專利名稱：：自水中采集超微量有機(jī)物的采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種采集裝置，特別是涉及一種能采集水體中的超微量有機(jī)物的自水中采集超微量有機(jī)物的采集裝置。然而，一般是利用液/液萃取方式來(lái)萃取水體中的PCDD/Fs等類的超微量有機(jī)物，于萃取過(guò)程中，必須使用大量的有機(jī)溶劑予以萃取，不但過(guò)程繁復(fù)且萃取時(shí)間相當(dāng)冗長(zhǎng)，所產(chǎn)生的廢有機(jī)溶劑量更是相當(dāng)可觀的，若未加以適當(dāng)后續(xù)處理而恣意傾倒棄置，勢(shì)必對(duì)環(huán)境造成更嚴(yán)重的沖擊與破壞。由于，目前已逐漸以固/液萃取分析技術(shù)來(lái)取代液/液萃取分析技術(shù)，一般是以商業(yè)化的C1、C2、C8、C18等作為吸附材料，來(lái)對(duì)待分析物進(jìn)行吸附采集，雖然能改善利用液/液萃取方式而產(chǎn)生大量廢有機(jī)溶劑的缺點(diǎn)，但由于此類吸附材料的可承受的流量范圍較低，只約在0.01-0.2公升/分鐘，相對(duì)地，無(wú)法負(fù)載龐大的采集水體量，因此，仍不適用于作為水體中的超微量有機(jī)物的吸附介質(zhì)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型自水中采集超微量有機(jī)物的采集裝置，包含有一外殼體、一用以排除水體氣泡與過(guò)濾水體的緩沖單元、一容置于該外殼體內(nèi)并與該緩沖單元相連接的過(guò)濾控制單元、一容置于該外殼體內(nèi)并與該過(guò)濾控制單元相連接的采集單元，以及一能受一動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的抽引件。該外殼體設(shè)置有一能設(shè)定一采集時(shí)間的定時(shí)開(kāi)關(guān)。該緩沖單元是具有一能容納水體的槽體，以及一設(shè)置于該槽體內(nèi)的過(guò)濾件。該槽體開(kāi)設(shè)有一能供未過(guò)濾的水體流入的進(jìn)流口，以及一能供已過(guò)濾的水體流出的出流口。該過(guò)濾控制單元具有一與該緩沖單元的該出流口相連通而能對(duì)已過(guò)濾的水體再過(guò)濾的過(guò)濾匣，以及一能偵測(cè)該過(guò)濾匣中的過(guò)濾壓力的測(cè)壓件。該采集單元具有一能承接來(lái)自于該過(guò)濾匣的水體的主采集管，以及一能控制并計(jì)算于該采集時(shí)間內(nèi)流經(jīng)該主采集管的水體流量的流量組件。該主采集管具有一管體，以及一裝設(shè)于該管體內(nèi)且具有孔隙度大與弱極性特性的吸附介質(zhì)，水體會(huì)以一既定流速流經(jīng)該吸附介質(zhì)，使水體中的超微量有機(jī)物得以吸附于該吸附介質(zhì)上。而借該抽引件能將該緩沖單元內(nèi)的已過(guò)濾的水體依序抽引至該過(guò)濾控制單元的過(guò)濾匣與該采集單元中。本實(shí)用新型自水中采集超微量有機(jī)物的采集裝置，借由該緩沖單元與該過(guò)濾控制單元，使得采集水體中的固體物得以完整濾除。并使采集水體由下往上地通過(guò)該主、備采集管，能夠確保水體均勻散布，使孔隙度大且弱極性的該等吸附介質(zhì)，能夠負(fù)荷大量的采集水體，并迅速有效且均勻地吸附超微量有機(jī)物，有效提高對(duì)于超微量有機(jī)物的吸附量，相對(duì)使超微量有機(jī)物的最低可偵測(cè)極限范圍能有效降低，有效提高分析準(zhǔn)確度，而明顯改善以往超微量有機(jī)物采集不易，且受限于儀器的偵測(cè)極限而導(dǎo)致分析困難的缺點(diǎn)，所以確實(shí)能達(dá)到本實(shí)用新型的目的。圖2是一局部剖視圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例的一緩沖單元。圖3是一局部剖視圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例的一過(guò)濾控制單元。圖4是一局部剖視圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例的一主采集管。下面通過(guò)最佳實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型自水中采集超微量有機(jī)物的采集裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，附圖中如圖1、2所示，本發(fā)明自水中采集超微量有機(jī)物的采集裝置的一較佳實(shí)施例，而超微量有機(jī)物是例如多環(huán)芳香烴化合物(PolynuclearAromaticHydrocarbons)、戴奧辛呋喃化合物(Polychlorinateddibenzo-p-dioxins/furans，)、多氯聯(lián)苯類化合物(Polychlorinatedbiphenyls)、有機(jī)氯農(nóng)藥類、有機(jī)磷農(nóng)藥類等。該采集裝置是包含一外殼體1、一用以排除水體氣泡與過(guò)濾水體的緩沖單元2、一容置于該外殼體1內(nèi)并與該緩沖單元2相連接的過(guò)濾控制單元3、一容置于該外殼體1內(nèi)并與該過(guò)濾控制單元3相連接的采集單元4，以及一能受一動(dòng)力源(圖中未示)驅(qū)動(dòng)的抽引件5。該外殼體1是為耐撞、耐久且能有效防污的光不銹鋼材質(zhì)所制成，并設(shè)置有一能設(shè)定控制一采集時(shí)間的定時(shí)開(kāi)關(guān)11。該緩沖單元2是容置于該外殼體1內(nèi)，并具有一能容納水體的開(kāi)放式的槽體21、一設(shè)置于該槽體21內(nèi)而將未過(guò)濾的水體與已過(guò)濾的水體區(qū)隔的分隔板22，以及一設(shè)置于該分隔板22上的過(guò)濾件23。該槽體21開(kāi)設(shè)有一能供未過(guò)濾的水體流入的進(jìn)流口211、一能供已過(guò)濾的水體流出的出流口212、二位在該槽體21底部而能將自水體中沉淀的雜質(zhì)與過(guò)剩水體排除的排放口213，以及一能供過(guò)量水體先行溢流排出的溢流口214。本實(shí)施例中的該槽體21也是由光不銹鋼材質(zhì)所制成。該過(guò)濾件23則是規(guī)格為100-400篩目(mesh)的不銹鋼網(wǎng)，本實(shí)施例中的該過(guò)濾件23是為400篩目的不銹鋼網(wǎng)。由于該槽體21并非密閉，于待采集的水體流入該槽體21內(nèi)時(shí)，能增加水體的滯留時(shí)間，使水體中的氣泡能自然上升而散除，且讓水體中的大顆粒雜質(zhì)得以先行自然沉降，然后，水體再借該過(guò)濾件23將小顆粒雜質(zhì)濾除，而以該分隔板22為分界，區(qū)隔成未過(guò)濾與已過(guò)濾的水體，已過(guò)濾的水體則能經(jīng)由該出流口212而持續(xù)導(dǎo)出。假若，該槽體21內(nèi)的水體量過(guò)大而即將滿溢時(shí)，過(guò)量的水體則能經(jīng)由該溢流口214排導(dǎo)出。另外，借由該等排放口213，能分別將過(guò)剩而未進(jìn)行后續(xù)采集作業(yè)的未過(guò)濾水體與已過(guò)濾水體排出，且能將沉降于該槽體21底部的雜質(zhì)清出。如圖1、3所示，該過(guò)濾控制單元3具有一與該緩沖單元2的該出流口212相連通而能對(duì)已過(guò)濾的水體再過(guò)濾的過(guò)濾匣31、一容置于該過(guò)濾匣31中的主濾件32、一容置于該過(guò)濾匣31中并位于該主濾件32上方的輔濾件33、一設(shè)置于該輔濾件33上方而用以使水體分布均勻的分散盤(pán)34，以及一能偵測(cè)該過(guò)濾匣31中的過(guò)濾壓力的測(cè)壓件35。而來(lái)自于該緩沖單元2的已過(guò)濾水體能均勻地自上而下依序流過(guò)該輔、主濾件33、32，借由該輔濾件33去除水體中更微小的懸浮固體物，有效避免該主濾件32阻塞。該過(guò)濾匣31是可拆卸式的，且其材質(zhì)是選自于下列群組玻璃、不銹鋼、鐵氟龍，及此等的組合，而本實(shí)施例中的該過(guò)濾匣31是為玻璃材質(zhì)所制成，且直徑約為9-10.2公分(cm)。該主濾件32是為濾紙，其材質(zhì)是選自于下列群組玻璃纖維、石英纖維，及此等的組合。而該輔濾件33是為玻璃棉。而該測(cè)壓件35是為隔膜式壓力計(jì)。如圖1、4所示，該采集單元4具有一能承接來(lái)自于該過(guò)濾匣31的水體的主采集管41、一與該主采集管41相連接的備采集管42，以及一能控制并計(jì)算于該采集時(shí)間內(nèi)流經(jīng)該主采集管41的水體流量的流量組件43。該主、備采集管42分別具有一管體411、三疊置地裝設(shè)于該管體411內(nèi)且具有孔隙度大與弱極性特性的吸附介質(zhì)412，以及一裝設(shè)于該管體411內(nèi)而用以使水體分布均勻的分散盤(pán)413。借由該流量組件43，水體會(huì)以一既定掃流速度并由下往上地流經(jīng)該等吸附介質(zhì)412，使水體中的超微量有機(jī)物得以吸附于該吸附介質(zhì)412上。當(dāng)水體中的超微量有機(jī)物含量超過(guò)該主采集管41中的該吸附介質(zhì)412的飽和吸附容量時(shí)，借由該備采集管42內(nèi)的該吸附介質(zhì)412，仍能持續(xù)對(duì)水體中的殘余超微量有機(jī)物進(jìn)行吸附，以確保水體中超微量物質(zhì)含量的分析準(zhǔn)確度。該主、備采集管41、42皆是可拆卸式的，且該等管體411的材質(zhì)是選自于下列群組玻璃、不銹鋼、鐵氟龍，及此等的組合，而本實(shí)施例中，該等管體411是為玻璃所制成，且管徑約為5.5-6.2公分。而該等吸附介質(zhì)412是選自于下列組合密度約0.022克/立方公分(g/cm3)的聚氨基甲酸乙酯泡棉、苯乙烯-二乙烯苯共聚物，以及此等的組合。本實(shí)施例中，該等吸附介質(zhì)412是密度約0.022g/cm3，且直徑約6.3公分、高約5公分的圓柱型的聚氨基甲酸乙酯泡棉。該流量組件43具有一能控制單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)該主、備采集管41、42的水體流量的流量計(jì)431，以及一能累積統(tǒng)計(jì)該采集時(shí)間內(nèi)流經(jīng)該主、備采集管41、42的水體總量的流量積數(shù)器432。而本實(shí)施例中的該抽引件5是為定量幫浦，能將該緩沖單元2內(nèi)的已過(guò)濾的水體依序抽引至該過(guò)濾控制單元3的過(guò)濾匣31，以及該采集單元4中。如圖1所示，于進(jìn)行采集程序時(shí)，操作者先調(diào)整該定時(shí)開(kāi)關(guān)11而設(shè)定該采集時(shí)間，并借由該抽引件5與該流量計(jì)431的相互校正調(diào)整，設(shè)定通過(guò)該主、備采集管41、42的水體流速與流量。而當(dāng)該緩沖單元2的槽體21內(nèi)容裝的采集水體貯存達(dá)一定高度時(shí)，則激活該抽引件5進(jìn)行抽引。因此，該槽體21能發(fā)揮一預(yù)貯存功能，使得所貯存的采集水體量能因應(yīng)該抽引件5的抽引速度，并且，使水體有足夠的停滯時(shí)間，得以去除氣泡并使大顆粒雜質(zhì)沉淀。而當(dāng)該抽引件5進(jìn)行抽引時(shí)，水體能穿過(guò)該過(guò)濾件23而進(jìn)行過(guò)濾成為已過(guò)濾的水體，而流向該過(guò)濾控制單元3的過(guò)濾匣31。接著，水體是自上而下地流入該過(guò)濾匣31內(nèi)，透過(guò)該分散盤(pán)34能使得水體均勻分布地依序?yàn)V過(guò)該輔、主濾件33、32，得以濾除水體中更微小的固體物，使水體中的懸浮固體物(SuspendedSolid，SS)完全去除，水體并繼續(xù)往該采集單元4流動(dòng)。同時(shí)，該測(cè)壓件35會(huì)同步監(jiān)測(cè)該過(guò)濾匣31內(nèi)的過(guò)濾壓力，當(dāng)過(guò)濾壓力超過(guò)3.5Kg/cm2(約50psi)時(shí)，代表該主濾件32表面上已形成較厚的濾餅，不但會(huì)嚴(yán)重影響水體的過(guò)濾速度，甚至?xí)斐芍鳛V件32破損，因此，則必須更換潔凈的主濾件32，以維持其過(guò)濾成效。接著，通過(guò)該過(guò)濾匣31的水體則會(huì)繼續(xù)以由下往上的垂直水流方向依序流入該主、備采集管41、42，能夠有效防止擾流狀況，并配合該分散盤(pán)413使水體能均勻分怖地通過(guò)該等吸附介質(zhì)412，得以進(jìn)行均勻的吸附作用。由于該吸附介質(zhì)412具有高孔隙度且表面積大的特性，水體能夠迅速通過(guò)，相對(duì)能承載大流量的采集水體，且借該等吸附介質(zhì)412與該超微量有機(jī)物間的吸引力而產(chǎn)生物理吸附作用，超微量有機(jī)物則得以迅速且有效地被吸附采集。最后，通過(guò)該主、備采集管41、42的采集后的水體，會(huì)流經(jīng)該流量積數(shù)器432而排出，以累計(jì)于該采集時(shí)間內(nèi)所采集的水體總量。而當(dāng)采集作業(yè)已持續(xù)達(dá)該采集時(shí)間時(shí)，則將該抽引件5關(guān)閉，并將該過(guò)濾匣31與該主、備采集管41、42拆卸下，以對(duì)所采集的超微量有機(jī)物含量進(jìn)行后續(xù)的萃取、質(zhì)譜分析，以及氣相層析等分析作業(yè)。此外，為了驗(yàn)證該等吸附介質(zhì)412對(duì)于超微量有機(jī)物具有良好的吸附效果，于尚未進(jìn)行水體中的十七種PCDD/Fs(如附表二所示)采集作業(yè)前，先于該主采集管41的吸附介質(zhì)412內(nèi)分次添加五種化性與物性相同于PCDD/Fs的13C擬似標(biāo)準(zhǔn)品(SurrogateStandard)(如附表一所示)，進(jìn)行擬似標(biāo)準(zhǔn)品的穿透率測(cè)試，而本次測(cè)試是采集2000公升的自來(lái)水水體，采集流量為0.8升/分鐘，而其穿透率測(cè)試結(jié)果如附表一所示。由附表一可知，該等擬似標(biāo)準(zhǔn)品的穿透率皆小于5，顯現(xiàn)出該等吸附介質(zhì)412對(duì)于該等擬似標(biāo)準(zhǔn)品確實(shí)具有優(yōu)異的吸附補(bǔ)集能力，因此，該等吸附介質(zhì)412對(duì)于PCDD/Fs等超微量有機(jī)物的吸附能力更是無(wú)庸置疑的。而附表二，是進(jìn)行四次重復(fù)試驗(yàn)，借由質(zhì)譜分析與氣相層析分析，并參考環(huán)保署公告標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法NIEAA810.10，利用資料分析軟件(MicromassMasslynx/Quanlynx3.5版)，計(jì)算出該等PCDD/Fs的最低儀器偵測(cè)極限值(Minimumdetectablelimit，MinDL)，并除以水體采集體積，而得到PCDD/Fs的最低可偵測(cè)極限范圍。由附表二可知，當(dāng)采集水樣體積達(dá)2000升時(shí)，該等PCDD/Fs的最低可偵測(cè)極限范圍達(dá)0.06-0.17fg/L，相較于其它文獻(xiàn)的可偵測(cè)極限范圍，此值是遠(yuǎn)低于十倍以上，而能有效改善以往超微量有機(jī)物受限于儀器的偵測(cè)極限而導(dǎo)致分析困難的缺點(diǎn)。附表一※1.擬似標(biāo)準(zhǔn)品穿透率＝下層SS/(上層SS+下層SS)2.NDNotDetected附表二權(quán)利要求1.一種自水中采集超微量物質(zhì)的采集裝置，其特征在于一外殼體，設(shè)置有一能設(shè)定一采集時(shí)間的定時(shí)開(kāi)關(guān)；一用以排除水體氣泡與過(guò)濾水體的緩沖單元，是容置于該外殼體內(nèi)并具有一能容納水體的槽體，以及一設(shè)置于該槽體內(nèi)的過(guò)濾件，該槽體開(kāi)設(shè)有一能供未過(guò)濾的水體流入的進(jìn)流口，以及一能供已過(guò)濾的水體流出的出流口；一過(guò)濾控制單元，是容置于該外殼體內(nèi)且與該緩沖單元相連接，并具有一與該緩沖單元的該出流口相連通而能對(duì)已過(guò)濾的水體再過(guò)濾的過(guò)濾匣，以及一能偵測(cè)該過(guò)濾匣中的過(guò)濾壓力的測(cè)壓件；一采集單元，是容置于該外殼體內(nèi)且與該過(guò)濾控制單元相連接，并具有一能承接來(lái)自于該過(guò)濾匣的水體的主采集管，以及一能控制并計(jì)算于該采集時(shí)間內(nèi)流經(jīng)該主采集管的水體流量的流量組件，該主采集管具有一管體，以及一裝設(shè)于該管體內(nèi)且具有孔隙度大與弱極性特性的吸附介質(zhì)；以及一能受一動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)而用以抽送水體的抽引件。2.如權(quán)利要求1所述自水中采集超微量物質(zhì)的采集裝置，其特征在于該吸附介質(zhì)是選自于下列組合密度約0.022克/立方公分的聚氨基甲酸乙酯泡棉、苯乙烯-二乙烯苯共聚物，以及此等的組合。3.如權(quán)利要求1所述的自水中采集超微量物質(zhì)的采集裝置，其特征在于該緩沖單元更具有一設(shè)置于該槽體內(nèi)而將未過(guò)濾的水體與已過(guò)濾的水體區(qū)隔的分隔板，該槽體更開(kāi)設(shè)二位在該槽體底部而能將自水體中沉淀的雜質(zhì)與過(guò)剩水體排除的排放口，以及一能供過(guò)量水體先行溢流排出的溢流口。4.如權(quán)利要求1所述自水中采集超微量物質(zhì)的采集裝置，其特征在于該過(guò)濾控制單元更具有一容置于該過(guò)濾匣中的主濾件、一容置于該過(guò)濾匣中并位于該主濾件上方的輔濾件，以及一設(shè)置于該輔濾件上方而用以使水體分布均勻的分散盤(pán)，該主濾件的材質(zhì)是選自于下列群組玻璃纖維、石英纖維，及此等的組合，該輔濾件是為玻璃棉，而該過(guò)濾匣的材質(zhì)是選自于下列群組玻璃、不銹鋼、鐵氟龍，及此等的組合5.如權(quán)利要求1所述自水中采集超微量物質(zhì)的采集裝置，其特征在于該過(guò)濾控制單元的測(cè)壓件是為隔膜式壓力計(jì)，而該抽引件是為定量幫浦。6.如權(quán)利要求1所述自水中采集超微量物質(zhì)的采集裝置，其特征在于該采集單元更具有一與該主采集管相連接的備采集管，該備采集管具有一管體，以及一填充于該管體內(nèi)的吸附介質(zhì)。7.如權(quán)利要求6所述自水中采集超微量物質(zhì)的采集裝置，其特征在于該主、備采集管更分別具有一裝設(shè)于該管體內(nèi)而用以使水體分布均勻的分散盤(pán)。8.如權(quán)利要求7所述自水中采集超微量物質(zhì)的采集裝置，其特征在于該主、備采集管的該等管體的材質(zhì)是選自于下列群組玻璃、不銹鋼、鐵氟龍，及此等的組合。9.如權(quán)利要求所述自水中采集超微量物質(zhì)的采集裝置，其特征在于該采集單元的該流量組件具有一能控制單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)該采集管的水體流量的流量計(jì)，以及一能累積統(tǒng)計(jì)該采集時(shí)間內(nèi)流經(jīng)該采集管的水體總量的流量積數(shù)器。10.如權(quán)利要求1所述自水中采集超微量物質(zhì)的采集裝置，其特征在于該緩沖單元的過(guò)濾件是規(guī)格約為100-400篩目的不銹鋼網(wǎng)。專利摘要一種自水中采集超微量有機(jī)物的采集裝置，是包含一用以排除水體氣泡與過(guò)濾水體的緩沖單元、一過(guò)濾控制單元、一采集單元，以及一能將水體自該緩沖單元依序輸送至該過(guò)濾控制單元與該采集單元的抽引件。該緩沖單元具有一對(duì)水體進(jìn)行過(guò)濾的過(guò)濾件。該采集單元具有一主采集管，該主采集管具有一孔隙度大與弱極性特性的吸附介質(zhì)。其對(duì)水體進(jìn)行有效預(yù)過(guò)濾后，借該吸附介質(zhì)能夠迅速采集大量水體，并得以迅速吸附水體中的超微量有機(jī)物而有效提高吸附量，以利后續(xù)微量分析的進(jìn)行。文檔編號(hào)G01N1/28GK2602363SQ0323675公開(kāi)日2004年2月4日申請(qǐng)日期2003年1月24日優(yōu)先權(quán)日2003年1月24日發(fā)明者郭永慶,張簡(jiǎn)國(guó)平,蔡錦蓮,李偉山申請(qǐng)人:郭永慶,張簡(jiǎn)國(guó)平,蔡錦蓮,李偉山