔距離依次增大。且距離沉積物孔隙水采樣器頂部距離依次為10 mm，20 mm，30 mm，40 mm，50 mm，100 mm，150 mm，200 mm，300 mm，400 mm，700 mm，1000 mm。

在上覆水體中，有機(jī)污染物在垂直方向上的濃度變化是非線(xiàn)性的，因此，相鄰水體采樣單元3在沿垂直方向上按等差級(jí)數(shù)間隔排列，水體采樣單元3繞著水體污染物被動(dòng)采樣器1的中心軸線(xiàn)依次豎直排列，且依次排列的水體采樣單元3之間的間隔距離按等差級(jí)數(shù)依次增大，水體采樣單元3采用這種漸升式的排列方式，可使同一垂直方向上相隔的水體采樣單元3之間的間距增大三倍以上，降低和消除因高度方向相隔的兩水體采樣單元3之間的耗竭性干擾而導(dǎo)致的負(fù)誤差。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，水體污染物被動(dòng)采樣器1包括設(shè)置在沉積物孔隙水采樣器2上端的支撐架14，支撐架14由中心的中心支撐柱12和端部的側(cè)支撐柱13構(gòu)成，中心支撐柱12、支撐柱13上端共裝有上板11，上板11用于固定中心支撐住12和側(cè)支撐柱13，構(gòu)成整體的采樣裝置，其中呈對(duì)角線(xiàn)的兩個(gè)側(cè)支撐柱13之間從下至上依次安裝有多組支撐板15，中心支撐柱從支撐板中穿過(guò)，每個(gè)高度位置分別有兩個(gè)水體采樣單元3，兩個(gè)水體采樣單元3分別設(shè)于支撐板15兩側(cè)。

支撐架14為采用不銹鋼制成的支架，安裝在沉積物孔隙水采樣器2的上端用于支撐水體采樣單元3，中心支撐柱12位于支撐架14中心，6根側(cè)支撐柱13安裝于支撐架14六個(gè)端部，中心支撐住12和側(cè)支撐柱13用于支撐漸升式排列方式的水體采用單元3。

在呈對(duì)角線(xiàn)的兩個(gè)側(cè)支撐柱13之間從下至上依次安裝套裝有不同高度的支撐板15，第二多孔夾板件兩端對(duì)角線(xiàn)設(shè)有圓孔，圓孔套接于側(cè)支撐柱13，第二多孔夾板件31的一端中部開(kāi)有大小與側(cè)支撐柱14相對(duì)應(yīng)的圓孔，第二多孔夾板件31通過(guò)圓孔套入并用螺釘固定在支撐板15上，使第二多孔夾板件31安裝在中心支撐柱13和側(cè)支撐柱14之間，通過(guò)將不同高度的支撐板15排列組合，使水體采用單元3在中心支撐柱13和側(cè)支撐柱14之間按漸升式的排列方式固定于水體采樣器1內(nèi)的預(yù)定高度上。

如圖8所示，作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，連接桿件51、加長(zhǎng)桿件52、桿柄構(gòu)成桿組件5，其中連接桿件51、加長(zhǎng)桿件52采用鋼管，桿柄53采用鋼制結(jié)構(gòu)，兩端接防滑橡膠54。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，吸附膜均為低密度聚乙烯吸附膜，濾膜均為玻璃纖維濾膜。

本發(fā)明被動(dòng)式水體采樣器通過(guò)設(shè)置在沉積物采樣單元4和水體采樣單元3中的低密度聚乙烯吸附膜作為吸附相原位吸附持久性有機(jī)污染物，被吸附采樣的樣品用有機(jī)溶劑從低密度聚乙烯吸附膜上定量洗脫后，用色譜?質(zhì)譜方法進(jìn)行定性與定量分析，再根據(jù)分析數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)處理計(jì)算出沉積物孔隙水和上覆水體之間的真實(shí)擴(kuò)散通量。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在所述技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。