【微塑料粒径】续接型多粒径微塑料样品同步采集器的制作方法

2021-05-06 - 微塑料

本实用新型涉及一种环境污染监测设备,特别涉及一种江河湖海等水域中微塑料污染的监测采样装置。

背景技术:

微塑料(Microplastics)是指直径不大于5mm的塑料微塑料,已成为国际广泛关注的热点问题之一。2014年,首届联合国环境大会(UNEP1)首次将微塑料污染列入全球亟待解决的十大环境问题之一。2015年,UNEP2将海洋微塑料列入环境与生态科学研究领域第二大科学问题,并与全球气候变化、臭氧耗竭和海洋酸化并列成为全球科学家共同关注的重大全球环境问题。

微塑料粒径

水体中的微塑料主要来源于人类使用含有微塑料颗粒产品导致微塑料进入环境和大块塑料垃圾分解或破碎成微小颗粒进入环境。其中,个人护理品中添加的塑料微珠(Microbeads)就是水体微塑料的环境直接来源之一。

微塑料粒径

在一些个人洗漱品如沐浴乳、洗面奶、牙膏以及一些化妆品如眼影、睫毛膏、保湿霜等个人护理品中,生产过程中人为添加以聚乙烯和聚丙烯材质为主的塑料微珠。个人洗漱后,废水中塑料微珠通过下水道进入污水厂。由于塑料微珠体积小、密度轻、数量多,以当前污水厂常规处理工艺很难有效去除这些塑料微珠,而绝大部分塑料微珠会进入自然水体,最终汇入海洋而长久存在,进而通过食物链对淡水和海洋生态系统甚至人体健康造成潜在危害。

大块塑料垃圾在降解过程中也会产生大量的塑料微塑料,这些塑料微塑料通过垃圾、土壤及地表水循环途径进入江河湖海水域中,造成微塑料污染。

由于上述情形,需要对水体中的微塑料形态、浓度等进行研究,就需要我们根据需要,采集水体中的微塑料样品,并检测微塑料的含量,为水体的生态环境保护和微塑料污染治理提供检测数据。由于微塑料颗粒污染的检测起步较晚,采集设备和采集方法上还缺乏准确性和科学性。采集设备也是比较原始和落后,比如水体中的微塑料颗粒采集便是一个值得改进的问题。

目前水体中微塑料样品采集一般是使用一种简易网袋来实现,这种网袋需要一定的孔径,网口对准在水流方向上,利用水流将微塑料截留到网袋上,用于采集富集水中的微塑料颗粒,根据采集的微塑料颗粒和水的流速来计算水体中微塑料的含量。

但是这种网袋都是固定孔径的单一网袋,如同浮游生物扑集装置,只能采集粒径大于网袋孔径的全部微塑料物质,不能将微塑料物质进行分级筛选,因而也就不能及时的检测出水中不同粒径的微塑料颗粒的含量。也不利于对水体微塑料污染程度进行科学评价。

鉴于上述情形,本实用新型设计人设计了一款可以同步采集多种粒径微塑料颗粒的装置。

技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种续接型多粒径微塑料样品同步采集器。可以同时分级采集不同粒径的微塑料颗粒,提高检测效率。

本实用新型的目的是这样实现的,通过设置多级连续续接的网袋型结构的微塑料采集装置,各级之间使用不同孔隙大小的过滤网,将一定水量中的多种粒径的微塑料颗粒一次性同步采集分离完毕。提高采集分析效率。

本实用新型的续接型多粒径微塑料样品同步采集器,包括至少第一级微塑料采集装置和第二级微塑料采集装置。所述第一级微塑料采集装置和第二级微塑料采集装置均为网袋型结构,包括网袋本体,网袋本体一端设置网口,另一端设置网底。

网口为开口状态,网底为过滤网,设置对应微塑料粒径大小孔径的过滤孔隙。第二级微塑料采集装置的网口与第一级微塑料采集装置的网底之间可拆卸密闭连接。所述第二级微塑料采集装置的网底的过滤孔隙孔径小于第一级微塑料采集装置的网底的过滤孔隙孔径。

上述所述的续接型多粒径微塑料样品同步采集器中,所述每级网袋本体为孔隙孔径都不大于最后一级网底过滤孔隙孔径尺寸的过滤网或者透水的非滤网结构。

上述所述的续接型多粒径微塑料样品同步采集器中,还包括第三级至第N级微塑料采集装置,第三级微塑料采集装置的网口可拆卸密闭续接到第二级微塑料采集装置的网底。其后的第四级至第N级微塑料采集装置网口依次续接到上一级微塑料采集装置的网底,所述第一级至第N级微塑料采集装置的网底过滤孔隙的孔径依次减小。

上述所述的续接型多粒径微塑料样品同步采集器中,所述相邻两级微塑料采集装置之间的续接结构为螺纹连接、卡合连接、插拔锁紧或者尼龙粘扣连接其中之一或者组合。

上述所述的续接型多粒径微塑料样品同步采集器中,所述第一级微塑料采集装置的网口设置过滤格栅,过滤格栅的孔径尺寸为5毫米。

上述所述的续接型多粒径微塑料样品同步采集器中,所述网袋网底过滤网设置有微塑料富集释放装置。

本实用新型设置了具有不同过滤孔径的滤网网袋结构,且这些网袋网底的过滤孔径呈依次减小的续接结构,放置在水流中时,可以将不同粒径的微塑料颗粒一次性分别截留分离采集出来,用于分析。因而可以大大提高采集和分析效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例的采集器剖面结构示意图;

图2是图1中局部放大结构示意图;

图3是本实用新型的微塑料富集释放装置结构示意图。

图中所示:1为格栅;2为第一级网袋本体;3为第一级网底;4为第一级连接头;5为第二级网袋本体;6为第二级网底;7为第二级连接头;8为第三级网袋本体;9为第三级网底;10为第三级连接头;11为第四级网袋本体;12为第四级网底,13为外螺纹结构,14为密封圈,15为螺纹连接,16为内螺纹结构,17为富集释放装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作出详细说明,但该说明仅限于对本实用新型技术方案的详细解释,不用于限定实用新型的保护范围。

实施例1:如图1、图2所示,是本实施例的续接型多粒径微塑料样品同步采集器剖面结构示意图。该实施例设置四级不同粒径的微塑料样品采集装置,进而实现不同粒径的微塑料样品同步采集。

如图1所示,第一级微塑料采集装置包括第一级网袋本体2,该第一级网袋本体2的尾端设置第一级网底3,前端可设置开口网口。其中的第一级网底3为具有孔隙的过滤网,过滤网的孔径尺寸小于5毫米,根据采集微塑料的粒径设置,比如可以是3毫米。为了保证第一级网袋本体2本身不会导致微塑料的泄露损失,要求第一级网袋本体2的孔隙尺寸至少不大于最后一级也就是本实施例的第四网底12的过滤网的孔径尺寸。

如图1所示,在第一级微塑料采集装置的第一级网底3的后端设置第一级连接头4,该第一连接头4连接第一级微塑料采集装置的尾端和第二级微塑料采集装置的网口端。

如图2所示,相邻两级微塑料采集装置之间通过连接头实现连接,本实施例中采用的是螺纹连接方式。即在第一级微塑料采集装置尾端设置硬质材料的外螺纹结构13,在第二级微塑料采集装置的网口处设置硬质材料的内螺纹结构16,外螺纹结构13和内螺纹结构16通过螺纹连接15进行稳固的可拆卸连接,为避免微塑料的泄露损失,保证连接的密闭性,在螺纹连接处设置密封圈14。

如图1所示,本实施例中的第二级微塑料采集装置与第一微塑料采集装置结构基本相同,所不同的是第二级微塑料采集装置的网底6的过滤网孔径小于第一级微塑料采集装置的网底3的孔径,比如是1毫米,目的是截留从上一级第一级网底3中未截留的更小微塑料,同时第二级网袋本体5的孔隙尺寸也必须不大于第四级网底12的孔径尺寸,避免第二级微塑料采集装置中微塑料损失。

同理,设置第三极微塑料采集装置和第四级微塑料采集装置,分别设置有第三级网袋本体8、第三级网底9,和第四级网袋本体11和第四级网底12。其中第三级微塑料采集装置的网口端通过第二级连接头7与第二级微塑料采集装置密闭连接;第四级微塑料采集装置网口通过第三级连接头10与第三级微塑料采集装置连接。

第三级微塑料采集装置的第三级网底9孔径小于第二级微塑料采集装置的第二级网底6的孔径,比如为0.5毫米,第四级微塑料采集装置的第四级网底12的孔径小于第三级微塑料采集装置的第三级网底9的孔径,比如说0.1毫米。总之要使过滤孔隙的孔径尺寸依次递减。

在第四级微塑料采集装置的尾端还可以连接第五至第N级微塑料采集装置。每一级的网底孔径都要小于上一级的网底孔径。同时每一级微塑料采集装置的网袋本体的孔隙尺寸都不能大于最后一级网底的孔径尺寸。

上述的各级之间的连接头处均为硬质材料,才能形成外螺纹结构13和内螺纹结构16,也只有使用硬质材料作为连接头材质,才能实现网口与网底之间的开口连接状态。同时第一级网口处也需要设置一硬质材料圈才能保持在水流中保持开口状态。

本实用新型的采集器在使用时,按照需要采集的粒径分级设置好各级微塑料采集装置,并按要求组装。如需要分别采集分析水体中3-5毫米的粒径的微塑料颗粒和1-3毫米的粒径微塑料颗粒的含量。可以组装两级同步采集装置,将第一级采集装置网底过滤网孔径设为3毫米,第二级网底过滤网孔径设为1毫米。

然后将上述装置放置在水的流路上,通过水流速度和网口的面积计算通过的水量,水通过第一级采集装置时截留3毫米以上的微塑料,第二级采集装置截留小于3毫米大于1毫米的微塑料。如需要进一步详细分析,可以将粒径范围分的更详细,采集装置的级数也就可以越多,但无论级数多少,采集工作都会同步完成。

为了避免水中更大的物体进入采集装置或者损坏网袋及网底,可以在第一级采集装置的网口部位设置格栅,格栅的孔径设置在5毫米最为合适,这样可以避免尺寸大于塑料或者其它物体进入采集器,也可以让小于5毫米的微塑料颗粒进入采集装置。

如图1、图3所示,为了实现更好的富集和收集微塑料颗粒,在网底过滤网的中央部位设置一富集释放装置17,该富集释放装置17比如可以是一与网底滤网连接的管体172,在该滤网连接端开口171,另一端为一螺纹丝堵173,管口部位形成富集区174。

在收集时由于网底滤网可以设置成软体材料,在水流中自然网底中央会向后倾斜,起到富集的作用,微塑料容易聚集在该富集在富集区174内,旋开丝堵173便可以方便释放收集。当然,富集释放装置还可以是其它结构,比如阀门结构。

至于本实用新型中的相邻两级采集装置之间的连接头,实施例中举出的为螺纹连接,其实也可以使用卡合连接,插拔锁紧连接,尼龙粘扣连接,甚至其它各种已知的连接方式都可以,只要实现可拆卸密闭连接即可。

上述的实用新型实施例使用的是总体为锥形的形状,但是由于网口尺寸是固定唯一的,因此各级采集装置透水量是一致的。设置锥形形状的目的是实现网底的面积相对于网口面积小,进而更容易使收集到的微塑料更为集中。将网袋本体设置成不透水结构时也是避免微塑料颗粒分布在网袋本体内壁上,造成分布分散,收集难度加大。

上述为本实用新型的具体实现方式,如本实施例是以圆形截面采集器进行描述的,当然具体采集器也可以是方形、长方向或者其它形状的截面结构。均应理解为本实用新型的保护范围。

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