痕量地下水有机污染物的现场采集-富集一体化装置

摘要

一种痕量地下水有机污染物的现场采集-富集一体化装置，包括：一真空泵，连接真空管的顶部连接口；真空管底部的连接口连接层析管底部的连接口，真空管底部的出水口设有排水阀；层析管的顶部连接口连接吸水管，该吸水管浸入需要采集和富集的地下水中；层析管内部套设有三个套管，分别是最内层的内层套管、中间层的中层套管和最外层的外层套管，放置次序自下而上为外层套管、中层套管和内层套管；内层套管的底部和中层套管的底部分别放置滤膜，外层套管的底部填装有富集填料。本发明适用于野外采样，可以现场直接富集，避免在运输、保存等过程中水样直接暴露带来的污染、损耗等实验误差，同时仪器体积较小、重量较轻、便于携带，操作简便。

说明书

技术领域

本发明涉及地下水环境保护领域，具体而言，涉及一种地下水采集和 富集一体化装置。

技术背景

地下水污染防控和地下水修复是我国目前环境保护的一项重要任务， 而其前提是要对地下水中的污染物的污染水平进行准确的评估。在地下水 污染物中，有机污染物是重要组成部分，如POPs类物质，对人体具有较 高的毒性，而一般情况下其在地下水中处于痕量水平，在仪器精度受限的 情况下，往往需要对水样中的污染物进行富集，这就需要进行大体积的采 样，这样在运输过程中，样品的携带极为不便，而且水样在长距离运输、 搬运和转移过程中会存在各种可能的污染和损耗的风险，这势必会影响污 染物的检测精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种痕量地下水有机污染物的现场采集-富集 一体化装置，以解决大体积采样运输、携带不便以及样品的污染、损耗等 问题。

为实现上述目的，本发明提供的痕量地下水有机污染物的现场采集- 富集一体化装置，包括：

一真空泵，连接真空管的顶部连接口；

真空管底部的连接口连接层析管底部的连接口，真空管底部的出水口 设有排水阀；

层析管的顶部连接口连接吸水管，该吸水管浸入需要采集和富集的地 下水中；

层析管内部套设有三个套管，分别是最内层的内层套管、中间层的中 层套管和最外层的外层套管，放置次序自下而上为外层套管、中层套管和 内层套管；

内层套管的底部和中层套管的底部分别放置滤膜，外层套管的底部填 装有富集填料。

所述的痕量地下水有机污染物的现场采集-富集一体化装置中，真空管 和层析管均为玻璃或有机玻璃材料。

所述的痕量地下水有机污染物的现场采集-富集一体化装置中，真空泵 为自吸式真空泵。

所述的痕量地下水有机污染物的现场采集-富集一体化装置中，内层套 管和中层套管的底部均为凹槽并开设有圆孔，分别放置内层套管滤膜安放 装置和中层套管滤膜安放装置，在内层套管滤膜安放装置和中层套管滤膜 安放装置内的滤膜放置槽内分别放置滤膜。

所述的痕量地下水有机污染物的现场采集-富集一体化装置中，外层套 管的底部为带孔的富集填料放置装置，富集填料放置装置上方填装富集填 料，富集填料可以装入两片玻璃纤维中形成一塞片。

所述的痕量地下水有机污染物的现场采集-富集一体化装置中，富集填 料为弗罗里硅藻土。

本发明的一体化装置适用于野外痕量水平有机污染物的采样，避免大 样本取样带来的运输不便以及采样样本数量的限制，而且现场直接富集， 避免在运输、保存等过程中水样直接暴露带来的污染、损耗等实验误差， 同时仪器体积较小、重量较轻、便于携带，操作简便。

附图说明

图1是本发明的痕量地下水有机污染物的现场采集-富集一体化装置 结构示意图。

图2是本发明一体化装置中的内层（中层）套管滤膜放置装置结构示 意图。

图3是放置在内层（中层）套管滤膜放置装置中的滤膜结构示意图。

图4是本发明一体化装置中的外层套管底部设置的带孔的富集填料放 置装置。

图5是将富集填料装入两片玻璃纤维中形成的塞片示意图。

附图中主要组件符号说明：

1真空泵，2抽气管，3真空管，4连接管，5层析管，6吸水管，7 真空管顶部连接口，8真空管底部连接口，9排水阀接口，10排水阀，11 阀门，12层析管顶部连接口，13层析管底部连接口，14内层套管，15内 层套管滤膜放置装置，16中层套管，17中层套管滤膜放置装置，18外层 套管，19富集填料放置装置，20滤膜放置槽，21中空部分，22滤膜，23 中空部分，24富集填料塞片。

具体实施方式

本发明提供的一种面向痕量地下水有机污染物的现场采集-富集一体 化装置，主要由真空泵、富集装置、连接管三部分组成。真空泵和富集装 置之间由抽气软管连接，富集装置为层析管和真空管的组合装置，层析管 和真空管之间由连接管连接，层析管的顶端安装吸水管，真空管的下部安 装排水阀，层析管由三层套管组成，内层两个底部放置过滤装置，外层的 放置富集装置。

本发明的痕量地下水有机污染物的现场采集-富集一体化装置的基本 原理是：将真空泵、富集装置和抽水管连接起来，吸水管末端浸入地下水 中，利用真空管与地下水上方空气之间的气压差，将地下水压入层析装置 中，经过滤悬浮物等杂质后浸入富集填料，富集填料与有机污染物极性相 同，发生吸附，这样地下水中的有机污染物便富集在柱层析管的填料中。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明的面向痕量地下水有机污染物的现场采集-富集一体化装置结 构如图1所示，包括：一真空泵1，在工作时真空泵1与固定电源或移动 电源相接，抽气管2一端连接真空泵1，另一端连接真空管3的顶部连接 口7，真空管3底部的连接口8和层析管5底部的连接口13用塑料软管4 连接，真空管3底部的排水阀接口9连接一排水阀10，层析管5顶部连接 口12与吸水管6相连，吸水管6直接浸入需要采集和富集的地下水中， 层析管5内部套设有三个套管，分别是最内层的内层套管14、中间层的中 层套管16和最外层的外层套管18，放置次序自下而上为外层套管18、中 层套管16和内层套管14。真空管3和层析管5均为玻璃或有机玻璃材料 制作，内部的空腔可以是方形或圆形，本实施例是以方形的空腔为例。每 个套管之间可以取出，以方便安放和更换滤膜。

内层套管14和中层套管16的底部为方形凹槽，分别放置内层套管滤 膜安放装置15和中层套管滤膜安放装置17，内层套管滤膜安放装置15 和中层套管滤膜安放装置17内的滤膜放置槽20内为圆形中空部分21，用 于分别放置滤膜22。

外层套管18的底部为带有圆孔23的富集填料放置装置19，富集填料 放置装置19上方填装有富集填料24（富集填料如：弗罗里硅藻土）。为便 于安装和更换，可以将富集填料装入两片玻璃纤维中形成富集填料塞片。

内层套管14、中层套管16和外层套管18的底座均可以采用陶瓷材料。

水样先经内层套管14的滤膜22过滤后通过滤膜放置槽20内圆形中 空部分21进入中层套管16，再经中层套管16的滤膜22和圆形中空部分 进入外层套管18中，然后经过富集填料24和外层套管18的底部富集填 料放置装置19的圆孔23，经连接管4进入真空管3中，当真空管3中积 水达到一定高度后，打开排水阀10的阀门11，排出积水，然后关闭阀门， 继续进行富集。

本发明的面向痕量地下水有机污染物的现场采集-富集一体化装置工 作时，检查各连接处是否连接好，防止出现孔隙漏水，在工作时排水阀处 于关闭状态，层析管的富集材料24尽可能均匀填满套管18，防止滤液未 经富集直接流走，在吸水管浸入地下水之前，需要将滤膜用超纯水或蒸馏 水湿润，层析管预先活化，然后打开真空泵空载30秒，关闭真空泵，将 吸水管浸入地下水中，再打开真空泵进行工作。为避免污染，滤膜和层析 管不能重复使用，下次工作时需要更换。在工作过程中，由于固体悬浮物 堵塞等原因导致富集速度降低，可更换滤膜。