一种水样中化学物质的提取装置及提取方法
【专利摘要】本发明公开了一种水样中化学物质的提取装置及提取方法，提取装置包括：储水容器(1)、软管(2)、流速控制装置(3)、柱管(4)、阀门装置(5)；流速控制装置(3)固定于软管(2)外侧，软管(2)的一端具有插入式输出端(21)，柱管的入口处具有密封装置(41)，柱管(4)的出口与所述阀门装置密闭(5)连接；所述柱管(4)内中包含第一堵塞装置(42)和第二堵塞装置(43)、以及位于所述第一堵塞装置(42)和所述第二堵塞装置(43)之间的树脂(44)。本发明利用重力原理可以方便的完成水样中化学物质的提取，无需用电，无需使用抽气泵，简单、便捷、实用、节省人力，是一种低成本且简便可行的水样化学物质提取装置。
【专利说明】
一种水样中化学物质的提取装置及提取方法
技术领域
[0001]本发明涉及化学物质的采集技术领域，尤其涉及一种水样中化学物质的提取装置及提取方法。【背景技术】
[0002]水质监测是环境监测中的重要部分，提取待监测水样中所含的化学物质是水质监测工作中的必要环节。现有的采集方法中多采用利用抽气栗进行抽真空的方式，现有装置中也需要用到通过软管与所述抽气栗相连的容水器，为防止抽气栗将容水器中的水吸入导致运行异常，需在容水器中的水的水量较少时及时加水，一般提取过程所需的时长较长(例如一天以上)，现有装置存在组装复杂、占用空间大，耗费人力的缺点。所以需要一种简单、 便捷、节省人力的提取装置和提取方法。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明提供了一种水样中化学物质的提取装置及提取方法。
[0004]本发明提供的水样中化学物质的提取装置，包括:储水容器、软管、流速控制装置、 柱管、阀门装置；
[0005]所述流速控制装置固定于所述软管外侧，所述软管的出水端具有插入式输出端， 所述柱管的入口处具有密封装置，所述柱管的出口与所述阀门装置密闭连接;所述柱管内中包含第一堵塞装置和第二堵塞装置、以及位于所述第一堵塞装置和所述第二堵塞装置之间的树脂；
[0006]所述密封装置为密封胶塞，或者，所述密封装置包括断面为T型的密封胶塞和固定于密封胶塞上的密闭盖;所述密封胶塞中央具有第一通孔;所述密闭盖包括下盖和上盖，所述下盖包括固定于所述密封胶塞上端的主体部，所述主体部中央具有与所述第一通孔直径相同的第二通孔，所述下盖一侧具有两个突出部，所述两个突出部之间具有套有支撑弹簧的轴承，所述轴承上固定有开关，所述开关的顶端具有三角形突起，所述主体部的另一侧具有用于与所述上盖连接的具有贯穿通孔的突出块；
[0007]所述上盖的一侧具有两个突出部，此两个突出部之间固定有轴承，所述上盖的突出块与此轴承转动连接，所述上盖的中央具有圆柱状突起，此圆柱状突起的直径与所述第一通孔的直径相同；所述上盖的另一侧具有长条状突起；
[0008]所述密封装置处于闭合状态时，所述上盖的长条状突起与所述下盖的固定有开关上的三角形突起卡接。
[0009]上述提取装置还具有以下特点:
[0010]所述流速控制装置包括槽体，所述槽体具有矩形底板、矩形前板、矩形后板、两个侧板;所述矩形前板和所述矩形后板之间固定有滑槽，所述滑槽上固定有滑杆，所述滑杆上固定有滑轮，所述矩形前板和所述矩形后板上均具有位置相对应的用于所述软管通过的通孔，所述通孔的一端位于所述矩形底板的平面上。
[0011]上述提取装置还具有以下特点:
[0012]所述流速控制装置为球型阀装置。
[0013]上述提取装置还具有以下特点:
[0014]所述软管的入水端固定有多孔滤芯。
[0015]上述提取装置还具有以下特点:
[0016]所述堵塞装置为烧结滤芯或玻璃棉。
[0017]使用上述提取装置进行水样中化学物质的提取的方法，包括以下步骤:
[0018]树脂同步装填活化步骤即使用活化剂对柱管中粉末状树脂进行活化的步骤；
[0019]水样制备步骤；
[0020]水样中化学物质的提取步骤:向所述储水容器注入待测水样，固定或放置所述储水容器，将所述软管的入水端放置于所述储水容器内，将所述软管的上部固定于所述储水容器上使软管整体呈下垂状态并且使所述柱管的高度低于所述储水容器的高度，以形成高度差，将阀门装置接到插入式输出端，打开阀门装置，排除软管内的空气，使水从插入式输出端流出，所述柱管上的密封装置为密封胶塞时，使用软管的插入式输出端穿透密封胶塞， 将软管的插入式输出端伸入至柱管内部;所述柱管上的密封装置包括断面为T型的密封胶塞和固定于密封胶塞上的密闭盖时，打开密闭盖，将软管的插入式输出端从所述密封胶塞上的通孔伸入柱管内部;调节流速控制装置使得水样通过柱管并通过阀门装置滴出，经过预设时长后，提取完成。
[0021]上述方法还具有以下特点:
[0022]所述树脂同步装填活化步骤具体包括:
[0023]称取预设质量的树脂，将所述粉末状树脂置于玻璃容器中；将堵塞装置置于所述玻璃容器后，添加清洗剂，进行超声波清洗至少20分钟；
[0024]执行至少一次的下述操作:提取出所述玻璃容器中的清洗剂后向所述玻璃容器中加入新的清洗剂，对所述玻璃容器进行超声波浴洗至少20分钟；
[0025]提取出所述玻璃容器中的清洗剂，对所述玻璃容器进行干燥后获得粉末状树脂；
[0026]将堵塞装置置于空的柱管的底部，在所述柱管的底部插接阀门装置；
[0027]向所述柱管内注入活化剂，向所述柱管内加入所述粉末状树脂，磕动所述柱管使所述粉末状树脂均分分散；
[0028]在所述柱管的顶部加入堵塞装置，通过所述阀门装置排出所述柱管内的活化剂；
[0029]将所述阀门装置关闭后将柱管进行超声波浴洗至少20分钟去除柱管内的气泡；
[0030]排出所述柱管内的部分活化剂，留有l-2mm高度的活化剂；
[0031]执行至少两次的将所述柱管内加入超纯水并排出的操作，每次操作留有l-2mm高度的超纯水；[〇〇32]使用密封塞装置密封所述柱管。[〇〇33]上述方法还具有以下特点:
[0034]所述水样制备步骤包括:取适量水体，制得待测水样;或者，取适量沉积物，将所述沉积物进行干燥、研磨或粉碎、过筛得到固相样品，使用化学物质充分萃取所述固相样品， 将萃取液溶于超纯水，制得待测水样。
[0035]上述方法还具有以下特点:
[0036]所述方法还包括:通过空气抽取装置对所述阀门的输出端进行抽取操作。[〇〇37]上述方法还具有以下特点:
[0038]所述活化剂为有机溶剂，包括甲醇、二氯甲烷、丙酮，所述堵塞装置为烧结滤芯或玻璃棉。
[0039]本发明利用重力原理可以方便的完成水样中化学物质的提取，无需用电，无需使用抽气栗，简单、便捷、实用、节省人力，是一种低成本且简便可行的水样化学物质提取装置。【附图说明】
[0040]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0041]图1是实施例中水样中化学物质的提取装置的结构示意图；
[0042]图2是实施例中密封装置的结构示意图；
[0043]图3是实施例中水样中化学物质的提取方法的流程图。
[0044]附图标记说明:
[0045]1、储水容器；2、软管；3、流速控制装置;4、柱管；5、阀门装置;21、插入式输出端； 41、密封装置;42、第一堵塞装置;43、第二堵塞装置;44、树脂;411、密封胶塞;412、下盖； 413、上盖;4121、轴承;4122、开关;4131、长条状突起。【具体实施方式】
[0046]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0047]图1是实施例中水样中化学物质的提取装置的结构示意图。如图1所示，此提取装置包括储水容器1、软管2、流速控制装置3、柱管4、阀门装置5;
[0048]流速控制装置3固定于软管2外侧，软管2的一端具有插入式输出端21，柱管的入口处具有密封装置41，柱管4的出口与阀门装置密闭5连接;柱管4内中包含第一堵塞装置42和第二堵塞装置43、以及位于第一堵塞装置42和第二堵塞装置43之间的树脂44。
[0049]—实施例中，密封装置41为密封胶塞。图2是另一实施例中密封装置的结构示意图。如图2所示，密封装置41包括断面为T型的密封胶塞411和固定于密封胶塞411上的密闭盖;密封胶塞411中央具有第一通孔;密闭盖包括下盖412和上盖413,下盖412包括固定于密封胶塞411上端的主体部，主体部中央具有与第一通孔直径相同的第二通孔，下盖412—侧具有两个突出部，两个突出部之间具有套有支撑弹簧的轴承4121，轴承上固定有开关4122， 开关的顶端具有三角形突起，主体部的另一侧具有用于与上盖413连接的具有贯穿通孔的突出块;上盖413的一侧具有两个突出部，此两个突出部之间固定有轴承，上盖412的突出块与此轴承转动连接，上盖413的中央具有圆柱状突起，此圆柱状突起的直径与第一通孔的直径相同；上盖413的另一侧具有长条状突起4131;密封装置41处于闭合状态时，上盖413的长条状突起4131与下盖的固定有开关4122上的三角形突起卡接。
[0050]流速控制装置为球型阀装置，或者，流速控制装置包括槽体，槽体具有矩形底板、 矩形前板、矩形后板、两个侧板;矩形前板和矩形后板之间固定有滑槽，滑槽上固定有滑杆， 滑杆上固定有滑轮，矩形前板和矩形后板上均具有位置相对应的用于软管通过的通孔，通孔的一端位于矩形底板的平面上。[0051 ]阀门装置包括依次连接的入液管、阀门开关、出液管;入液管与柱管的出口密封连接。[〇〇52]软管2的入水端固定有多孔滤芯。此多孔滤芯可以过滤待测水样中的杂质，防止气泡进入，还可以增加重力使软管的入水端固定于瓶底。[〇〇53]软管的材质为聚氯乙烯。
[0054]图3是使用水样中化学物质的提取方法的流程图，使用上述提取装置进行水样中化学物质的提取的方法包括:
[0055]步骤1，树脂同步装填活化步骤即使用活化剂对柱管中粉末状树脂进行活化的步骤；
[0056]步骤2,水样制备步骤；
[0057]步骤3,水样中化学物质的提取步骤:向所述储水容器注入待测水样，固定或放置所述储水容器，将所述软管的入水端放置于所述储水容器内，将所述软管的上部固定于所述储水容器上使软管整体呈下垂状态并且使所述柱管的高度低于所述储水容器的高度，以形成高度差，将阀门装置接到插入式输出端，打开阀门装置，排除软管内的空气，使水从插入式输出端流出，所述柱管上的密封装置为密封胶塞时，使用软管的插入式输出端穿透密封胶塞，将软管的插入式输出端伸入至柱管内部;所述柱管上的密封装置包括断面为T型的密封胶塞和固定于密封胶塞上的密闭盖时，打开密闭盖，将软管的插入式输出端从所述密封胶塞上的通孔伸入柱管内部；调节流速控制装置使得水样通过柱管并通过阀门装置滴出，经过预设时长后，提取完成。
[0058]其中，步骤1中的树脂同步装填活化具体包括:
[0059]称取预设质量的树脂，将所述粉末状树脂置于玻璃容器中；将堵塞装置置于所述玻璃容器后，添加清洗剂，进行超声波清洗至少20分钟；
[0060]执行至少一次的下述操作:提取出所述玻璃容器中的清洗剂后向所述玻璃容器中加入新的清洗剂，对所述玻璃容器进行超声波浴洗至少20分钟；
[0061]提取出所述玻璃容器中的清洗剂，对所述玻璃容器进行干燥后获得粉末状树脂；
[0062]将堵塞装置置于空的柱管的底部，在所述柱管的底部插接阀门装置；
[0063]向所述柱管内注入活化剂，向所述柱管内加入所述粉末状树脂，磕动所述柱管使所述粉末状树脂均分分散；
[0064]在所述柱管的顶部加入堵塞装置，通过所述阀门装置排出所述柱管内的活化剂；
[0065]将所述阀门装置关闭后将柱管进行超声波浴洗至少20分钟去除柱管内的气泡；
[0066]排出所述柱管内的部分活化剂，留有l-2mm高度的活化剂；
[0067]执行至少两次的将所述柱管内加入超纯水并排出的操作，每次操作留有l-2mm高度的超纯水；
[0068]使用密封塞装置密封所述柱管。
[0069]步骤2中的水样制备步骤包括:取适量水体，制得待测水样;或者，取适量沉积物， 将所述沉积物进行干燥、研磨或粉碎、过筛得到固相样品，使用化学物质充分萃取所述固相样品，将萃取液溶于超纯水，制得待测水样。
[0070]当提取装置中水样中的水流出速度较慢时，可以进行加压处理，即通过空气抽取装置对阀门的输出端进行抽取操作，使水样中的水流出速度加快。
[0071]本方法中所使用的活化剂为甲醇、二氯甲烷、丙酮，所使用的堵塞装置为烧结滤芯或者玻璃棉。
[0072]虽然本发明中的柱管的经过活化后的紧实程度不如现有技术中商业产品柱管，但本发明利用重力原理可以方便的完成水样中化学物质的提取，无需用电，无需使用抽气栗， 简单、便捷、实用、节省人力，是一种低成本且简便可行的水样化学物质提取装置。
[0073]上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。[〇〇74]需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0075]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种水样中化学物质的提取装置，其特征在于，包括:储水容器(1)、软管(2)、流速控 制装置(3)、柱管(4)、阀门装置(5);所述流速控制装置(3)固定于所述软管(2)外侧，所述软管(2)的出水端具有插入式输 出端(21)，所述柱管的入口处具有密封装置(41)，所述柱管(4)的出口与所述阀门装置密闭 (5)连接;所述柱管(4)内中包含第一堵塞装置(42)和第二堵塞装置(43)、以及位于所述第 一堵塞装置(42)和所述第二堵塞装置(43)之间的树脂(44);所述密封装置(41)为密封胶塞，或者，所述密封装置(41)包括断面为T型的密封胶塞(411)和固定于密封胶塞(411)上的密闭盖;所述密封胶塞(411)中央具有第一通孔;所述密 闭盖包括下盖(412)和上盖(413)，所述下盖(412)包括固定于所述密封胶塞(411)上端的主 体部，所述主体部中央具有与所述第一通孔直径相同的第二通孔，所述下盖(412) —侧具有 两个突出部，所述两个突出部之间具有套有支撑弹簧的轴承(4121)，所述轴承上固定有开 关(4122)，所述开关的顶端具有三角形突起，所述主体部的另一侧具有用于与所述上盖 (413)连接的具有贯穿通孔的突出块；所述上盖(413)的一侧具有两个突出部，此两个突出部之间固定有轴承，所述上盖(412)的突出块与此轴承转动连接，所述上盖(413)的中央具有圆柱状突起，此圆柱状突起 的直径与所述第一通孔的直径相同；所述上盖(413)的另一侧具有长条状突起(4131);所述密封装置(41)处于闭合状态时，所述上盖(413)的长条状突起(4131)与所述下盖 的固定有开关(4122)上的三角形突起卡接。2.如权利要求1所述的水样中化学物质的提取装置，其特征在于，所述流速控制装置包 括槽体，所述槽体具有矩形底板、矩形前板、矩形后板、两个侧板;所述矩形前板和所述矩形 后板之间固定有滑槽，所述滑槽上固定有滑杆，所述滑杆上固定有滑轮，所述矩形前板和所 述矩形后板上均具有位置相对应的用于所述软管通过的通孔，所述通孔的一端位于所述矩 形底板的平面上。3.如权利要求1所述的水样中化学物质的提取装置，其特征在于，所述流速控制装置为球型阀装置。4.如权利要求1所述的水样中化学物质的提取装置，其特征在于，所述软管(2)的入水 端固定有多孔滤芯。5.如权利要求1所述的水样中化学物质的提取装置，其特征在于，所述堵塞装置为烧结 滤芯或玻璃棉。6.使用权利要求1、2、3、4或5所述的水样中化学物质的提取装置进行水样中化学物质 的提取的方法，其特征在于，包括以下步骤:树脂同步装填活化步骤即使用活化剂对柱管中粉末状树脂进行活化的步骤；水样制备步骤；水样中化学物质的提取步骤:向所述储水容器注入待测水样，固定或放置所述储水容 器，将所述软管的入水端放置于所述储水容器内，将所述软管的上部固定于所述储水容器 上使软管整体呈下垂状态并且使所述柱管的高度低于所述储水容器的高度，以形成高度 差，将阀门装置接到插入式输出端，打开阀门装置，排除软管内的空气，使水从插入式输出 端流出，所述柱管上的密封装置为密封胶塞时，使用软管的插入式输出端穿透密封胶塞，将 软管的插入式输出端伸入至柱管内部;所述柱管上的密封装置包括断面为T型的密封胶塞和固定于密封胶塞上的密闭盖时，打开密闭盖，将软管的插入式输出端从所述密封胶塞上 的通孔伸入柱管内部;调节流速控制装置使得水样通过柱管并通过阀门装置滴出，经过预 设时长后，提取完成。7.使用权利要求6所述的方法，其特征在于，所述树脂同步装填活化步骤具体包括:称取预设质量的树脂，将所述粉末状树脂置于玻璃容器中；将堵塞装置置于所述玻璃 容器后，添加清洗剂，进行超声波清洗至少20分钟；执行至少一次的下述操作:提取出所述玻璃容器中的清洗剂后向所述玻璃容器中加入 新的清洗剂，对所述玻璃容器进行超声波浴洗至少20分钟；提取出所述玻璃容器中的清洗剂，对所述玻璃容器进行干燥后获得粉末状树脂；将堵塞装置置于空的柱管的底部，在所述柱管的底部插接阀门装置；向所述柱管内注入活化剂，向所述柱管内加入所述粉末状树脂，磕动所述柱管使所述 粉末状树脂均分分散；在所述柱管的顶部加入堵塞装置，通过所述阀门装置排出所述柱管内的活化剂；将所述阀门装置关闭后将柱管进行超声波浴洗至少20分钟去除柱管内的气泡；排出所述柱管内的部分活化剂，留有l_2mm高度的活化剂；执行至少两次的将所述柱管内加入超纯水并排出的操作，每次操作留有1 _2mm高度的 超纯水；使用密封塞装置密封所述柱管。8.使用权利要求6所述的方法，其特征在于，所述水样制备步骤包括:取适量水体，制得待测水样;或者，取适量沉积物，将所述沉积 物进行干燥、研磨或粉碎、过筛得到固相样品，使用化学物质充分萃取所述固相样品，将萃 取液溶于超纯水，制得待测水样。9.使用权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:通过空气抽取装置对所述阀门的输出端进行抽取操作。10.使用权利要求6所述的方法，其特征在于，所述活化剂为有机溶剂，包括甲醇、二氯甲烷、丙酮，所述堵塞装置为烧结滤芯或玻璃 棉。
【文档编号】G01N1/28GK105954062SQ201610512185
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】张依章, 唐常源, 范俊韬, 孟伟, 李发东
【申请人】中国环境科学研究院