一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统及方法

本发明涉及环境科学，具体为一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统及方法。

背景技术：

1、碘在自然环境中广泛存在，对于生命体系和地球化学过程具有重要意义。然而，目前对于沉积物中碘的研究主要集中在总碘的测定，而忽略了沉积物中碘的不同赋存形式的详细研究。沉积物中碘的存在形式包括有机质和碳酸盐，对这些形式的准确分离和提取至关重要，以深入了解碘的循环规律和生态环境中的碘化合物的分布。

2、传统的沉积物碘提取方法往往缺乏对有机质和碳酸盐的有效分离手段，导致提取结果的不准确性。同时，温度分解过程中不同碳酸盐矿物的存在可能导致温度分割点的不确定性。

3、因此，有必要提供一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统，包括数据处理模块、碳酸盐测量单元以及碘分离单元，所述碳酸盐测量单元用于检测沉积物中是否含有碳酸盐和测量沉积物中的碳酸盐含量，所述数据处理模块用于碳酸盐测量单元和碘分离单元的数据收集、处理和调控；

2、所述碘分离单元包括前罐体、石英反应管，前罐体后端连接固定有后罐体，石英反应管贯穿前罐体和后罐体，前罐体中设有用于对前端石英反应管加热的前加热炉和监测前端石英反应管透明度的激光透光仪，后罐体中设有用于后端石英反应管加热的后加热炉，所述石英反应管后端连接有磨口排出管，磨口排出管后端一侧设有用于对磨口排出管排出气体进行收集的碘收集单元。

3、作为本发明的一种优选技术方案，所述磨口排出管上设有用于监测磨口排出管中的co2浓度变化的非色散红外气体传感器。

4、作为本发明的一种优选技术方案，位于所述后罐体中的石英反应管中填塞氧化铜和pt。

5、作为本发明的一种优选技术方案，所述氧化铜和pt附着在多孔盘上，多个多孔盘间隔套在细杆上形成多层催化氧化柱，多层催化氧化柱填充于位于所述后罐体中的石英反应管中。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述碳酸盐测量单元包括密封瓶、压力检测探针，密封瓶瓶口设有可拆卸的特氟龙垫片和硅胶密封盖，所述压力检测探针用于穿插特氟龙垫片和硅胶密封盖并伸入密封瓶中以检测密封瓶内部的压力。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述碘收集单元包括平移导轨、转盘以及旋转调控座，所述旋转调控座上安装转盘，转盘上安装有圆周分布的平移导轨，平移导轨上安装有磨口收集器，磨口收集器磨口端用于与磨口排出管连接，磨口收集器排出口连接有收集瓶。

8、作为本发明的一种优选技术方案，所述磨口收集器与收集瓶的连接端处设有过滤芯。

9、作为本发明的一种优选技术方案，位于所述前罐体中的石英反应管管体部分设有平管部。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述平管部的两端设有位于石英反应管中且可拆卸的固位筒，固位筒的筒底开设有与平管部对应的气孔。

11、一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统的提取方法，其包括以下步骤：

12、s1.将沉积物样品一装入密封瓶中，向密封瓶中注入80%的磷酸；

13、s2.将密封瓶放入水浴加热容器中，控制水浴加热容器内的温度在70～80℃，静置1～3小时；

14、s3.将压力检测探针插入密封瓶中测量密封瓶内部压力，收集记录密封瓶前后压力差数值，计算获得沉积物中的碳酸盐含量；

15、s4.在前罐体中的石英反应管中填入与沉积物样品一同条件的沉积物样品二，将石英反应管安装在前罐体与后罐体上；

16、s5.由旋转调控座和平移导轨进行配合，调控未使用的收集瓶对应的磨口收集器磨口端与磨口排出管连接；

17、s6.启动前加热炉对沉积物样品二逐步升温且后加热炉对后罐体中的石英反应管进行加热，使沉积物样品二中的有机物和碳酸盐逐步开始分解，释放co2，在加热过程中由激光透光仪监测反应过程中沉积物样品二的透明度变化且非色散红外气体传感器监测反应过程中的磨口排出管中的co2浓度变化，获取有机质和碳酸盐热分析的准确分割温度；

18、s7.通过激光透光仪监测沉积物样品二的透明度变化，判断沉积物样品二中的有机质部分碘的收集情况，然后快速进行s5，开始碳酸盐部分碘收集，并通过非色散红外气体传感器实时监测co2浓度的变化，判断碳酸盐部分碘的收集情况。

19、与现有技术相比，本发明提供了一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统及方法，具备以下有益效果：

20、本发明中相较与传统的沉积物中碘的提取系统和方法而言，本发明通过引入激光透光仪和非色散红外气体传感器，实现了对有机质和碳酸盐热分解温度的实时监测，得到了沉积物中有机物和碳酸盐热分析的准确温度分割点，从而确保了它们在加热过程中的准确分离，能够快速、准确地分离沉积物中不同来源碘，从而实现了沉积物中有机质和碳酸盐不同赋存形式的碘分类提取，为沉积物中不同来源碘的准确提取提供了全新且高效的解决方案，为碘的循环研究提供更可靠的数据。

技术特征：

1.一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统，其特征在于，包括数据处理模块（1）、碳酸盐测量单元（2）以及碘分离单元（3），所述碳酸盐测量单元（2）用于检测沉积物中是否含有碳酸盐和测量沉积物中的碳酸盐含量，所述数据处理模块（1）用于碳酸盐测量单元（2）和碘分离单元（3）的数据收集、处理和调控，所述碘分离单元（3）包括前罐体（31）、石英反应管（33），前罐体（31）后端连接固定有后罐体（32），石英反应管（33）贯穿前罐体（31）和后罐体（32），前罐体（31）中设有用于对前端石英反应管（33）加热的前加热炉（311）和监测前端石英反应管（33）透明度的激光透光仪（312），后罐体（32）中设有用于后端石英反应管（33）加热的后加热炉（321），所述石英反应管（33）后端连接有磨口排出管（4），磨口排出管（4）后端一侧设有用于对磨口排出管排出气体进行收集的碘收集单元（5）。

2.根据权利要求1所述的一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统，其特征在于，所述磨口排出管（4）上设有用于监测磨口排出管（4）中的co2浓度变化的非色散红外气体传感器（41）。

3.根据权利要求2所述的一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统，其特征在于，位于所述后罐体（32）中的石英反应管（33）中填塞氧化铜和pt。

4.根据权利要求3所述的一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统，其特征在于，所述氧化铜和pt附着在多孔盘（36）上，多个多孔盘（36）间隔套在细杆（35）上形成多层催化氧化柱，多层催化氧化柱填充于位于所述后罐体（32）中的石英反应管（33）中。

5.根据权利要求3所述的一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统，其特征在于，所述碳酸盐测量单元（2）包括密封瓶（21）、压力检测探针（24），密封瓶（21）瓶口设有可拆卸的特氟龙垫片（23）和硅胶密封盖（22），所述压力检测探针（24）用于穿插特氟龙垫片（23）和硅胶密封盖（22）并伸入密封瓶（21）中以检测密封瓶（21）内部的压力。

6.根据权利要求5所述的一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统，其特征在于，所述碘收集单元（5）包括平移导轨（51）、转盘（55）以及旋转调控座（56），所述旋转调控座（56）上安装转盘（55），转盘（55）上安装有圆周分布的平移导轨（51），平移导轨（51）上安装有磨口收集器（52），磨口收集器（52）磨口端用于与磨口排出管（4）连接，磨口收集器（52）排出口连接有收集瓶（53）。

7.根据权利要求6所述的一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统，其特征在于，所述磨口收集器（52）与收集瓶（53）的连接端处设有过滤芯（54）。

8.根据权利要求1所述的一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统，其特征在于，位于所述前罐体（31）中的石英反应管（33）管体部分设有平管部（331）。

9.根据权利要求8所述的一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统，其特征在于，所述平管部（331）的两端设有位于石英反应管（33）中且可拆卸的固位筒（34），固位筒（34）的筒底开设有与平管部（331）对应的气孔（341）。

10.根据权利要求7所述的一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统的提取方法，其特征在于，其包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种沉积物中不同赋存形式碘的提取系统及方法，包括数据处理模块、碳酸盐测量单元以及碘分离单元，碳酸盐测量单元用于检测沉积物中是否含有碳酸盐和测量沉积物中的碳酸盐含量，数据处理模块用于碳酸盐测量单元和碘分离单元的数据收集、处理和调控；碘分离单元包括前罐体、石英反应管，前罐体后端连接固定有后罐体，石英反应管贯穿前罐体和后罐体，前罐体中设有用于对前端石英反应管加热的前加热炉和监测前端石英反应管透明度的激光透光仪，后罐体中设有用于对后端石英反应管加热的后加热炉，石英反应管后端连接有磨口排出管，磨口排出管后端一侧设有用于对磨口排出管排出气体进行收集的碘收集单元。

技术研发人员：范煜坤,程鹏
受保护的技术使用者：中国科学院地球环境研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11