[发明专利]高效、经济的土壤微塑料分离纯化装置及方法

说明书

本发明公开了污染物提纯技术领域一种高效、经济的土壤微塑料分离纯化装置，包括提取装置和纯化装置；提取装置包括设置在混合瓶上的分离瓶；分离瓶内嵌入设置有玻璃活塞，混合瓶放置在磁力搅拌器上；纯化装置包括设置在恒温水浴锅内的抽滤瓶，抽滤瓶与外部的真空泵相连，抽滤瓶的顶部设置有塞子，塞子上安装有法兰接头，法兰接头的下端螺纹连接有螺帽、并伸入抽滤瓶设置，法兰接头的上端连接有过滤杯，过滤杯的下端加工成磨口法兰，磨口法兰与法兰接头之间设置有滤膜，法兰接头与磨口法兰之间通过固定器固定；分离瓶可转移至过滤杯上，本发明解决了现有微塑料样品提取回收效率低、成本高的问题，提高土壤中微塑料的回收率。

技术领域

本发明涉及污染物提纯技术领域，特别涉及一种微塑料提纯装置及方法。

背景技术

微塑料是指“粒径小于5 mm的塑料类污染物”，它们广泛分布在海洋和陆地环境中。目前，相关学者已在水环境微塑料污染领域开展了大量研究，但土壤微塑料污染直到近几年才受到关注。尽管如此，土壤被认为是微塑料重要的长期储存库，每年排入土壤中的微塑料的量远大于海洋。调查显示，在中国、澳大利亚、瑞士和智利的土壤中均可检测到微塑料，最高浓度为67.5 g/kg。这表明微塑料广泛存在于土壤中，且含量较高，是不应被忽视的一部分。

导致土壤微塑料污染研究进展缓慢的一个重要原因是目前还没有一种标准的土壤微塑料分析方法。

目前，土壤微塑料样品的提取方法主要采用浮选法。在土壤微塑料样品提取过程中，会涉及到浮选液和提取物在不同容器间的多次转移。在转移的过程中，若采用倾倒的方式，很容易发生漏液；且在倾倒浮选液的过程中，提取物很容易粘附在容器壁上，如果冲洗不充分，将导致微塑料的回收率下降，最终造成分析结果偏低。此外，在倾倒浮选液的过程中，若处理不当，容易使沉淀在底部的土壤受到扰动，发生再悬浮，从而随浮选液逃逸到微塑料样品中，对微塑料的鉴定造成干扰。

与水相比，土壤基质组成更为复杂，其中含有大量有机质。由于这些有机杂质的密度与微塑料较为接近，在浮选过程中很容易被提取出来，从而混入微塑料样品中，对微塑料的鉴定造成干扰。因此，需要对滤膜上的提取物进行纯化，即消解掉微塑料以外的有机杂质。通常做法是将滤膜上的提取物转移至干净的容器内，然后加入消解液进行消解。在将提取物从滤膜（尤其是深度膜）上转移的过程中，很难保证实现全部转移，部分样品可能会嵌入滤膜内不能被冲洗下来，即会发生样品损失。当消解完成后，需要换新滤膜对提取物和消解液进行二次过滤。这样一来，将增加经济成本。

专利CN112816313A公开了一种土壤中微塑料消解、分离提取一体的装置及方法，具体涉及土壤中微塑料消解、分离提取一体的装置，包括消解浮选单元、浮选液注液单元和过滤单元，消解浮选单元用于预先对土壤进行消解以去除土壤中的有机杂质，随后浮选分离土壤中的微塑料；浮选液注液单元通过加压向消解浮选单元中注入浮选液；过滤单元用于过滤出浮选分离后的微塑料。还涉及微塑料消解、分离提取方法，将土壤放入消解浮选池进行消解，消解完成后，消解浮选池中加入浮选液并搅拌均匀，静置分层后，向浮选液注液单元加入浮选液，通过鼓气泵将浮选液压入消解浮选池中，微塑料会随浮选液一起溢出到消解浮选池的侧壁和外筒侧壁之间的容置空间内，然后将溢出的浮选液和微塑料转移至过滤装置中进行过滤。虽然该专利将微塑料的消解和浮选集中在一个装置内，避免了样品在不同容器间的转移，但是利用过氧化氢直接对土壤进行消解会产生大量泡沫，产生的泡沫会将微塑料转移至容器内壁上；此外，该发明在消解和浮选装置上部装有高硼硅挡板，无法对残留在容器壁上的微塑料样品进行冲洗，从而导致微塑料样品回收率不高，仅为85%。