CN109738231A - 水体重金属取样检测装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水体重金属取样检测装置，包括：吊绳、卷筒、连杆与取样件；所述连杆一端设置有卷筒，所述卷筒连接有吊绳，所述吊绳一端连接有取样件，所述取样件包括壳体、转轮、进水口与出水管，所述转轮设置在壳体的内部，所述进水口与出水管设置在壳体两侧对应位置，所述转轮为多层纤维网结构，各层纤维网由若干根经线与若干根纬线交织形成，经线与纬线合围空间内设置有吸附材料，按钮控制卷筒转动，从而调整吊绳长度，通过吊绳长度判断取样件探入水中的深度，水泵控制进入取样件水量与流速，使取样样本更加精确，取样后将转轮取出浸入重金属检测溶液内，进行重金属沉淀提取、检测分析，本发明还涉及水体重金属取样检测装置的使用方法。

Description

水体重金属取样检测装置及使用方法

技术领域

本发明涉及取样检测装置，尤其涉及水体重金属取样检测装置及使用方法。

背景技术

工业废水、生活污水和其他废弃物进入江河湖海等水体，超过水体自净能力所造成的污染，这会导致水体的物理、化学、生物等方面特征的改变，从而影响到水的利用价值，危害人体健康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象，从环境污染方面所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬、砷等金属或类金属，也指具有一定毒性的一般重金属，如铜、锌、镍、钴、锡等，水体中的固体杂质是重金属富集的载体，也是水生物摄取食物的主要来源，因此提取分析水中固体杂质的重金属含量成为必要。

传统的水体重金属取样检测装置携带不方便，且体型较大，需要配合高精度的分析仪器进行使用，操作繁琐，使用麻烦，传统的重金属取样检测不是通过多层纤维网进行水体中富含重金属的杂质吸附，经线与纬线之间的合围空间内没有设置吸附材料，富含重金属的杂质吸附效果较差，通过水泵能够调节穿过转轮的水的流量与流速，从而难以对水中重金属进行定量分析，实用性不强。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供水体重金属取样检测装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：水体重金属取样检测装置，包括：吊绳、卷筒、连杆与取样件；所述连杆一端设置有卷筒，所述卷筒外侧缠绕有吊绳，所述吊绳一端连接有取样件，所述取样件包括壳体与转轮，所述转轮设置在壳体的内部；所述转轮能够转动，所述转轮为多层纤维网结构，各层纤维网由若干根经线与若干根纬线交织形成；所述取样件还包括进水口与出水管，所述进水口设置在所述壳体一端面上，所述出水管设置在所述壳体另一端面上，所述进水口连接有水泵。

本发明一个较佳实施例中，所述经线与纬线合围空间内设置有吸附材料。

本发明一个较佳实施例中，所述转轮通过电机驱动旋转。

本发明一个较佳实施例中，所述连杆一端设置有按钮。

本发明一个较佳实施例中，所述按钮能够控制卷筒旋转，从而调整吊绳进入水中的深度。

本发明一个较佳实施例中，所述取样件底部悬挂有配重块。

本发明一个较佳实施例中，所述纤维网为玻璃纤维制成的网层，所述吸附层为活性炭或者分子筛材料。

本发明一个较佳实施例中，所述进水口为扇形结构或圆形结构。

本发明采用的的另一种技术方案为：一种重金属取样检测装置的使用方法，步骤如下：

(1)将取样件抛投至水体中，配重块的重力能够将取样件带动下坠，通过按钮能够调整吊绳长度，从而控制取样件探入水中的深度；

(2)水泵通过进水口将水泵入取样件内部，水穿过多层纤维网后，纤维网经线与纬线的合围空间内的吸附材料能够将富含重金属的固体杂质吸附在纤维网上；

(3)转轮在壳体中旋转，能够通过水泵控制进入取样件的水量与流速，从而能够定量的分析样本中的重金属含量，提高取样件取样精度；

(4)水体重金属取样后，通过缩短吊绳长度，将取样件从水中提起，然后将多层纤维网取出放入检测溶液内进行固体杂质中的重金属沉淀提取，然后进行检测分析；

(5)对水体中富含重金属的杂质进行检测分析后，通过样本估算法进行整个污水池或河流内的重金属含量进行大数据分析，进而实现全样本检测分析。

本发明一个较佳实施例中，步骤(3)中取样件旋转频率为0.2-2转每分钟。

本发明一个较佳实施例中，步骤(4)中检测溶液为浓度为10微克每毫升的铅溶液。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)将取样件直接抛投至水中，通过取样件底部的配重块能够防止水的浮力造成取样件难以下沉，取样效果较好，通过按钮能够控制卷筒旋转，从而调整卷筒上缠绕的吊绳长度，进而控制取样件探入水中的深度，采样精度较高。

(2)取样件使用多层纤维网结构，纤维网由若干根经线与纬线交织形成，经线与纬线合围空间内有吸附材料，能够提高针对水体中富含重金属的固体杂质的吸附效果，从而提高取样精度。

(3)取样后能够将壳体内的转轮取出，将纤维网浸入检测溶液内，然后通过检测溶液将纤维网上吸附的富含重金属的固体杂质沉淀析出，从而进行检测分析，检测效果较好。

(4)对纤维网上吸附的富含重金属的固体杂质进行分析后，通过样本估算法对整个污水池或河流进行重金属含量大数据分析，进而实现重金属含量的全样本检测分析，精度较高，工作量较低。

(5)通过水泵能够调节穿过转轮的水的流量与流速，从而对水中重金属进行定量分析，提高样本的可参考价值，转轮在缓慢的旋转过程中，水泵不断通过泵水贯穿转轮的纤维网和吸附材料，每个单位时间转轮在进水口处对应位置便旋转过一个扇面面积，每一扇面对应的纤维网和吸附材料转过进水口的时间便可完成对水中固体杂质的吸附，这样每个扇面的吸附过程均为动态过程，且保证吸附不容易到达纤维网和吸附材料的饱和吸附状态，另外还可以保证整个转轮中的纤维网和吸附材料吸附固体杂质的均匀性。

(6)多层纤维网通过物理拦截将大颗粒的固体杂质拦截附着，其内部设置的活性炭或分子筛材料针对较小颗粒物进行吸附，另外多层的纤维网经纬线密度由外向内逐渐增加，其可以保证由外向内的逐级吸附固体杂质，还可以将颗粒状的吸附材料包裹在其内部使其成为完整的吸附体系。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的局部结构示意图；

图2是本发明的优选实施例的转轮结构示意图；

图3是本发明的优选实施例的取样件内部结构示意图；

图4是本发明的又一实施例的进水口结构示意图；

图中：

1、连杆，2、按钮，3、进水口，4、壳体，5、卷筒，6、吊绳，7、配重块，8、转轮，9、转轴。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1、图2、图3和图4所示，水体重金属取样检测装置，包括：吊绳6、卷筒5、连杆1与取样件；所述连杆1一端设置有卷筒5，所述卷筒5外侧缠绕有吊绳6，所述吊绳6一端连接有取样件，所述取样件包括壳体4与转轮8，所述转轮8设置在壳体4的内部；所述转轮8能够转动，所述转轮8为多层纤维网结构，各层纤维网由若干根经线与若干根纬线交织形成，经线与纬线合围空间内设置有吸附材料，能够吸附水体中的富含重金属的固体杂质。

本发明一个较佳实施例中，所述取样件还包括进水口3与出水管，所述进水口3设置在所述壳体4一侧上部外壁上，所述出水管设置在所述壳体4另一侧下部外壁，所述进水口3为圆形结构，所述进水口3连接有水泵，所述连杆1一端设置有按钮2，取样件使用多层纤维网结构，纤维网由若干根经线与纬线交织形成，经线与纬线合围空间内有吸附材料，吸附材料为海泡石，海泡石是一种天然纤维状含镁水合硅酸盐粘土，对废水中的富含重金属的杂质进行吸附，从而能够提高针对含有重金属固体杂质的吸附效果，提高取样精度。

本发明一个较佳实施例中，所述进水口3为扇形结构，进水口为扇形能够提高水体进入转轮时的接触面积，从而提高水体中富含重金属的固体杂质吸附在转轮上，转轮旋转过程中一次旋转的弧度与进水口的弧度相同，在进行转轮旋转的过程中，能够使整个转轮上吸附的富含重金属的固体杂质相对比较均匀，提高转轮的吸附效果，所述按钮2能够控制卷筒5旋转，在卷筒的旋转过程中，能够带动吊绳收紧或放长，从而调整吊绳6进入水中的深度，所述取样件底部悬挂有配重块7，配重块的重量能够将取样件拉入水体中，防止取样件漂浮在水体上，影响取样效果，配重块选择使用不会被重金属腐蚀的玻璃或陶瓷。

具体而言，决定污染物毒性强弱的主要因素是其物质性质、含量和存在形态，例如铬有二价、三价和六价三种形式，其中六价铬的毒性很强，而三价铬是人体新陈代谢的重要元素之一，在天然水体中一般重金属产生毒性的范围大约在1-10mg/L之间，而汞，镉等产生毒性的范围在0.001-0.01mg/L之间重金属随着水的流动，会造成水资源以及空气的严重污染，对人体造成很大伤害，在通过本发明中的水体重金属取样装置进行富含重金属的固体杂质的取样，取样后将多层纤维网取下在重金属检测溶液中浸泡，对富含重金属的固体杂质进行分析，然后能够对不同河流中的不同重金属含量的差异，灵活选择不同的净化处理方式，将取样件直接抛投至水中，通过取样件底部的配重块7能够防止水的浮力造成取样件难以下沉，取样效果较好，通过按钮2能够控制卷筒5旋转，从而调整卷筒5上缠绕的吊绳6长度，进而控制取样件探入水中的深度，采样精度较高，取样后能够将壳体4内的转轮8取出，将纤维网浸入检测溶液内，然后通过检测溶液将纤维网上吸附的富含重金属的固体杂质沉淀析出，从而进行检测分析，检测效果较好，多层纤维网通过物理拦截将大颗粒的固体杂质拦截附着，其内部设置的活性炭或分子筛材料针对较小颗粒物进行吸附，另外多层的纤维网经纬线密度由外向内逐渐增加，其可以保证由外向内的逐级吸附固体杂质，还可以将颗粒状的吸附材料包裹在其内部使其成为完整的吸附体系。

对纤维网上吸附的富含重金属的固体杂质进行分析后，通过样本估算法对整个污水池或河流进行重金属含量的大数据分析，进而实现重金属含量的全样本检测分析，精度较高，工作量较低，通过水泵能够调节穿过转轮8的水的流量与流速，转轮8通过转轴9活动连接在壳体4的内部，从而对水中重金属含量进行定量分析，提高样本的可参考价值。

转轮在缓慢的旋转过程中，水泵不断通过泵水贯穿转轮的纤维网和吸附材料，每个单位时间转轮在进水口处对应位置便旋转过一个扇面面积，每一扇面对应的纤维网和吸附材料转过进水口的时间便可完成对水中固体杂质的吸附，这样每个扇面的吸附过程均为动态过程，且保证吸附不容易到达纤维网和吸附材料的饱和吸附状态，另外还可以保证整个转轮中的纤维网和吸附材料吸附固体杂质的均匀性。

本发明采用的的另一种技术方案为：一种重金属取样检测装置的使用方法，步骤如下：

(1)将取样件抛投至水体中，配重块7的重力能够将取样件带动下坠，通过按钮2能够调整吊绳6长度，从而控制取样件探入水中的深度；

(2)水泵通过进水口3将水泵入取样件内部，水穿过多层纤维网后，纤维网经线与纬线的合围空间内的吸附材料能够将重金属离子吸附在纤维网上；

(3)转轮8在壳体4中旋转，能够通过水泵控制进入取样件的水量与流速，从而能够定量的分析样本中的重金属，提高取样件取样精度；

(4)水体重金属取样后，通过缩短吊绳6长度，将取样件从水中提起，然后将多层纤维网取出放入检测溶液内对水体中富含重金属的杂质进行沉淀提取，然后进行检测分析；

(5)对水体重金属固体杂质检测分析后，通过样本估算法进行整个污水池或河流内的重金属进行大数据分析，进而实现全样本检测分析。

步骤(3)中取样件旋转频率为0.2-2转每分钟，步骤(4)中检测溶液为浓度为10微克每毫升的铅溶液。

步骤(5)中对多层纤维网对富含重金属的固体杂质取样后，将多层纤维网取下，然后用塑料刀将纤维网1-3毫米的表层或亚表层的重金属固体杂质取下，每层各取3-4份分析样品，取样量根据针对不同重金属固体杂质的研究项目而定，取样后的样品迅速装入烧杯中，将样品放在干净的聚乙烯板上，提出固体杂质中的砾石，然后烧杯中加入玛瑙钵，在球磨机上研磨，将研磨后的样品充分混匀，四分法缩分分取10-20克样品放入样品袋，送入实验室进行分析测定，针对不同的重金属固体杂质使用不同的分析方法，如针对总汞分析使用原子荧光法分析，样品在硝酸-盐酸体系中，置于沸水浴中消化，汞以离子状态全量进入溶液，溶液中离子态汞转变为汞蒸汽，以氢气为载气使原子汞蒸汽进入原子荧光光度计的原子化器中，以特种汞空心阴极灯为激发光源，测定汞离子荧光强度，对整条河流中不同区域、不同深度的样品取样分析后，根据样品的分析结果，使用估算法进行估算整个河流中的总汞含量。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.水体重金属取样检测装置，包括：吊绳、卷筒、连杆与取样件；其特征在于，

所述连杆一端设置有卷筒，所述卷筒外侧缠绕有吊绳，所述吊绳一端连接有取样件，所述取样件包括壳体与转轮，所述转轮设置在壳体的内部；

所述转轮能够转动，所述转轮为多层纤维网结构，各层纤维网由若干根经线与若干根纬线交织形成；

所述取样件还包括进水口与出水管，所述进水口设置在所述壳体一端面上，所述出水管设置在所述壳体另一端面上，所述进水口连接有水泵。

2.根据权利要求1所述的水体重金属取样检测装置，其特征在于：所述经线与纬线合围空间内设置有吸附材料。

3.根据权利要求2所述的水体重金属取样检测装置，其特征在于：所述转轮通过电机驱动旋转。

4.根据权利要求1所述的水体重金属取样检测装置，其特征在于：所述连杆一端设置有按钮。

5.根据权利要求4所述的水体重金属取样检测装置，其特征在于：所述按钮能够控制卷筒旋转，从而调整吊绳进入水中的深度。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的水体重金属取样检测装置，其特征在于：所述取样件底部悬挂有配重块。

7.根据权利要求2所述的水体重金属取样检测装置，其特征在于：所述纤维网为玻璃纤维制成的网层，所述吸附层为活性炭或者分子筛材料。

8.一种如权利要求1所述的重金属取样检测装置的使用方法，其特征在于：步骤如下：

(1)将取样件抛投至水体中，配重块的重力能够将取样件带动下坠，通过按钮能够调整吊绳长度，从而控制取样件探入水中的深度；

(2)水泵通过进水口将水泵入取样件内部，水穿过多层纤维网后，纤维网经线与纬线的合围空间内的吸附材料能够将富含重金属的固体杂质吸附在纤维网上；

(3)转轮在壳体中旋转，能够通过水泵控制进入取样件的水量与流速，从而能够定量的分析样本中的固体杂质中的重金属，提高取样件取样精度；

(4)水体中富含重金属的杂质进行取样后，通过缩短吊绳长度，将取样件从水中提起，然后将多层纤维网取出放入检测溶液内对水体中富含重金属的杂质进行沉淀提取，然后进行检测分析；

(5)对水体中富含重金属的杂质检测分析后，通过样本估算法进行整个污水池或河流内的重金属进行大数据分析，进而实现全样本检测分析。

9.根据权利要求8所述的一种使用方法，其特征在于：步骤(3)中取样件旋转频率为0.2-2转每分钟。

10.根据权利要求8或9所述的一种使用方法，其特征在于：步骤(4)中检测溶液为浓度为10微克每毫升的铅溶液。