一種便攜式水中氮氧同位素過濾吸附裝置及吸附方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便攜式水中氮氧同位素過濾吸附裝置及吸附方法。所述裝置包括：儲(chǔ)水箱為長(zhǎng)方體，儲(chǔ)水箱上平面設(shè)置有大孔和小孔，儲(chǔ)水箱底部設(shè)置有閥門；過濾吸附器包括水樣瓶、導(dǎo)水管、膜過濾器、吸附柱和支撐架；抽水器包括：水泵、進(jìn)水管道、出水管道。所述方法包括：水樣瓶?jī)?nèi)裝滿水樣；開啟水泵，調(diào)節(jié)進(jìn)水管道的水量，水樣通過膜過濾器和吸附柱進(jìn)行過濾吸附。本發(fā)明將過濾和吸附過程合并為一個(gè)過程，省去一次清洗容器的過程，取完一個(gè)水樣即可在車上過濾吸附，操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力。
【專利說明】一種便攜式水中氮氧同位素過濾吸附裝置及吸附方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水中氮氧同位素檢測(cè)領(lǐng)域，更進(jìn)一步說，涉及一種便攜式水中氮氧同位素過濾吸附裝置及吸附方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水中硝酸鹽氮和氧同位素組成可以有效指示水中硝酸鹽來源及其變化，硝態(tài)氮氧同位素方法已被廣泛應(yīng)用于各種水體氮污染和流域氮循環(huán)等研究。從水樣中提取硝酸根離子，進(jìn)而測(cè)試氮和氧同位素組成，是應(yīng)用該方法進(jìn)行研究的前提。目前常用的水樣硝態(tài)氮和氧同位素組成測(cè)試方法主要有陰陽離子交換樹脂吸附法。為了避免運(yùn)輸大量的水樣到實(shí)驗(yàn)室和在運(yùn)輸過程對(duì)水樣進(jìn)行特殊處理，硝酸鹽過濾吸附過程一般在野外現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。
[0003]目前在野外對(duì)水中硝酸根離子的過濾吸附一般分為兩個(gè)過程，一個(gè)是過濾過程，另一個(gè)是吸附過程。主要過程為:
[0004](I)采集水樣，貯存于普通采樣瓶?jī)?nèi)。晚上運(yùn)回賓館。
[0005](2)用采集的水樣潤(rùn)洗過濾裝置，將所采取的水樣用覆蓋有玻璃纖維的濾膜的砂芯漏斗(4G)配合真空抽濾泵過濾水樣。
[0006](3)用過濾后的水樣潤(rùn)洗吸附管(綠色較軟的塑料管)，將抽濾后的水樣通過吸附柱；吸附完成后將小柱封好貼上標(biāo)簽，裝好帶回(玻璃纖維濾膜用錫箔紙包好、寫標(biāo)簽)。
[0007]以上過程主要有如下不足:
[0008](I)過濾和吸附需要攜帶的儀器比較多，儀器的體積比到大，占用的空間比較大，野外攜帶極不方便；
[0009](2)過濾吸附這兩過程要單獨(dú)完成，首先要把過濾后的水樣用純凈的容器盛放，這樣增加了 一步清洗容器的過程，操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
[0010](3)所有水樣需要運(yùn)回賓館，晚上進(jìn)行過濾吸附，比較費(fèi)時(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種便攜式水中氮氧同位素過濾吸附裝置及吸附方法。將過濾和吸附過程合并為一個(gè)過程，省去一次清洗容器的過程，取完一個(gè)水樣即可在車上過濾吸附，操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力。
[0012]本發(fā)明的目的之一是提供一種便攜式水中氮氧同位素過濾吸附裝置。
[0013]所述裝置包括:儲(chǔ)水箱、過濾吸附器和抽水器，
[0014]所述儲(chǔ)水箱為長(zhǎng)方體，儲(chǔ)水箱上平面設(shè)置有大孔和小孔，儲(chǔ)水箱底部設(shè)置有閥門；
[0015]所述過濾吸附器包括水樣瓶、導(dǎo)水管、膜過濾器、吸附柱和支撐架；吸附柱內(nèi)裝有樹脂，吸附柱口設(shè)置有密封塞，導(dǎo)水管一端伸入到水樣瓶底部，另一端穿過膜過濾器和密封塞后伸入到吸附柱內(nèi)；支撐架一端扣在水樣瓶的口上，另一端有孔，吸附柱插到支撐架的孔中；所述水樣瓶的外徑與儲(chǔ)水箱的大孔的孔徑相同，水樣瓶卡在大孔內(nèi)并且深入到儲(chǔ)水箱內(nèi)部；
[0016]所述抽水器包括:水泵、進(jìn)水管道、出水管道；所述抽水器設(shè)置在儲(chǔ)水箱上，出水管道通過小孔伸入到儲(chǔ)水箱中，進(jìn)水管道與吸附柱底部連接。
[0017]其中所述大孔的數(shù)量?jī)?yōu)選為5個(gè)，小孔數(shù)量為I個(gè)。
[0018]所述密封塞優(yōu)選為橡皮塞。
[0019]所述儲(chǔ)水箱為透明材料制得，優(yōu)選為透明的有機(jī)玻璃或塑料材料制得。
[0020]具體可采用以下方案:
[0021]所述的儲(chǔ)水箱為長(zhǎng)方體，儲(chǔ)水箱可以容納5瓶水樣瓶的水量，當(dāng)過濾完5瓶水樣后，開啟閥門，把水排走。儲(chǔ)水箱上表面設(shè)置有大孔和小孔，大孔孔徑和水樣瓶的外徑相同，小孔孔徑和出水管道的外徑相同，儲(chǔ)水箱底部設(shè)置有閥門；
[0022]所述過濾吸附器支撐架一端扣在水樣瓶的口上，另一端有孔，吸附柱內(nèi)裝有2/3體積的樹脂，插到支撐架的孔中，導(dǎo)水管一端伸入到水樣瓶底部，另一端穿過膜過濾器和密封塞后伸入到吸附柱內(nèi)，所述水樣瓶的外徑與儲(chǔ)水箱的大孔的孔徑相同，水樣瓶卡在大孔內(nèi)并且深入到儲(chǔ)水箱內(nèi)部。
[0023]所述的進(jìn)水管道與吸附柱的末端相連，其中進(jìn)水管道可以分多支，與多個(gè)過濾吸附器中的吸附柱連接，最終與水泵的進(jìn)水口連接，水泵的出水管道通過小孔伸入到儲(chǔ)水箱中。
[0024]本發(fā)明的目的之二是提供一種吸附方法。
[0025]包括:
[0026]水樣瓶?jī)?nèi)裝滿水樣；
[0027]開啟水泵，調(diào)節(jié)進(jìn)水管路的水量，水樣通過膜過濾器和吸附柱進(jìn)行過濾吸附。
[0028]優(yōu)選，當(dāng)吸附過濾完5瓶水樣后，打開儲(chǔ)水箱底部閥門放水。
[0029]具體可采用如下步驟:
[0030](I)把水泵固定在儲(chǔ)水箱的頂部，進(jìn)水口與進(jìn)水管道連接好，出水管道與出水口連接好，進(jìn)出水管道通過小孔穿過到儲(chǔ)水箱中(圖1)。進(jìn)水管道分出多支(優(yōu)化的數(shù)目為5支)，各支的進(jìn)口用堵頭暫時(shí)堵住。
[0031](2)把水樣瓶、導(dǎo)水管、膜過濾器、橡皮塞放在原樣水中清洗3次，使各個(gè)儀器內(nèi)無上次采樣的殘留物，把水樣品瓶灌滿水樣，插入導(dǎo)水管，扣住支撐架，膜過濾器加載0.45um的濾膜，橡皮塞塞緊在吸附柱的口上，吸附柱穿過支撐架的孔，放在支撐架上，把樣品瓶插入儲(chǔ)水箱的大孔中，樣品瓶底部與儲(chǔ)水箱的底接觸，吸附柱的末端與微型水泵的進(jìn)水管道的一支相連。
[0032](3)啟動(dòng)水泵，調(diào)節(jié)流量，使水流調(diào)節(jié)到合適流量，水泵的出水管道的水排到儲(chǔ)水箱中，等過濾吸附完5瓶水樣后，開啟閥門，把水排掉，拍完后，關(guān)閉閥門。
[0033](4)以上是一組過濾吸附器的氮氧同位素的過濾吸附過程，其余各組的過濾吸附器的裝樣過程、加載過程和第一組相同可以同時(shí)進(jìn)行N組(N ^ 1,N G自然數(shù))操作，一般優(yōu)化的數(shù)目為5組。
[0034](5)—組過濾吸附過程完畢后，把微型水泵的進(jìn)水管道的一支從吸附柱的末端拔下，用堵頭暫時(shí)堵住管道，把橡皮塞從吸附柱的口上拔下，將吸附柱封好貼上標(biāo)簽裝好，把水樣瓶、導(dǎo)水管、膜過濾器、橡皮塞用純凈水洗干凈，準(zhǔn)備下一個(gè)水樣的過濾吸附過程。[0035]本發(fā)明主要優(yōu)點(diǎn)是儀器的體積比到小，野外攜帶比較方便，過濾和吸附過程合并為一個(gè)過程，省去一次清洗容器的過程，取完一個(gè)水樣即可在車上過濾吸附，無需晚上加班，操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明便攜式的水中氮氧同位素過濾吸附裝置示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明儲(chǔ)水箱示意圖；
[0038]圖3是本發(fā)明過濾吸附器示意圖；
[0039]附圖標(biāo)記說明:
[0040]11儲(chǔ)水箱，12大孔，13小孔，14閥門，21水泵，22進(jìn)水管道，23出水管道，31水樣瓶，32導(dǎo)水管，33膜過濾器，34橡皮塞，35吸附柱，36樹脂，37支撐架
【具體實(shí)施方式】
[0041 ] 下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0042]實(shí)施例:
[0043]如圖f 3所示，一種便攜式水中氮氧同位素過濾吸附裝置。
[0044]包括:儲(chǔ)藏箱、過濾吸附器和抽水器，
[0045]所述儲(chǔ)水箱11為長(zhǎng)方體，儲(chǔ)水箱可以容納5瓶水樣瓶31的水量，上部設(shè)置有大孔12和小孔13，大孔12孔徑和水樣瓶31的外徑相同，小孔13孔徑和出水管道23的外徑相同，儲(chǔ)水箱底部設(shè)置有閥門14 ;
[0046]所述過濾吸附器包括水樣瓶31、導(dǎo)水管32、膜過濾器33、密封塞34、吸附柱35和支撐架37 ;支撐架一端扣在水樣瓶的口上，另一端有孔，吸附柱35內(nèi)裝有樹脂36，插到支撐架37的孔中，導(dǎo)水管一端伸入到水樣瓶底部，另一端穿過膜過濾器33和密封塞34后伸入到吸附柱35內(nèi)，水樣瓶卡在大孔內(nèi)并且深入到儲(chǔ)水箱內(nèi)部。
[0047]所述抽水器包括:水泵21、進(jìn)水管道22、出水管道23 ;水泵上可以調(diào)節(jié)流量大小，設(shè)置有進(jìn)水管路22和出水管路23，出水管道通過小孔13伸入到儲(chǔ)水箱中。
[0048]所述儲(chǔ)水箱為透明的塑料材料制得。
[0049]進(jìn)行吸附時(shí)，
[0050](I)把水泵固定在儲(chǔ)水箱的頂部，進(jìn)水口與進(jìn)水管道連接好，出水管道與出水口連接好，進(jìn)出水管道通過小孔穿過到儲(chǔ)水箱中(圖1)。進(jìn)水管道分出5支，各支的進(jìn)口用堵頭暫時(shí)堵住。
[0051](2)把水樣瓶、導(dǎo)水管、膜過濾器、橡皮塞放在原樣水中清洗3次，使各個(gè)儀器內(nèi)無上次采樣的殘留物，把水樣品瓶灌滿水樣，插入導(dǎo)水管，扣住支撐架，膜過濾器加載0.45um的濾膜，橡皮塞塞緊在吸附柱的口上，吸附柱穿過支撐架的孔，放在支撐架上，把樣品瓶插入儲(chǔ)水箱的大孔中，樣品瓶底部與儲(chǔ)水箱的底接觸，吸附柱的末端與水泵的進(jìn)水管道的一支相連。
[0052](3)啟動(dòng)水泵，調(diào)節(jié)流量，使水流調(diào)節(jié)到合適流量，水泵的出水管道的水排到儲(chǔ)水箱中，等過濾吸附完5瓶水樣后，開啟閥門，把水排掉，拍完后，關(guān)閉閥門。
[0053](4) 一組過濾吸附過程完畢后，把微型水泵的進(jìn)水管道的一支從吸附柱的末端拔下，用堵頭暫時(shí)堵住管道，把橡皮塞從吸附柱的口上拔下，將吸附柱封好貼上標(biāo)簽裝好，把水樣瓶、導(dǎo)水管、膜過濾器、橡皮塞用純凈水洗干凈，準(zhǔn)備下一個(gè)水樣的過濾吸附過程。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式水中氮氧同位素過濾吸附裝置，其特征在于: 所述裝置包括:儲(chǔ)水箱、過濾吸附器和抽水器， 所述儲(chǔ)水箱為長(zhǎng)方體，儲(chǔ)水箱上平面設(shè)置有大孔和小孔，儲(chǔ)水箱底部設(shè)置有閥門； 所述過濾吸附器包括水樣瓶、導(dǎo)水管、膜過濾器、吸附柱和支撐架；吸附柱內(nèi)裝有樹脂，吸附柱口設(shè)置有密封塞，導(dǎo)水管一端伸入到水樣瓶底部，另一端穿過膜過濾器和密封塞后伸入到吸附柱內(nèi)；支撐架一端扣在水樣瓶的口上，另一端有孔，吸附柱插到支撐架的孔中；所述水樣瓶的外徑與儲(chǔ)水箱的大孔的孔徑相同，水樣瓶卡在大孔內(nèi)并且深入到儲(chǔ)水箱內(nèi)部; 所述抽水器包括:水泵、進(jìn)水管道、出水管道；所述抽水器設(shè)置在儲(chǔ)水箱上，出水管道通過小孔伸入到儲(chǔ)水箱中，進(jìn)水管道與吸附柱底部連接。
2.如權(quán)利要求1所述的過濾吸附裝置，其特征在于: 所述大孔的數(shù)量為5個(gè)，小孔數(shù)量為I個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的過濾吸附裝置，其特征在于: 所述S封塞為橡皮塞。
4.如權(quán)利要求f3之一所述的過濾吸附裝置，其特征在于: 所述儲(chǔ)水箱為透明材料。
5.如權(quán)利要求4所述的過濾吸附裝置，其特征在于: 所述儲(chǔ)水箱為透明的有機(jī)玻璃材料或塑料。
6.一種采用如權(quán)利要求1飛之一所述的過濾吸附裝置的吸附方法，其特征在于所述方法包括: 水樣瓶?jī)?nèi)裝滿水樣； 開啟水泵，調(diào)節(jié)進(jìn)水管路的水量，水樣通過膜過濾器和吸附柱進(jìn)行過濾吸附。
7.如權(quán)利要求6所述的吸附方法，其特征在于: 當(dāng)吸附過濾完五瓶水樣后，打開儲(chǔ)水箱底部閥門放水。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK103630432SQ201210303589
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月23日
【發(fā)明者】楊麗虎, 宋獻(xiàn)方, 張兵, 喬云峰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所