[发明专利]一种用于固体样品的微塑料筛选装置及筛选方法

说明书

本发明涉及环境监测与固废处理领域，具体涉及一种用于固体样品的微塑料筛选装置，包括破碎组件、浮选杯、筛选杯和循环组件，所述浮选杯设置在筛选杯内部且浮选杯内设有搅拌组件和曝气组件，所述循环组件包括蠕动组件和回流组件，本发明采用的设备廉价易购得，装置搭建成本低而且操作性好、实用性强，为固态样品中微塑料的污染及去除研究提供可靠的样品前处理，且采用一体化装置，集成度高，能够有效避免样品多次转移过程中的损失，人为因素仅存在于样品加入的阶段，将人为因素对微塑料筛选的影响降至最低；因此重现性好，微塑料回收率高。

技术领域

本发明涉及环境监测与固废处理领域，具体涉及一种用于固体样品的微塑料筛选装置及筛选方法。

背景技术

近年来，塑料制品被广泛应用于工业、农业以及日常生活中。据Browne等统计，全球每年塑料使用量不少于2.4亿吨。由于绝大部分塑料制品是稳定的长链高分子聚合物，其自身的化学结构和性质决定了塑料废弃物在自然环境中的降解过程极其缓慢。Thompson等研究发现，进入自然环境中的塑料废弃物在光照(如光降解、脆化等)、波浪冲击或微生物分解等作用下，会逐渐老化破碎形成直径小于1cm甚至更小的塑料碎片，并可能在长时间的复杂环境因素综合作用下，分解成更微细型的塑料碎片或颗粒。然而Zurcher等研究发现，塑料的物理破碎和化学降解作用随着其尺寸的不断变小而减弱，导致塑料碎片在水体沉积物或土壤中持续富集，甚至可在环境中存在数百年至几千年。2009年，Arthur等将直径小于5mm的塑料碎片定义为微塑料，微塑料作为一类新型的持久性环境污染物越来越受到重视。2014年6月，在首届联合国环境大会上，联合国环境规划署(UNEP)发布了《UNEP Year Book2014》(Smith,2014)和《Valuing Plastic》(Raynaud,2014)两项报告并指出，海洋里大量的塑料垃圾给海洋生态系统造成的经济损失每年高达130亿美元。《Nature》杂志在2014年12月连续两期报道了有关海面漂浮和海底沉积物中微塑料的研究进展，同时呼吁人们关注海洋环境中的微塑料污染及其危害(Marris,2014；Perkins,2014)。

对拖网采集到的水体样品，通常采用密度浮选和人工挑选(必要时使用放大镜或光学显微镜辅助挑选)的方法将微塑料与无机颗粒、胶体等其他物质的分离。但是，大量固态介质的存在使土壤、水体沉积物及脱水污泥这类含固量较高的样品中微塑料的分离成为一大难题。采用与水样相同的浸泡浮选配合人工挑选的方法，存在程序繁琐、耗时耗力且效率不高的问题。因此，很多研究者通过设计或搭建一些简易装置，简化沉积物样品中微塑料的分离流程。Claessens等则设计了一种淘洗管装置，该装置是由筛、柱体、曝气石和底部供水系统组成，主要通过气体和液体产生上向流使微塑料上浮实现分离，该装置设计简易、操作简便，但对于某些特定形态的微塑料回收率仅为50.2％。Nuelle等在实验室搭建了一种简易浮选分离装置，使得微塑料回收率能达90％，但仍存在着步骤繁琐、人工干预多、耗时耗力等问题。周倩等在Nuelle的简易浮选装置基础上，设计改进了一套新的连续流动-气浮分离装置，有助于简化分离流程，降低人工干预，但仍不能获得较稳定的回收率。

如何从土壤、水体沉积物及脱水污泥等固态样品中分离识别出微塑料是开展微塑料污染调查及去除研究的重要基础。因此，建立一种高效、便捷且具有较高、较稳定回收率的装置迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于固体样品的微塑料筛选装置及筛选方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：