一種現場富集冰川中有機物及硝酸鹽的裝置的製作方法

2023-06-01 18:50:01

本實用新型涉及冰川學領域，具體是指一種現場富集冰川中有機物及硝酸鹽的裝置。

背景技術：

大氣中的汙染物通常通過幹、溼沉降過程沉積到高緯度或高海拔的積雪中。隨著積雪的老化和變質作用汙染物積聚到冰川內部，使得冰川成為研究汙染物歷史記錄的良好載體。而冰川中硝酸鹽的研究可以反演歷史時期大氣氧化能力的變化過程，也是目前冰川記錄研究最熱門的方向。最新研究表明，隨全球氣候變暖，加速消融的冰川正在向環境中釋放出大量的汙染物，對水生和陸生生物造成潛在危害。因此，研究冰川中的汙染物對於評價它們對人類和動物健康以及生態系統的危害具有重要意義。但是冰川中汙染物的組成十分複雜，含量往往低至ppb級，這給冰川中痕量汙染物的檢測帶來了困擾。野外現場富集是一種行之有效的方法。曾出現過在冰川區利用現場填充的層析柱富集雪冰融水中有機物的裝置，但是野外現場填充層析柱對操作環境要求較高，不利於實現。鑑於此設計了適合在野外現場萃取冰川中微量汙染物的裝置。該裝置採用了可重複使用的針管式層析小柱，可以根據實驗要求自行選擇填充材料在實驗室填裝，運輸過程不會影響其富集效率，滿足在冰川高寒環境中富集冰川中汙染物的要求。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種結構簡單、成本低廉、操作方便，用於富集冰川中有機物及硝酸鹽的裝置，可以快速處理大量的雪坑、冰川融水以及地下水樣品。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：

一種現場富集冰川中有機物及硝酸鹽的裝置，包括箱體、保溫材料、玻璃缸、針管式可重複使用的層析小柱、真空泵，空氣過濾器。

箱體內壁填保溫材料，其上部設有輸氣管；輸氣管一端與空氣過濾器連通，另一端與樣品瓶連通；樣品瓶通過導管與快速接頭連接；快速接頭與推桿連接；推桿與活塞連接；活塞置於針管式層析柱內，有機玻璃缸底部設有排水口，其上壁設有通孔；針管式層析柱的柱頭與有機玻璃缸的通孔連通；真空泵與有機玻璃缸連通。

上述的針管式層析柱底部設有砂芯，砂芯上方設有填充材料，填充材料上方設有活塞，

上述的活塞中空，內填脫脂棉，其底部設有微孔，其外套有橡膠圈；

上述的推桿為空心杆；

上述的箱體設有操作窗；操作窗上設有電熱絲。

上述的導管上設有流量控制器。

上述的填充材料是根據實驗要求選擇，如需要富集雪冰樣品中的硝酸鹽可選擇對應的陰離子樹脂填充層析柱；如需要富集雪冰樣品中的有機物可選擇三氧化二鋁和矽膠填充層析柱。

本實用新型的優點是：

1.本實用新型採用可重複使用的針管式層析柱，根據實驗要求自行選擇填充材料在實驗室填裝，運輸過程不會影響其富集效率，既提高野外工作的效率、也節約了成本。

2.本實用新型中設計了保溫及加熱材料，確保本實用新型的管路在高寒環境下不會凍結。

3.本實用新型中流量控制器與真空泵的結合使用確保樣品在針管式層析柱中流速穩定，提高了對雪冰樣品中有機物及硝酸鹽的吸附效率。

4.本實用新型在現場同時連續富集多個樣品，並且使用範圍廣、結構簡單、操作方便、便於攜帶，簡化了樣品轉移步驟，而且成本低廉，易推廣。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種現場富集冰川中有機物及硝酸鹽的裝置，包括箱體1、有機玻璃缸2、真空泵4、針管式層析柱6、活塞9、活塞推桿10、快速接頭11、導管12、流量控制器13、輸氣管14、樣品瓶15、空氣過濾器16，箱體1內壁填保溫材料；箱體1上部設有輸氣管14；輸氣管14一端與空氣過濾器16連通，另一端與樣品瓶15連通；樣品瓶15通過導管12與快速接頭11連接；快速接頭11與推桿10連接；推桿10與活塞9連接；活塞9置於針管式層析柱6內。

所述針管式層析柱6底部設有砂芯7，砂芯7上方設有填充材料8，填充材料8上方設有活塞9。

所述的推桿10為空心杆。

所述的活塞9中空，內填脫脂棉，其底部設有微孔，其外套有橡膠圈。

所述的有機玻璃缸2底部設有排水口3，其上壁設有通孔5；

所述的針管式層析柱6的柱頭與有機玻璃缸2的通孔5連通；

所述的真空泵4與有機玻璃缸2連通；

所述的箱體1設有操作窗17；操作窗17上設有電熱絲；

所述的導管12上設有流量控制器13。

所述的填充材料8是根據實驗要求選擇，如需要富集雪冰樣品中的硝酸鹽可選擇對應的陰離子樹脂填充層析柱6；如需要富集雪冰樣品中的有機物可選擇三氧化二鋁和矽膠填充層析柱6。

實施例

在冰川雪冰中汙染物在富集過程中，首先關閉流量控制器13，將裝有雪冰融水樣品的樣品瓶15倒置在箱體1的上部，然後將選擇的針管式層析柱6的柱頭固定在有機玻璃缸2上壁的通孔5中，通過快速接頭11將導管12與推桿10連通，然後調整流量控制器13，確保通孔5中的液體流出速度滿足填充材料8的要求。

如果流量控制器13開到最大，通孔5中的液體流出速度低於實驗要求，打開真空泵4，再通過流量控制器13調整流速，使通孔5中的液體流出速度滿足填充材料8的要求。

在富集過程中儘可能保持操作窗17關閉，避免管路凍結，樣品富集完成後，通過快速接頭11快速取下針管式層析柱6，同時將新的針管式層析柱6連接至快速接頭11，取下的針管式層析柱6埠密封，在冷藏條件下帶回實驗室處理。