CN108414275B - 一种滨海岸滩微塑料样品采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开一种滨海岸滩微塑料样品采集装置，包括框架、自动卷筒、活动刨和驱动机构；与现有技术相比，本发明可直接放置于滨海岸滩表面，将其按压至取样深度，然后通过转动驱动机构的手轮就能完成样品采集，然后将装置整体取出，将样品转移至样品瓶即可，操作过程简单、准确且迅速。

Description

一种滨海岸滩微塑料样品采集装置

技术领域

本发明涉及海洋调查与研究技术领域，具体为一种滨海岸滩微塑料样品采集装置。

背景技术

微塑料指粒径小于5 mm的微塑料颗粒。目前，海洋和海岸环境中的微塑料作为一种新型污染物引起了沿海国家的高度关注，同时也引起国内外许多学者对这一新型污染物重视。微塑料具有颗粒小、数量巨大、可在水环境中持续富集、降解速度缓慢、为多种污染物转移载体的特点，并可通过食物、饮用水等渠道进入人体，威胁人类身体健康。近年来国际上有关微塑料污染研究报道的数量快速增加，而我国相关领域的研究尚处于起步与探索阶段。

目前对环境中微塑料的采样与研究集中于大气、土壤、水体、海洋以及滨海岸滩等区域。其中滨海岸滩地区是海陆互相作用的交叉地带，同时也是人类活动最为活跃的地区之一。一方面人类活动产生的塑料垃圾会通过抛弃、地表径流、排污设施等途径汇集于海岸带地区，另一方面海洋中存在的大量塑料垃圾会通过洋流、潮汐等作用下汇集滞留于海岸带地区。汇集于海岸带地区的塑料制品会在物理、化学因素下老化破碎为大量微塑料颗粒，因此国际上微塑料调查研究多选择滨海岸滩地区。据文献记载，目前对于滨海岸滩地区微塑料样品采集多为收集其表层2-5cm的沙土，然后将沙土带回实验室内浮选分离出微塑料颗粒，采样工具多借助潮间带生物采样框进行。潮间带生物采样框为针对采集潮间带底栖生物设计，使用方法为将潮间带生物采样框放置于沙土表面，框取一定的采样面积，然后用铁锨/铲挖取采集其底栖生物样品，取样过程较为粗略，无法对表层特定深度的沙土进行相对精确的定量取样，而且潮间带生物采样框多为一米框，取样面积较大，使用其进行滨海岸滩沙土取样会造成样品数量与重量较大，给后期实验室处理与分析带来较多工作量。现今缺乏一种适用于滨海岸滩对微塑料样品进行精确采集的装置。

发明内容

本发明专利目的是针对现有滨海岸滩区域微塑料进行样品采集器具所具有的一系列缺陷与不足，发明一种方便快捷且较为精确对滨海岸滩微塑料进行样品采集的装置。

为了实现上述目的，本发明专利技术方案如下：

一种滨海岸滩微塑料样品采集装置，包括框架、自动卷筒、活动刨和驱动机构；

所述框架包括凵形壳，所述凵形壳包括前板、后板、连接所述前板和后板的侧板；所述凵形壳开口端固接日形框，所述日形框包括上横杆、下横杆、中横板，所述中横板的中心开设第一通孔；所述前板和后板的内壁分别固设水平布置的上燕尾滑轨和下燕尾滑轨，所述上燕尾滑轨靠近所述前板或后板的上端，所述下燕尾滑轨位于所述前板或后板高度的一半处；所述侧板的内壁、对应于所述中横板的位置固设加强板，所述加强板的中心开设第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔同心且贯通所述侧板；在所述上横杆上固设两个向外延伸的螺栓；

所述自动卷筒包括筒体，所述筒体上固设两个与所述螺栓位置对应的挂耳，所述挂耳挂在所述螺栓上后通过螺母紧固；所述筒体内置卷绕的取样布，所述取样布一端能够从所述筒体圆面下方开设的开口拉出，另一端与设置在所述筒体内的平面涡卷弹簧固接，所述平面涡卷弹簧积聚的弹性应变能使得所述取样布具有向所述筒体内回缩的趋势；所述取样布的宽度等于或略小于所述下横杆的长度；所述取样布能够拉出的长度大于等于所述筒体下端与所述下横杆之间的距离加上所述前板或后板的长度；

所述活动刨包括前立柱、后立柱、连接所述前立柱和后立柱上端的上横梁、连接所述前立柱和后立柱下端的切割刀、连接所述前立柱和后立柱中部的中梁，所述中梁中部固设螺帽，所述螺帽上开设的螺孔与所述第一通孔或第二通孔同心；所述前立柱和后立柱上固设分别与所述上燕尾滑轨和下燕尾滑轨滑动配合的燕尾滑块；所述切割刀的刃部朝向所述侧板，所述切割刀的下表面与所述前板、后板或侧板的底端平齐，所述取样布的自由端绕过所述下横杆后通过一排螺钉与所述切割刀的刀身固接；

所述驱动机构包括螺杆，所述螺杆穿过所述侧板后固接手轮，所述手轮的轮毂与所述侧板的外壁抵接，所述螺杆与所述第一通孔和第二通孔枢接、与所述螺孔螺接。

与现有技术相比，本发明优点如下：

①使用传统潮间带生物采样框进行微塑料样品采集时，需要将采样框放置于滨海岸滩表面，然后进行一定深度的沙土挖取，取样过程费时费力。本发明采集装置可直接放置于滨海岸滩表面，将其按压至取样深度，然后通过转动手轮就能完成样品采集，然后将装置整体取出，将样品转移至样品瓶即可，操作过程简单、准确且迅速。

②使用传统潮间带生物采样框进行微塑料样品采集时，用铁锨/铁铲进行一定深度的沙土挖取随意性较大，而且不甚精确，会造成实验结果有较大的偏差。本发明采集装置带有标尺，可帮助精确控制装置下沉深度，样品采集较为准确客观。

③传统潮间带生物采样框多为镀锌薄钢板制作，重量与体积较大，易变形且携带不方便。本发明采集装置根据滨海潮滩微塑料采样的实际要求与特点进行设计与制作，体积较小易于携带，同时所有部件均为实心不锈钢、铝合金材质或工程塑料制成，耐腐蚀，牢固性较好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的局部放大图。

图3是本发明框架的结构示意图。

图4是图3的局部放大图。

图5是本发明框架另一视角的结构示意图。

图6是本发明自动卷筒的结构示意图。

图7是图6的局部放大图。

图8是本发明活动刨的结构示意图。

图9是本发明驱动机构的结构示意图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明计数装置作进一步描述。

需要注意的是，以下内容是结合具体实施例对本发明作进一步的详细的说明，但不能认定本实施例仅限于此，在实施例的指导下，研究本领域的技术人员可在本实施例的基础上进行各种改进或优化，这些改进或优化落在本发明的保护范围内。

参见附图，一种滨海岸滩微塑料样品采集装置，包括框架、自动卷筒、活动刨和驱动机构；

所述框架包括凵形壳，所述凵形壳包括前板111、后板112、连接所述前板111和后板112的侧板113；所述凵形壳开口端固接日形框，所述日形框包括上横杆121、下横杆122、中横板123，所述中横板123的中心开设第一通孔1231；所述前板111和后板112的内壁分别固设水平布置的上燕尾滑轨131和下燕尾滑轨132，所述上燕尾滑轨131靠近所述前板111或后板112的上端，所述下燕尾滑轨132位于所述前板111或后板112高度的一半处；所述侧板113的内壁、对应于所述中横板123的位置固设加强板141，所述加强板141的中心开设第二通孔1411，所述第二通孔1411与所述第一通孔1231同心且贯通所述侧板113；在所述上横杆121上固设两个向外延伸的螺栓181；

所述自动卷筒包括筒体211，所述筒体上固设两个与所述螺栓181位置对应的挂耳212，所述挂耳212挂在所述螺栓181上后通过螺母紧固；所述筒体211内置卷绕的取样布213，所述取样布一端能够从所述筒体圆面下方开设的开口拉出，另一端与设置在所述筒体内的平面涡卷弹簧固接，所述平面涡卷弹簧积聚的弹性应变能使得所述取样布具有向所述筒体内回缩的趋势；所述取样布的宽度等于或略小于所述下横杆122的长度；所述取样布能够拉出的长度大于等于所述筒体下端与所述下横杆122之间的距离加上所述前板111或后板112的长度；所述下横杆122上枢设滚筒124；

所述活动刨包括前立柱311、后立柱312、连接所述前立柱311和后立柱312上端的上横梁313、连接所述前立柱311和后立柱312下端的切割刀314、连接所述前立柱311和后立柱312中部的中梁315，所述中梁315中部固设螺帽316，所述螺帽316上开设的螺孔3161与所述第一通孔1231或第二通孔1411同心；所述前立柱311和后立柱312上固设分别与所述上燕尾滑轨131和下燕尾滑轨132滑动配合的燕尾滑块317；所述切割刀314的刃部3141朝向所述侧板113，所述切割刀314的下表面与所述前板111、后板112或侧板113的底端平齐，所述取样布213的自由端绕过所述滚筒124后通过一排螺钉214与所述切割刀314的刀身固接；

所述驱动机构包括螺杆411，所述螺杆411穿过所述侧板113后固接手轮412，所述手轮412的轮毂与所述侧板113的外壁抵接，所述螺杆411与所述第一通孔1231和第二通孔1411枢接、与所述螺孔3161螺接。

所述前板111和后板112外壁中部的相对位置分别固设把手151。不仅方便端起本发明，还能抓住它调整采样深度。

在所述前板111和后板112的开口端、所述侧板113的两端均设置起始于下端的标尺161。四个标尺有利于采样前后深度一致，采样沙层薄厚均匀。

在所述上横杆121中部固设第一提手171，在所述上横梁313中部固设第二提手318。不仅方便提起本发明，还能在活动刨别死在框架上后用两手分别抓住抖动以震动松开。

所述手轮412上枢设摇把4121。加快转动速度。

所述所述前板111或后板112上、对应于所述下燕尾滑轨132的下方开设直达底端的门洞，在所述门洞上方铰设向外开的取样门1111，所述取样门1111通过插销1112关闭。方便取样。

所述取样布213为厚实且坚韧的无纺布，采集装置的其他部件的材质为不锈钢。取样布能将采集的样品沙兜起并输送。

使用时，首先通过转动手轮412使得中梁315向远离侧板的方向移动，最终使得切割刀的刀身端与滚筒表面抵接，此时取样布大部分缩回自动卷筒的筒体，然后在拟采集的滨海岸滩处挖出一个比滚筒及切割刀形状稍大、拟采样深度稍深的沟槽，然后将本发明滚筒及切割刀放入沟槽中，双手分别抓住一个手把将本发明向岸滩的沙子里面按，随时根据四个标尺的指示调整双手前后用力的力度，使得四个标尺与岸滩的界面基本一致，最后反方向转动手轮，使得切割刀在沙子里面切割行进，切割刀带动取样布进入沙子内，从而将框架围护范围内的岸滩的沙子分成上下两层，然后将装置整体上抬，上层限定深度和面积的沙子就是采集的样品，将样品从门洞转移至样品瓶即可，操作过程简单、准确且迅速。

Claims (4)

1.一种滨海岸滩微塑料样品采集装置，其特征在于，包括框架、自动卷筒、活动刨和驱动机构；

所述框架包括凵形壳，所述凵形壳包括前板（111）、后板（112）、连接所述前板（111）和后板（112）的侧板（113）；所述凵形壳开口端固接日形框，所述日形框包括上横杆（121）、下横杆（122）、中横板（123），所述中横板（123）的中心开设第一通孔（1231）；所述前板（111）和后板（112）的内壁分别固设水平布置的上燕尾滑轨（131）和下燕尾滑轨（132），所述上燕尾滑轨（131）靠近所述前板（111）或后板（112）的上端，所述下燕尾滑轨（132）位于所述前板（111）或后板（112）高度的一半处；所述侧板（113）的内壁、对应于所述中横板（123）的位置固设加强板（141），所述加强板（141）的中心开设第二通孔（1411），所述第二通孔（1411）与所述第一通孔（1231）同心且贯通所述侧板（113）；在所述上横杆（121）上固设两个向外延伸的螺栓（181）；

所述自动卷筒包括筒体（211），所述筒体上固设两个与所述螺栓（181）位置对应的挂耳（212），所述挂耳（212）挂在所述螺栓（181）上后通过螺母紧固；所述筒体（211）内置卷绕的取样布（213），所述取样布一端能够从所述筒体圆面下方开设的开口拉出，另一端与设置在所述筒体内的平面涡卷弹簧固接，所述平面涡卷弹簧积聚的弹性应变能使得所述取样布具有向所述筒体内回缩的趋势；所述取样布的宽度等于或略小于所述下横杆（122）的长度；所述取样布能够拉出的长度大于等于所述筒体下端与所述下横杆（122）之间的距离加上所述前板（111）或后板（112）的长度；

所述活动刨包括前立柱（311）、后立柱（312）、连接所述前立柱（311）和后立柱（312）上端的上横梁（313）、连接所述前立柱（311）和后立柱（312）下端的切割刀（314）、连接所述前立柱（311）和后立柱（312）中部的中梁（315），所述中梁（315）中部固设螺帽（316），所述螺帽（316）上开设的螺孔（3161）与所述第一通孔（1231）或第二通孔（1411）同心；所述前立柱（311）和后立柱（312）上固设分别与所述上燕尾滑轨（131）和下燕尾滑轨（132）滑动配合的燕尾滑块（317）；所述切割刀（314）的刃部（3141）朝向所述侧板（113），所述切割刀（314）的下表面与所述前板（111）、后板（112）或侧板（113）的底端平齐，所述下横杆（122）上枢设滚筒（124），所述取样布（213）的自由端绕过所述滚筒（124）后通过一排螺钉（214）与所述切割刀（314）的刀身固接；

所述驱动机构包括螺杆（411），所述螺杆（411）穿过所述侧板（113）后固接手轮（412），所述手轮（412）的轮毂与所述侧板（113）的外壁抵接，所述螺杆（411）与所述第一通孔（1231）和第二通孔（1411）枢接、与所述螺孔（3161）螺接；

在所述前板（111）和后板（112）的开口端、所述侧板（113）的两端均设置起始于下端的标尺（161）；

在所述上横杆（121）中部固设第一提手（171），在所述上横梁（313）中部固设第二提手（318）；

所述前板（111）或后板（112）上、对应于所述下燕尾滑轨（132）的下方开设直达底端的门洞，在所述门洞上方铰设向外开的取样门（1111），所述取样门（1111）通过插销（1112）关闭。

2.根据权利要求1所述的一种滨海岸滩微塑料样品采集装置，其特征在于，所述前板（111）和后板（112）外壁中部的相对位置分别固设把手（151）。

3.根据权利要求1所述的一种滨海岸滩微塑料样品采集装置，其特征在于，所述手轮（412）上枢设摇把（4121）。

4.根据权利要求1所述的一种滨海岸滩微塑料样品采集装置，其特征在于，所述取样布（213）为厚实且坚韧的无纺布，采集装置的其他部件的材质为不锈钢、铝合金或硬度高、耐磨性强、抗老化、不析出的工程塑料。