[发明专利]一种海水重金属元素多单元协同在线富集和自清理方法

说明书

本发明公开了一种海水重金属元素多单元协同在线富集和自清理装置，包括一级处理单元，二级处理单元和三级处理单元三部分。三部分既相互独立又协同作业，一级处理单元具有除去海水中较大的泥沙颗粒物功能，二级处理单元具有除去海水中较小的悬浮物功能，三级处理单元包括上样、淋洗、洗脱、柱子再生四个过程，不仅除去海水中Na⁺、K⁺、Mg²⁺等基体物质的干扰，而且能对海水中Fe、Zn、Pb、Mn、Cu、Cd等重金属离子在线富集。所有的过滤柱都可以自动清洗，在一级处理单元和二级处理单元协同作用下，实现Ⅰ级过滤柱和Ⅱ级过滤柱自清洗；在二级处理单元和三级处理单元协同作用下，实现Ⅲ级固相萃取柱的清洗。本发明实现了操作完全自动化，使用方便，仪器维护简单，满足海边台站及船上现场分析测试要求。

技术领域

本发明属于海水重金属元素现场监测技术领域，涉及一种海水重金属元素多单元协同在线富集和自清理方法。

背景技术

近年来，受城市和工业化水平的影响，近岸海水重金属污染日趋严重。海水中的重金属元素(如Fe、Zn、Mn、Cu、Cd等)会长期在生物体内积累而且不可降解，除了危害海洋生物本身外，透过食物链逐级传递，将最终会对人类的身心健康造成很大威胁。海水重金属污染程度成为直接影响海洋生态环境的重要因素之一。

目前海水重金属元素的监测通常需要现场采样后送到实验室进行分析，成本高、效率低，不仅在分析方法上不能保持样品的新鲜度和纯净度，而且还需要投入大量人力物力进行样品前处理和试样分析。同时海水中重金属的浓度随时间推移而发生变化，受潮汐、季节和大陆径流的影响并交织着规律和不规律的变动。要提供全面的重金属污染情况，必须进行长期综合的现场自动监测。在海水重金属现场监测过程中，由于海水中存在大量的颗粒和悬浮物，无法直接引入到仪器中进行检测，并且重金属元素含量一般较低，同时海水中含有大量的NaCl(可达35‰左右)以及K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等离子，这些基体离子都会干扰海水中重金属元素的测定,造成较大的误差。因此在线预处理系统是海水重金属元素现场监测必不可少的一部分。目前还没有完全应用于海水重金属元素现场预处理的设备。

本发明实现了海水重金属元素现场在线预处理，不仅除去海水中的颗粒物、悬浮物和基体效应的干扰，而且实现了重金属离子的在线富集。整套装置操作完全自动化，使用方便，仪器维护简单，满足海边台站及船上分析测试要求。

发明内容

为了满足海水重金属元素现场监测分析的需求，本发明提供一种海水重金属元素多单元协同在线富集和自清理方法。

本发明提供一种海水重金属元素多单元协同在线富集和自清理方法，在海水预处理过程实现了操作完全自动化，具体步骤如下：

第一步：海水一级处理

利用一级单元中蠕动泵实现海水实时取样，经过Ⅰ级过滤柱过滤后，溶液充满一级单元中的定量环，多余的溶液经管路排出；

第二步：海水二级处理

将一级单元处理的定量环中的海水在二级单元中蠕动泵的驱动下，经过Ⅱ级过滤柱过滤后，溶液充满二级单元中的定量环，多余的溶液经管路排出；

第三步：海水三级处理，