水面大氣干沉降氮樣品采集器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水面大氣干沉降氮樣品采集器，由兩個分別附以陰、陽膜的內(nèi)、外層錐形網(wǎng)疊放而成。外層陰膜用于阻隔樣品和水體的陽離子及有機物，內(nèi)層陽膜用于阻隔水體和樣品陰離子及有機物；錐形不銹鋼網(wǎng)下端通過尼龍繩連接鐵錨，用于采集器水下固定；錐形不銹鋼網(wǎng)上端口裝設浮漂，實現(xiàn)采樣器長期漂浮在水面上；浮漂在內(nèi)、外層錐形網(wǎng)之間開設有銨離子采樣口，用于采集兩陰、陽膜錐形網(wǎng)之間的水樣；錐形不銹鋼網(wǎng)上面通過塑鋼立柱連接擋板，用于防止采樣器之外的水進入采樣器內(nèi)。本發(fā)明直接置于水面上，所采樣品反映了當時當?shù)氐沫h(huán)境條件（氣溫、氣壓、空氣濕度、空氣穩(wěn)定度、風速、水溫、水動力條件、大氣與水界面條件等等），樣品具有較強的代表性和可靠性。
【專利說明】水面大氣干沉降氮樣品采集器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水面大氣干沉降氮樣品采集裝置。

【背景技術】
[0002]中國地表水環(huán)境(河、湖、庫、海)污染已經(jīng)從過去的有機污染逐漸轉(zhuǎn)化為目前的富營養(yǎng)化污染(最常見的是近海赤潮、綠潮，湖水藻類爆發(fā)、河流水葫蘆瘋長等)，并具日趨加劇之勢。水環(huán)境富營養(yǎng)化是人類活動把大量營養(yǎng)物(氮、磷等)排入水體，打破了原有的營養(yǎng)平衡，促使某些生物瘋長另一些生物被抑制，進而破壞了水生態(tài)系統(tǒng)。
[0003]傳統(tǒng)的觀點認為水體富營養(yǎng)化，主要是人類排入的污水中含有大量氮磷所引起的，在這一思想的影響下，污水處理由過去單純的有機污染物處理轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物、營養(yǎng)物同時處理(一級處理轉(zhuǎn)變?yōu)槎壧幚砘蛉壧幚?，但是水體富營養(yǎng)化并沒有得到抑制。
[0004]近期大量研究表明:地表水中的營養(yǎng)物有相當一部分是來自大氣干沉降和濕沉降(中國海洋大學的韓麗君等人研究表明:大氣沉降輸入到黃海的NH4+-N是河流輸入的6.6倍)。濕沉降是指隨大氣降水(雨、雪等)帶入到水體中的污染物，干沉降是指非降水期間大氣污染物進入到水體中的污染物。前者的測定方法是收集降水，測定降水中的污染物含量即可，其方法簡單易行，結(jié)果準確可靠；后者現(xiàn)有的測定方法是將盛有蒸餾水的容器放在屋頂，進入容器的物質(zhì)作為干沉降樣品。很顯然這種方法具有以下不足:①大氣中的污染物(氣態(tài)、顆粒態(tài))是直接進入水體的，進入量的多少與當時當?shù)氐沫h(huán)境條件和氣象條件(溫度、濕度、氣壓風速、浪高、大氣穩(wěn)定度、水動力條件等因素)密切相關，而現(xiàn)行的采樣方法是在陸地上離地面幾米甚至幾十米高的樓頂上進行，脫離了實際的自然環(huán)境條件，所得結(jié)果必然失真；②容器開口的大小以及器壁的邊界效應都會影響到大氣污染物進入到容器內(nèi)；③置于高高房頂上的容器在炎熱的夏季，很容易使容器和其中的水溫增加(有時高達40-50°C )，必然引起強烈的化學反應和水分的蒸發(fā)，在寒冷的冬季，很容易使容器內(nèi)的水結(jié)冰(有人在蒸餾水中添加防凍液，這又使采樣器內(nèi)的水與水體水形態(tài)不一致)，這勢必影響到大氣污染物溶解到采樣器內(nèi)的水中。因此現(xiàn)行的測試結(jié)果與實際相差較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)行大氣干沉降測試方法的不足，本發(fā)明提出一種水面大氣干沉降氮樣品采集裝置。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是:一種水面大氣干沉降氮樣品采集器，包括起固定作用的鐵錨、起牽引作用的尼龍繩、錐形不銹鋼網(wǎng)(由兩個分別附以陰、陽膜的內(nèi)、外層錐形網(wǎng)疊放而成，用于分別阻隔水體和樣品的離子及有機物)；錐形不銹鋼網(wǎng)下端通過尼龍繩連接鐵錨，用于采集器水下固定；錐形不銹鋼網(wǎng)上端口裝設浮漂，實現(xiàn)采樣器長期漂浮在水面上；浮漂在內(nèi)、外層錐形網(wǎng)之間開設有銨離子采樣口，用于采集陰、陽膜錐形網(wǎng)之間的水樣；錐形不銹鋼網(wǎng)上面通過塑鋼立柱連接擋板，用于防止采樣器之外的水進入采樣器內(nèi)。
[0007]外層錐形不銹鋼網(wǎng)是附以孔徑小于Inm的陰離子膜，內(nèi)層不銹鋼錐形網(wǎng)是附以孔徑小于Inm的陽離子膜，內(nèi)、外層錐形網(wǎng)間隔5mm，內(nèi)層錐形網(wǎng)的開口內(nèi)半徑和錐高均為300mmo
[0008]銨離子采樣口為5_X 5mm的采樣口。擋板高度大于采樣點近年水面最大浪高。采集器上設置采樣器標志旗，用于提醒過往船只和采樣人員。
[0009]本發(fā)明具有以下特點:①將水體大氣干沉降樣品采集器，放置在實際的水面上，反映了環(huán)境因素對大氣沉降的影響，使樣品采集結(jié)果更加準確可靠；②將膜分離原理運用于大氣干沉降樣品的采集上，排除了水體對樣品的影響在采樣器開口處設置擋板，以防止水體水進入采樣器內(nèi)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0012]如圖1所示，一種水面大氣干沉降氮樣品采集器，包括起固定作用的鐵錨4、起牽引作用的尼龍繩3、兩個分別附以陰、陽膜，相距5_的錐形不銹鋼網(wǎng)2和1、固定在采樣器上的浮漂5、起支撐作用的四個塑鋼立柱7、防止采樣器之外的水進入采樣器內(nèi)的擋板8、采樣器標志旗9。
[0013]錐形不銹鋼網(wǎng)由兩個分別附以陰、陽膜的內(nèi)、外層錐形網(wǎng)2，I疊放而成，用于阻隔采樣器內(nèi)外離子和有機物發(fā)生混合；錐形不銹鋼網(wǎng)下端通過尼龍繩3連接鐵錨4，用于采樣器水下固定；錐形不銹鋼網(wǎng)上端口裝設浮漂5，實現(xiàn)采樣器長期漂浮在水面上；浮漂5在內(nèi)、外層錐形網(wǎng)1，2之間開設有銨離子采樣口 6，用于采集兩陰、陽膜錐形網(wǎng)之間的水樣；錐形不銹鋼網(wǎng)上面通過塑鋼立柱7連接擋板8，用于防止采樣器之外的水進入采樣器內(nèi)；采集器上設置采樣器標志旗9，用于提醒過往船只和采樣人員。外層錐形不銹鋼網(wǎng)是附以孔徑小于Inm陰離子膜的不銹鋼錐形網(wǎng)2，內(nèi)層是附以孔徑小于Inm陽離子膜的不銹鋼錐形網(wǎng)1，內(nèi)、外層錐形網(wǎng)1，2間隔5mm,內(nèi)層錐形網(wǎng)I的開口內(nèi)半徑和錐高均為300mm。銨離子采樣口 6為5_X5_的采樣口。擋板高度大于采樣點近年水面最大浪高。
[0014]為準確采集到大氣干沉降進入水體的含氮化合物，本發(fā)明主要包括以下幾個方面。
[0015](I)將采樣器置于水(河、湖、海)面上，大氣污染物(含氮化合物)沉降到水面上的同時也進入到采樣器內(nèi)，采樣器所采樣品具有較強的代表性。
[0016](2)為防止水體含氮化合物進入到采樣器內(nèi)，采樣器外層采用孔徑小于Inm
的陰離子膜(陰膜)，使水體中的所有陽離子和有機物被隔離在采樣器之外，在采樣器內(nèi)層使用孔徑小于Inm的陽離子膜(陽膜)，使所有進入到采樣器的陰離子和含氮有機物被阻隔在采樣器之內(nèi)(其中的硝態(tài)氮Ν03_-Ν、亞硝態(tài)氮Ν02_-Ν和含氮有機物正是所要測的對象)，在陰、陽膜之間既有從水體經(jīng)陰膜進入的陰離子，還有從采樣器內(nèi)經(jīng)陽膜進入的陽離子，其中的銨態(tài)氮NH4+-N正是所要測的對象。
[0017](3)為防止波浪將水體含氮污染物帶入到采樣器內(nèi)，在采樣器開口處設有輕質(zhì)擋水板，其聞度大于近幾年最大浪聞。
[0018](4)為使采樣器固定在某一處而不被風吹走，在采樣器底部連接有繩索和鐵錨，繩索的長度應與采樣點的水深相適宜。
[0019]具體的采樣器分水下、水面、水上三部分，見附圖1。
[0020]水下部分:①有起固定作用的鐵錨4，②起牽引作用的尼龍繩3 (其長度由采樣點處的水深決定)，③兩個分別附以陰、陽膜，相距5_的錐形不銹鋼網(wǎng)2、1，以阻止采樣器以外的陽離子和有機物進入采樣器內(nèi)，同時也阻止采樣器之內(nèi)的陰離子和有機物逸出采樣器之外，錐高和錐口內(nèi)半徑均為300mm (目的是制作方便,節(jié)省材料,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,便于后續(xù)計算)。
[0021]水面部分:①固定在采樣器上的浮漂5，主要是保證采樣器能夠長期漂浮在水面上；@5X5mm銨離子采樣口 6，主要是采集兩離子膜或錐形網(wǎng)之間的水樣。
[0022]水上部分:①起支撐作用的四個塑鋼立柱7 ;②防止采樣器之外的水進入采樣器內(nèi)的擋板8，其高度大于采樣點近年水面最大浪高采樣器標志旗9，以提醒過往船只和采樣人員。
[0023]本發(fā)明的采樣器的制作及操作:
(I)采樣器的制作，對采樣點近年最大浪高和水深進行調(diào)查，確定采樣器擋水板高度和牽引繩的長度，按照上述尺寸和要求制作采樣器。
[0024](2)采樣操作，關閉或堵塞5X 5mm銨離子采樣口，將采樣器置放在采樣點處，水體水通過滲透作用經(jīng)兩層離子膜進入到采樣器內(nèi)，該水為純凈水，大氣污染物通過自然沉降作用進入到采樣器內(nèi)，與采樣器內(nèi)的純水混合。
[0025](3)在規(guī)定時間內(nèi)、在采樣器的大口和小口同時采集樣品，大口樣品分析Ν03_-Ν、NO2--N和TN (總氮)，小口樣品分析MV-N。
[0026](4)樣品采集后，更換新的采樣器，以備下次采樣。
[0027]( 5 )本采樣器可制作兩套，一套工作，一套用作替換之用。為保證樣品的可靠性，每采一次樣品都要更換一次采樣器(或離子膜)。
[0028]( 6 )本采樣器也可同時用來采集含磷樣品。
【權利要求】
1.一種水面大氣干沉降氮樣品采集器，包括起固定作用的鐵錨(4)、起牽引作用的尼龍繩(3)，其特征在于:所述錐形不銹鋼網(wǎng)由兩個分別附以陰、陽膜的內(nèi)、外層錐形網(wǎng)(1，2)疊放而成，用于阻隔水體和樣品的陰、陽離子和有機物；錐形不銹鋼網(wǎng)下端通過尼龍繩(3)連接鐵錨(4)，用于樣品采集器水下固定；錐形不銹鋼網(wǎng)上端口裝設浮漂(5)，實現(xiàn)樣品采樣器長期漂浮在水面；浮漂(5)在內(nèi)、外層錐形網(wǎng)(1，2)之間開設有銨離子采樣口 ￠)，用于采集兩陰、陽膜錐形網(wǎng)之間的水樣；錐形不銹鋼網(wǎng)上面通過塑鋼立柱(7)連接擋板(8)，用于防止采樣器之外的水進入采樣器內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的水面大氣干沉降氮樣品采集器，其特征在于:所述錐形不銹鋼網(wǎng)的外層是附以孔徑小于Inm陰離子膜的不銹鋼錐形網(wǎng)，內(nèi)層是附以孔徑小于Inm陽離子膜的不銹鋼錐形網(wǎng)，內(nèi)、外層錐形網(wǎng)(1，2)間隔5_，內(nèi)層錐形網(wǎng)⑴的開口內(nèi)半徑和錐高均為300mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的水面大氣干沉降氮樣品采集器，其特征在于:所述銨離子采樣口(6)為5_X 5_的米樣口。
4.根據(jù)權利要求1所述的水面大氣干沉降氮樣品采集器，其特征在于:所述擋板(8)高度大于采樣點近年水面最大浪高。
5.根據(jù)權利要求1所述的水面大氣干沉降氮樣品采集器，其特征在于:所述錐形不銹鋼網(wǎng)下端尼龍繩(3)長度略大于采樣點水深。
6.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的水面大氣干沉降氮樣品采集器，其特征在于:所述采集器上設置采樣器標志旗(9)，用于提醒過往船只和采樣人員。
【文檔編號】G01N1/10GK104165782SQ201410394538
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權日:2014年8月12日
【發(fā)明者】陳振民 申請人:上海應用技術學院