[发明专利]一种扁平的离子交换模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种分析器件，具体涉及一种环境中离子含量提取装置，属于分析技术领域。

背景技术

工业化生产带来的环境污染包括对水体和土壤的污染，污染类型包括有机化合物如石油，多氯联苯，二恶英类化合物等，以及重金属离子的污染等。农业生产对环境的污染主要通过大量的化肥和农药使用造成的面源污染。过分追求高产量和盲目施肥，使我国农业生产中的化肥用量居世界第一，2004年我国的氮磷钾化肥用量就达3960万吨。但是，肥料的利用率却非常低，大量的肥料流失不仅浪费资源，而且带来了严重的环境污染。为了遏制盲目施肥带来的问题，我国农业部制订了宏伟的“沃土工程”计划，核心是通过检测环境中离子含量，推荐施肥达到有效利用肥料的目的。

目前，我国的土壤中离子含量检测技术包括田间取样、室内风干、称重、化学方法提取、仪器分析等程序，耗时费力、周期长。而且，这种传统方法测得的结果仅能代表田间土壤中离子含量的储量，由于土壤颗粒对营养元素的吸附作用，测得的结果并不能表示这些就是植物能吸收的有效供应量。因此，这种传统测试方法测定的结果并不能真实反映土壤中的有效养分含量。

各国科学家都在寻求一种能模拟作物根系吸收养分规律，免除样品采集及制备的环境中离子含量提取方法，使土壤中离子含量分析快速、简捷、准确、低耗。

一种新的土壤测试技术已在发达国家展开，即用离子交换作用来提取土壤中离子含量，其过程模拟了作物根系吸收养分的原理，更能实际表达土壤中能被植物利用的有效含量。

美国的一项专利U.S.Pat.No.4,816,161将包装成球状或半球状的离子交换树脂埋于土中，通过离子交换一次就能提取多种环境中离子含量。这种方法的缺点在于球状的离子交换树脂不能充分与待测界面接触，在交换中会出现次级扩散交换，除了科研使用外，生产上还没有大量使用。

美国的另一项专利U.S.Pat.No.6,242,261改进后将离子交换树脂压成膜片固定在一种框架上，使膜可以直接插入土中提取土壤中的养分。缺点在于固定在框架上的膜在框架插入土中时与土壤间有空隙，要求操作人员要非常小心仔细地将膜框架旁的土壤踩实，使土壤与膜紧密接触，同时，膜片的离子交换容量大大低于微球状的离子交换树脂。

许多科学家用这两种专利产品或类似产品作出的研究报告证明用离子交换法测得的土壤中氮磷钾硫的含量与植物吸收呈显著相关，但是目前现有技术产品的共同缺点是不同操作人员或不同场地测定所得结果重现性差，在生产上的实际应用受到一定限制。

发明内容

本发明的目的，是提供一种可方便应用于环境中提取检测离子含量的便携式装置。

本实用发明的目的是通过以下技术方案实现的。

将一种或多种组合的离子交换树脂微球交错平行排列在透水的膜网中制成的扁平离子交换模块，将上述的离子交换模块放置在能提供均匀压力的含有饱和水的待测环境盒中，离子交换树脂微球上携带的离子通过与待测环境中的离子交换将待测环境中的离子提取出来，交换到离子交换模块上的离子用一种或多种组合的无机酸，碱或无机盐制成的解析剂洗脱后用于检测分析。

本发明提供的离子交换树脂微球交错平行排列构成的扁平离子交换模块使离子交换树脂微球能最大面积地与待侧环境充分均匀接触，在较短时间内实现对环境中离子含量的提取，获得了比现有技术产品更为稳定和重现性更好的效果。采用此技术制成的离子交换模块还能快速提取环境中的微量元素和重金属离子，免去了传统方法采用王水等强酸提取重金属离子的危险操作过程。同时，采用本发明的技术可以在测土室里方便快速地将离子提取出来，免去了传统环境中离子含量提取的繁琐过程，使完成提取的离子交换树脂更能方便的直接用于分析检测。本发明开发的离子交换模块还可以方便地应用在环境污染检测或植物营养分析方面，具有非常好的应用前景。

附图说明：

图1为离子交换模块的示意图；图中：1为包覆离子交换树脂微球的膜网，2为交错平行排列的离子交换树脂微球。

图2为能够提供均匀压力的待侧环境盒，1为突起的盒盖内侧。

具体实施方式1：

将透水的尼龙膜网作成一个扁平的小袋，阴离子和阳离子交换树脂微球按3：2的比例混合，将两种均匀混合的离子交换树脂微球填入到膜网小袋中，在一定压力下平行挤压小袋内的离子交换树脂微球，使微球成2层交错平行排列，将小袋封口，制成扁平离子交换模块，模块的厚度为2毫米。