专利名称：多用途厚度可调式的金属离子生物有效态采样器外套的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采集水体和土壤中金属离子，用于支撑和固定不同厚度扩散相、固体结合相和放置液体结合相的多用途厚度可调式的金属离子生物有效态采样器外套。
背景技术：
在大多数生态毒理学研究中，土壤中重金属生物有效态含量和重金属总量有一定的相关性。但是大部分研究者们意识到土壤中重金属总量中的很大一部分是植物、微生物和土壤动物不能利用的。有资料显示在土壤溶液中自由离子活动的测量提供了更好的参考。植物对重金属的吸收作用导致土壤溶液中的重金属浓度下降，由此促使土壤颗粒态重金属补充给土壤溶液，这个动态反应过程是不可忽略的，而这种动态反应过程对于重金属生物有效性有着重要影响。1994年，由英国科学家Davison和张昊发明的梯度扩散薄膜技术(DiffusiveGradients in Thin_films,DGT)可以更加真实有效地模拟土壤动态反应过程,并且运用模型可以估算出土壤动态过程的动力学参数，从而能够更好地评估土壤动态过程的重要性。基于DGT技术开发的DGT装置由过滤膜、扩散膜和吸附膜以及固定这三层膜的塑料外套组成。其中过滤膜主要用来保护扩散膜和吸附膜，避免待测环境中的颗粒物进入DGT装置；扩散膜能够让溶液态的离子自由扩散；吸附膜可以根据实验目的选择不同的吸附材质。随着科学技术的发展，DGT材料也在不断改进和更新，如液体结合相的使用、厚度不同扩散相及结合相的组合等，使得 传统的支架不能满足实际应用的需求。张昊老师发明的DGT装置的支架由底座和外盖组成，具有构造简单，体积较小，携带方便等优点，但不能用于放置液体结合相。专利号为(201120009011.8) “水环境或土壤孔隙水中金属离子的被动采样装置”的专利中外套由取样容器和底板组成，取样容器和底板由螺丝固定，取样容器内部有圆柱体状的孔，空内放置带圆锥空腔的圆柱体，虽然该发明解决了液体结合相在DGT上的应用，但是该外套还存在拆卸安装复杂、体积大、不能使用固体结合相能的不足。
发明内容鉴于现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种利用DGT技术采集水体和土壤中的多用途厚度可调式的金属离子生物有效态采样器外套。本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案是:一种多用途厚度可调式的金属离子生物有效态采样器外套，其特征在于:包括支撑体、内芯、外盖、密封橡胶圈，所述支撑体为塑料环状体，在支撑体的内环底端设有一圈凸台，在支撑体的外环面上设有外螺纹，在支撑体的上端面上设有两个相对称的矩形凹槽；所述内芯为塑料圆状体，内芯的一端面为平面，另一端面为圆锥形凹槽，在内芯的外圆面上设有与矩形凹槽相配合的两个矩形凸起；所述外盖为塑料圆状体，在外盖的盖内壁上设有内螺纹；两个所述密封橡胶圈分别粘接在内芯的外圆面上，所述内芯的一端设置在支撑体的内环内，另一端显露在内环外，所述外盖与支撑体螺接在一起。本实用新型的特点是:可设置不同厚度的金属离子扩散相和结合相，并且固体结合相和液体结合相均可在该支架上应用。本实用新型的密封性能强，可在水体和沉积物中采样时应用，使用范围广。
图1为本实用新型的结构分解示意图；图2为本实用新型的内芯与支撑体连接示意图；图3为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，多用途厚度可调式金属离子生物有效态采样器外套，包括支撑体1、内芯2、外盖3、密封橡胶圈4，支撑体I为塑料环状体，在支撑体I的内环底端设有一圈凸台1-1，在支撑体I的外环面上设有外螺纹1-2，在支撑体I的上端面上设有两个相对称的矩形凹槽1-3。内芯2为塑料圆状体，内芯2的一端面为平面2-1，另一端面为圆锥形凹槽2-2，在内芯2的外圆面上设有与矩形凹槽1-3相配合的两个矩形凸起2-3。外盖3为塑料圆状体，在外盖3的盖内壁上设有内螺纹3-1。两个密封橡胶圈4分别粘接在内芯2的外圆面上，将内芯2的一端放置在支撑体I的内环内，内芯2的一端面与支撑体I内环设有的一圈凸台1-1相接触，内芯2另一端显露在内环外，内芯2的两个矩形凸起2-2定位在支撑体I的两个矩形凹槽1-3中，从而固定内芯内芯2以防止内芯2转动。最后将外盖3与支撑体I螺接在一起，通过支撑体外环面上设有的外螺纹1-2，调节与之相连的外盖3松紧，从而控制内芯2底部与支撑体之间的间隔，达到可使用不同厚度扩散相和结合相的目的。内芯2的圆锥形凹槽2-2可用于放置液体结合相，内芯2的平面2-1可用于放置固体结合相。两个密封橡胶圈4设置在内芯2与支撑体I之间用于对装置进行密封，保证本支架可在水体和沉积物中采样时应用。本实用新型中支撑体I的半径为10-15mm最适,深度可取15_20mm,矩形凹槽1_3的长宽深都可取2-3_ ;内芯2的尺寸则要使其能放进支撑体I且不能出现松动即可，但高度可比支撑体I高5-10mm，这样有利于使用完后取出圆柱体内芯2 ;外盖3则要能套在支撑体8外，并对圆柱体内芯4进行固定，使其不能相对于支撑体上下移动，并且外盖9的螺纹和支撑体8的螺纹还必须配套。使用方法:若DGT的结合相为固体，需先将DGT固体结合相、扩散相和过滤膜依次平铺于内芯2的平面2-1上，然后将支撑体I反向套入在内芯2上，其过滤膜外圈与支撑体I内的一圈凸台1-1接触配合 ，并保证内芯2两侧的两个矩形凸起2-3卡在支撑体I的两个矩形凹槽1-3内，防止内芯2转动，再将外盖3利用螺纹与支撑体I旋紧。然后称取过2 mm筛的风干土 50.0 g，放入塑料容器中，使土层厚度为1.5 cm。添加超纯水使待测土壤中土壤持水量达到60%，密封后平衡48h，然后再次添加超纯水使土壤持水量达到100%平衡24h，使土壤呈黏糊状且表面光滑。用少量待测土壤，轻轻涂抹于本外套支撑体I的窗口即显露于支撑体I内环中的过滤膜处表面，用手轻轻扭转将外套压入土壤表面，确保本外套和土壤接触良好，立即记录时间和环境温度。放置24h后，迅速取出外套，将结合相置1.5ml离心管，加入Iml Imol L—1的HNO3，确保结合相完全被HNO3浸没，放置24 h后稀释待测。若DGT的结合相为液体，则需先将液体结合相注入内芯2上圆锥形凹槽2-2中，然后在放置扩散相和过滤膜，然后将支撑体I反向套入在内芯2上，其过滤膜外圈与支撑体I内的一圈凸台1-1接触配合，并保证内芯2两侧的两个矩形凸起2-3卡在支撑体I的两个矩形凹槽1-3内，并用力压紧，使液体结合相不外流，再将外盖3利用螺纹与支撑体I旋紧。然后称取过2 mm筛的风干土 50.0 g，放入塑料容器中，使土层厚度为1.5 cm。添加超纯水使待测土壤中土壤持水量达到60%，密封后平衡48h，然后再次添加超纯水使土壤持水量达到100%平衡24h，使土壤呈黏糊状且表面光滑。用少量待测土壤，轻轻涂抹于本外套支撑体I的窗口即显露于支撑体I内环中的过滤膜处表面，用手轻轻扭转将外套压入土壤表面，确保本外套和土壤接触良好，立即记录时间和环境温度。放置24h后，迅速取出外套，将结合相置1.5ml离心管，加入Iml Imol Γ1的HNO3，确保结合相完全被HNO3浸没，放置24 h后稀释待测。由于本采样器外套使用后需放入硝酸中浸泡，再用超纯水洗净，所以为保证外套材料的可重复使用，本 采样器外套的所有部件均由聚乙烯塑料制做。
权利要求1.一种多用途厚度可调式的金属离子生物有效态采样器外套，其特征在于:包括支撑体(I)、内芯(2)、外盖(3)、密封橡胶圈(4)，所述支撑体(I)为塑料环状体，在支撑体(I)的内环底端设有一圈凸台(1-1)，在支撑体(I)的外环面上设有外螺纹(1-2)，在支撑体(I)的上端面上设有两个相对称的矩形凹槽(1-3);所述内芯(2)为塑料圆状体，内芯(2)的一端面为平面(2-1)，另一端面为圆锥形凹槽(2-2)，在内芯(2)的外圆面上设有与矩形凹槽(1-3)相配合的两个矩形凸起(2-3);所述外盖(3)为塑料圆状体，在外盖(3)的盖内壁上设有内螺纹(3-1);两个所述密封橡胶圈(4)分别粘接在内芯(2)的外圆面上，所述内芯(2)的一端设置在支撑体(I)的内环内，另一端显露在内环外，所述外盖(3)与支撑体(I)螺接 在一起。
专利摘要本实用新型涉及一种多用途厚度可调式的金属离子生物有效态采样器外套。支撑体为塑料环状体，在支撑体的内环底端设有一圈凸台，在支撑体的外环面上设有外螺纹，在支撑体的上端面上设有两个相对称的矩形凹槽；内芯为塑料圆状体，内芯的一端面为平面，另一端面为圆锥形凹槽，在内芯的外圆面上设有与矩形凹槽相配合的两个矩形凸起；外盖为塑料圆状体，在外盖的盖内壁上设有内螺纹；两个密封橡胶圈分别粘接在内芯的外圆面上，内芯的一端设置在支撑体的内环内，另一端显露在内环外，外盖与支撑体螺接在一起。特点是可设置不同厚度的金属离子扩散相和结合相，并且固体结合相和液体结合相均可在该支架上应用。密封性能强，可在水体和沉积物中采样时应用。
文档编号G01N1/10GK203132871SQ201320066419
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者赵玉杰, 林繁, 周其文, 夏青, 刘潇威, 高尚宾, 陈春, 刘树田, 徐应明 申请人:农业部环境保护科研监测所