一种水体中微塑料在线连续监测方法与流程

本发明属于微塑料污染防治，具体涉及一种水体中微塑料在线连续监测方法。

背景技术：

1、微塑料(mps)是一种新型环境污染物，是指粒径很小的塑料颗粒以及纺织纤维，通常认为粒径小于5mm的塑料颗粒为微塑料。微塑料难以降解，对污染物有较强的荷载作用并可被动植物摄取，严重威胁生态环境和人类健康。目前,国家要求强化与微塑料污染防治相关的科技支撑，开展不同类型塑料制品全生命周期环境风险研究评价，加强江河湖海塑料垃圾及微塑料污染机理、监测、防治技术和政策等研究。

2、对微塑料的监测方法主要有目视法、光谱法以及其他方法。目视法是利用裸眼或显微镜来观察样品，将符合微塑料特征的颗粒物提取出来。光谱法主要有ftir、拉曼光谱，其他方法主要包括热重差示扫描量热法(tga-dsc)、裂解气相色谱质谱联用法(pyr-gc-ms)、热萃取解吸气相色谱-质谱联用法(ted-gc ms)等。

3、这些监测方法均需要人工采样后再进行微塑料的分离提取、有机物消解、萃取等预处理，然后将预处理后的微塑料样本通过以上监测方法进行微塑料数目浓度或质量浓度的监测，虽然结果较为准确，但整个监测过程十分复杂、对于人员要求高、监测耗费时间长、监测成本高，因此仍然制约着微塑料监测与治理的大范围实施。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种水体中微塑料在线连续监测方法，旨在解决当前水体中微塑料含量监测难度大、成本高的问题，促进微塑料监测与治理的大范围推广实施。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种水体中微塑料在线连续监测方法，包括以下步骤：

3、步骤s100，在待测水体与容器之间建立水流循环回路；

4、步骤s200，使容器内的滤膜翻转为正面朝上并过滤定量的待测水体作为t2n-1监测周期；

5、步骤s300，拍摄t2n-1监测周期的滤膜正面图像并传输至计算机；

6、步骤s400，使滤膜翻转为反面朝上并再次过滤定量的待测水体作为t2n监测周期；

7、步骤s500，拍摄t2n监测周期的滤膜反面图像并传输至计算机；

8、步骤s600，重复进行步骤s200至步骤s500；

9、步骤s700，对t2n-1监测周期的滤膜正面图像和t2n监测周期的滤膜反面图像进行处理以获取待测水体中的微塑料含量；

10、其中，n为正整数，且n≥1。

11、在一种可能的实现方式中，当n≥2时，步骤s700包括：

12、对t2n-1监测周期的滤膜正面图像进行降噪处理以去除t2n-3监测周期残留的微塑料影像；

13、对t2n监测周期的滤膜反面图像进行降噪处理以去除t2n-2监测周期残留的微塑料影像。

14、一些实施例中，降噪处理包括：

15、将t2n-1监测周期和t2n-3监测周期的滤膜正面图像中位置、形状、大小完全一致的微塑料影像去除；

16、将t2n监测周期和t2n-2监测周期的滤膜反面图像中位置、形状、大小完全一致的微塑料影像去除。

17、示例性的，步骤s300和步骤s500中均采用荧光摄像机，滤膜正面图像和滤膜反面图像均为滤膜表面的微塑料荧光图像。

18、举例说明，水流循环回路包括：

19、抽水泵，设有伸入待测水体内的抽水管以及与容器连接的排水管；

20、回水管，一端与容器的底部连通，另一端伸入待测水体内；

21、其中，滤膜设于排水管与回水管之间，滤膜具有翻转至正面朝上的第一过滤状态，还具有翻转至反面朝上的第二过滤状态。

22、在一种可能的实现方式中，抽水管伸入待测水体内的一端设有过滤器，排水管上穿设有流量计；抽水泵和流量计均与控制器电连接。

23、一些实施例中，容器内水平转动连接有转框，滤膜覆盖于转框上，容器外侧设有步进电机，步进电机的输出端与转框的转轴连接，且步进电机与控制器电连接。

24、示例性的，转框的周壁设有密封圈，在第一过滤状态和第二过滤状态时，密封圈用于密封转框的周壁与容器的内壁之间的间隙。

25、举例说明，容器的侧壁内部设有沿其周向延伸成环的水道，水道与排水管连通，容器的内周壁上设有沿其周向间隔分布的多个排水孔，各个排水孔均与水道连通。

26、一些实施例中，排水孔自水道朝向容器的内壁倾斜向下延伸。

27、本发明提供的一种水体中微塑料在线连续监测方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种水体中微塑料在线连续监测方法，通过在待测水体与容器之间建立水流循环回路，利用容器内的滤膜对待测水体中的微塑料进行过滤，滤膜每旋转一次形成为一个监测周期，并通过拍摄每个监测周期对应的滤膜正面图像和滤膜反面图像，经过计算机进行图像处理后获得每个监测周期内待测水体中的微塑料含量，通过滤膜每次翻转后待测水体将滤膜朝下的表面上附着的上个监测周期内过滤的微塑料冲刷掉，从而实现周期性连续监测，能够大大降低水体中微塑料的在线连续监测难度，降低设备及人工成本，进而促进水体微塑料在线连续监测的大范围实施推广。

技术特征：

1.一种水体中微塑料在线连续监测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种水体中微塑料在线连续监测方法，其特征在于，当n≥2时，所述步骤s700包括：

3.如权利要求2所述的一种水体中微塑料在线连续监测方法，其特征在于，所述降噪处理包括：

4.如权利要求1所述的一种水体中微塑料在线连续监测方法，其特征在于，所述步骤s300和所述步骤s500中均采用荧光摄像机，所述滤膜正面图像和所述滤膜反面图像均为所述滤膜表面的微塑料荧光图像。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种水体中微塑料在线连续监测方法，其特征在于，所述水流循环回路包括：

6.如权利要求5所述的一种水体中微塑料在线连续监测方法，其特征在于，所述抽水管伸入所述待测水体内的一端设有过滤器，所述排水管上穿设有流量计；所述抽水泵和所述流量计均与控制器电连接。

7.如权利要求6所述的一种水体中微塑料在线连续监测方法，其特征在于，所述容器内水平转动连接有转框，所述滤膜覆盖于所述转框上，所述容器外侧设有步进电机，所述步进电机的输出端与所述转框的转轴连接，且所述步进电机与所述控制器电连接。

8.如权利要求7所述的一种水体中微塑料在线连续监测方法，其特征在于，所述转框的周壁设有密封圈，在所述第一过滤状态和所述第二过滤状态时，所述密封圈用于密封所述转框的周壁与所述容器的内壁之间的间隙。

9.如权利要求5所述的一种水体中微塑料在线连续监测方法，其特征在于，所述容器的侧壁内部设有沿其周向延伸成环的水道，所述水道与所述排水管连通，所述容器的内周壁上设有沿其周向间隔分布的多个排水孔，各个所述排水孔均与所述水道连通。

10.如权利要求9所述的一种水体中微塑料在线连续监测方法，其特征在于，所述排水孔自所述水道朝向所述容器的内壁倾斜向下延伸。

技术总结
本发明提供了一种水体中微塑料在线连续监测方法，包括以下步骤：在待测水体与容器之间建立水流循环回路；使容器内的滤膜翻转为正面朝上并过滤定量的待测水体作为T<subgt;2n‑1</subgt;监测周期；拍摄T<subgt;2n‑1</subgt;监测周期的滤膜正面图像并传输至计算机；使滤膜翻转为反面朝上并再次过滤定量的待测水体作为T<subgt;2n</subgt;监测周期；拍摄T<subgt;2n</subgt;监测周期的滤膜反面图像并传输至计算机；重复进行上述过程实现在线连续监测；对T<subgt;2n‑1</subgt;监测周期的滤膜正面图像和T<subgt;2n</subgt;监测周期的滤膜反面图像进行处理以获取待测水体中的微塑料含量。本发明提供的一种水体中微塑料在线连续监测方法，能够降低水体中微塑料的在线连续监测难度和成本，促进大范围实施推广。

技术研发人员：崔厚欣,马俊杰,尚永昌,林振坤,徐后坤,邓家春
受保护的技术使用者：河北先河环保科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13