CN111157285A - 用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器、悬浮支架装置和伸展长度的计算方法 - Google Patents

Abstract

一种用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器、悬浮支架装置和伸展长度的计算方法，包含有放置在水体中的薄膜片(1)、设置为与薄膜片(1)联接并且用于形成薄膜片(1)处于不同形状状态的框架(2)，由于设计了薄膜片(1)和框架(2)，通过薄膜片(1)，实现了对水体中自由溶解态有机污染物的采样，通过框架(2)，实现了薄膜片(1)沿水流方向处于分布状态的界定，因此提高了对水体中自由溶解态有机污染物的采样效率、重现性和稳定性。

Description

用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器、悬浮支架 装置和伸展长度的计算方法

技术领域

本发明涉及一种被动采样器、悬浮支架装置和伸展长度的计算方法，尤其是一种用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器、悬浮支架装置和伸展长度的计算方法。

背景技术

由于人类的生产和生活活动，越来越多的各类污染物被排放到环境中。水体是污染物重要的传输和赋存介质。随着污染物的运移，尤其是传输到大的水体中，比如大的湖泊和海洋中，污染物的浓度会变得越来越低。通常的取少量水（例如1到5升）然后进行液-液萃取或固相萃取，变得越来越难以检测到超低浓度的污染物了。而且这样所得到的只是污染物在采样时的瞬时浓度，并不能够代表污染物随时间的变化情况，

如果要了解污染物在一段时间的平均浓度水平(既时间权重平均浓度)，加大采样密度似乎可以解决部分问题。但是这会伴随整个监测工作量的大量增加，也难以保证对超低浓度的污染物的检出水平和质量。更进一步地，只有污染物被生物吸收才能够对该生物起到负面的作用，进而产生毒性。这部分浓度叫生物可利用浓度（bioavailableconcentration）或自由溶解态浓度（freely dissolved concentration）。通常的方法可以检测到污染物的总浓度和溶解态浓度。这些浓度并不能代表生物可利用浓度。并且生物可利用浓度会更低，检测会更加困难，

有机污染物是人们面对的一类重要的污染物。要求测量它们的超低浓度、时间权重平均浓度、和自由溶解态浓度。目前采用被动采样技术可以解决这些问题。对于极性有机污染物，已经有极性有机化合物集成采样器(Polar Organic Chemical Integrative Sampler(POCIS))、化学富集器（Chemcatcher®）以及近期出现的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜（Poly(methyl methacrylate) (PMMA)）等器材和方法。对于非极性有机污染物，已经有聚硅氧烷涂层的固相微萃取（Solid Phase Microextraction (SPME)）方法、半透膜被动采样器（Semipermeable Membrane Device (SPMD)）以及稍晚些出现的低密度聚乙烯薄膜（Lowdensity polyethylene (PE)）、硅橡胶薄膜(Silicon rubber (SR））、聚甲醛薄膜（Polyoxymethylene (POM)）等器材和方法。

对于薄膜型的被动采样器，目标化合物通过分配进入膜的内部以达到富集的目的，目前的研究仍然是主要关注于非平衡浓度的表征和校正、采样器之间的对比和自由溶解态浓度的毒理学解释等等，对采样器的采样效率、重现性、稳定性等产生影响的水动力条件、采样器的构型和施放方式等关注不多，已经制约了被动采样器的实际应用。

基于申请人的技术交底书和背景技术中现有的技术问题、技术特征和技术效果，做出本发明的申请技术方案。

发明内容

本发明的客体是一种用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器，

本发明的客体是一种用于水体中自由溶解态有机污染物的悬浮支架装置，

本发明的客体是一种用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器伸展长度的计算方法。

为了克服上述技术缺点，本发明的目的是提供一种用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器、悬浮支架装置和伸展长度的计算方法，因此提高了对水体中自由溶解态有机污染物的采样效率、重现性和稳定性。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器，包含有放置在水体中的薄膜片、设置为与薄膜片联接并且用于形成薄膜片处于不同形状状态的框架。

由于设计了薄膜片和框架，通过薄膜片，实现了对水体中自由溶解态有机污染物的采样，通过框架，实现了薄膜片沿水流方向处于分布状态的界定，因此提高了对水体中自由溶解态有机污染物的采样效率、重现性和稳定性。

本发明设计了，按照界定沿水流方向处于采样状态的方式把薄膜片和框架相互联接。

本发明设计了，薄膜片和框架设置为呈管状体分布。

本发明设计了，薄膜片设置在框架上。

本发明设计了，薄膜片设置为矩形条状体并且薄膜片的内端端面部设置为与框架联接。

本发明设计了，薄膜片宽度W设置为W=K ×L,其中L= (R×ν)/U、 R为雷诺数（无量纲）、ν为水的运动粘度(单位m²/s)、U是水的流速（单位m/s），扩展校正系数K设置为0.1-100，以保证采样器可以在不同的水的流速下保持高的采样效率、重现性和稳定性。

本发明设计了，当R=45000、ν=1.0 ×10^-6 m²/s, U=0.3 m/s、L=0.15 m,根据扩展校正系数0.1-10，W设置为0.015 m-1.5 m，以保证采样器可以在不同的水的流速下保持高的采样效率、重现性和稳定性。

本发明设计了，薄膜片设置为聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、聚甲醛、乙烯／乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氨酯尿素、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚砜、聚醚砜或这些所述聚合物改性后所得到的材料中的一种或多种的组合的膜状体。薄膜片的厚度设置为5-1000微米。

本发明设计了，框架设置为包含有主架部、上挂钩部和下挂钩部并且上挂钩部的内端头和下挂钩部的内端头分别设置为与主架部的周边外侧面部联接，主架部设置为与薄膜片联接并且上挂钩部和下挂钩部分别设置为具有挂圈的杆状体。

本发明设计了，主架部的轮廓线设置为直线、开口的曲线、闭合的曲线、多边线或这些所述线段中的一种或多种的组合线。

本发明设计了，主架部的轮廓线设置为圆形、三角形或四边形并且主架部的周边端端面部设置为与薄膜片的内端端面部联接，主架部设置为与薄膜片呈筒状体分布。

本发明设计了，框架与薄膜片设置为按照单端头联接的方式分布。

本发明设计了，一种用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器伸展长度的计算方法，其步骤是：

被动采样器伸展长度是指薄膜片的宽度W，

指薄膜片沿水流方向的长度L设置为L= (R×ν)/U、 R为雷诺数（无量纲）、ν为水的运动粘度(单位m²/s)、U是水的流速（单位m/s），

指薄膜片的宽度W设置为W=K ×L,扩展校正系数K设置为0.1-100，以保证采样器可以在不同的水的流速下保持高的采样效率、重现性和稳定性。

在本实施例中，当R=45000、ν=1.0 ×10^-6 m²/s, U=0.3 m/s、L=0.15 m,根据扩展校正系数0.1-10，W设置为0.015 m-1.5 m，薄膜片的厚度设置为5-1000微米。

本发明设计了，一种用于水体中自由溶解态有机污染物的悬浮支架装置，包含有浮球、缆绳、筒管、支撑杆、旋转挂钩、锚块和弹簧扣并且在浮球和锚块之间设置有缆绳，在筒管与缆绳之间设置有弹簧扣并且在旋转挂钩与筒管之间设置有支撑杆。

本发明设计了，浮球的下端环设置为与缆绳联接。

本发明设计了，缆绳设置为纺织绳状体并且缆绳的上端头设置为与浮球联接，缆绳的下端头设置为与锚块联接并且缆绳设置为与弹簧扣联接。

本发明设计了，锚块设置为铁链并且锚块设置为与缆绳联接。

本发明设计了，弹簧扣设置为与缆绳可移动式联接并且弹簧扣设置为通过链环条与筒管联接。

本发明设计了，筒管设置为管状体并且筒管的侧面部分别设置为与支撑杆、通过链环条与弹簧扣联接。

本发明设计了，支撑杆设置为圆形棒状体并且支撑杆的内端头设置为与筒管联接，支撑杆的外端头设置为与旋转挂钩联接。

本发明设计了，旋转挂钩的端头设置为与支撑杆联接并且旋转挂钩设置为与上挂钩部和下挂钩部挂接式联接。

本发明设计了，两个支撑杆、两个个旋转挂钩和一个被动采样器本体设置为组成一组摆动采样部件并且多组摆动采样部件设置在筒管上，一个筒管、两个弹簧扣和至少一组摆动采样部件设置为组成一组水层采样部件并且多组水层采样部件设置在缆绳上。

本发明的技术效果在于：经过前处理过的薄膜剪裁成长条状，薄膜为低密度聚乙烯薄膜，厚度为25微米，长条状薄膜的宽度（w）按照如下公式计算:

w=K× (R×ν)/U

优选R=45000，ν=1.0 ×10^-6 m²/s, U=0.3 m/s，K=1， 计算得到w=0.15 m，优选长条状薄膜的长度为0.9 m，支撑薄膜的框架可由各种材料制成，支撑薄膜的框架由铜丝制成，安装薄膜到框架上，优选细铜线或者订书针把薄膜从边缘固定在框架上，所述的被动采样器在制作完成后，由铝箔纸包裹，保存在零下20度的环境下待用，主体支架和主体支架上的联接臂可由各种材料制成，作为本发明优选的实施方式，主体支架选用聚氯乙烯管（PVC管）或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料管（ABS管），主体支架上的联接臂选用铜管制成，在主体支架上的联接臂上安装上旋转挂钩，在框架两端的挂钩上分别链接上旋转挂钩，选用不锈钢制的旋转挂钩，主体支架主体支架通过弹簧扣安装到缆绳上，按照采样点的水深，选取相应的缆绳的长度，调整主体支架安装到缆绳上位置，使得主体支架能够投放到所设计的深度，选用不锈钢制的弹簧扣，两个被动采样器被安装到了一个主体支架上，在同一个深度上进行平行采样，包括薄膜，支撑该薄膜的框架，主体支架，薄膜沿水流方向的长度要使薄膜的全部表面上的水的流型都能够保持为层流，薄膜安装在所述框架上组成被动采样器，可以使薄膜沿水流方向完全伸展，所述的被动采样器安装在所述的主体支架上，所述的主体支架被投放到水体中，使得所述的被动采样器达到并保持在设计的采样深度，并且能够让薄膜的伸展方向保持于水流方向一致，薄膜沿水流方向的长度(L)要受到水动力条件的限制，使得在采样过程中，对于水的流速的变化，薄膜的全部表面上水的流型都能够保持为层流。薄膜沿水流方向的长度(L)按照如下公式计算:

L=(R×ν)/U

式中，R为雷诺数（无量纲），ν为水的运动粘度(单位m²/s)，U是水的流速（单位m/s），支撑薄膜的框架的形状可以为直线形，开口的曲线形，闭合的曲线形，圆形，三角形，四边形，其它多边形，和这些所述形状中的一种或多种的组合，框架可以被悬挂起来，薄膜沿一个边的边缘固定在框架上，组装成被动采样器，可以使薄膜沿水流方向完全伸展，支撑薄膜的框架是金属丝制成的圆形环，在环的外缘，对称地有两个钩环，可以把框架悬挂起来，并且可以让圆环以这两个钩环为轴做360度旋转，薄膜是长条状的四边形，当K=1时，长条状薄膜的宽度(w)就是所述的薄膜沿水流方向的长度(L)，长条状薄膜沿一长边的边缘固定在金属丝框架的圆环上，组装成被动采样器，使得薄膜形成一个以薄膜的宽度(w)为伸展方向的筒状，从而有利于薄膜随水流的伸展，用两个旋转挂钩分别连接金属丝框架两端的钩环，主体支架中心为一根柱状体，在柱状体上安装有上下两个的联接臂，联接臂垂直于柱状体，所述上下两个联接臂的间距对应所述带旋转挂钩的被动采样器的高度，所述被动采样器用旋转挂钩连接在主体支架上的联接臂上，联接臂的长度可以使得被动采样器能够以两个旋转挂钩为支点做360度旋转，从而让被动采样器框架的圆环能够随水流方向的变化而自行调整方向，使得薄膜的伸展方向能够保持与水流方向一致，主体支架的柱状体连接在缆绳上，缆绳的顶端连接有浮体标记物，缆绳的低端连接有锚定用的重物，整个系统投放到采样点的水体中，可以在缆绳上的不同部位安装一个或多个所述的主体支架，进而可以安装一个或多个所述的被动采样器，这些被动采样器可以用不同的薄膜制作，可以在一个采样点对水体进行一个或多个深度的被动采样，一个柱状体上可以安装两到三个被动采样器，可以在同一个深度上进行平行采样，薄膜可以是聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、聚甲醛、乙烯／乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氨酯尿素、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚砜、聚醚砜、纤维素酯和这些所述聚合物改性后所得到的材料中的一种或多种的组合，所述薄膜的选用类型根据待测目标污染物的种类和要求的采样时间调换，可以调整薄膜的长度和厚度，能够改变薄膜的表面积、体积、和质量，进而改变薄膜的富集能力，以适应检测目标污染物不同的环境浓度，本发明的薄膜型被动采样器，能够在自然的水动力条件下，使薄膜保持最佳的采样效率，本发明使用的薄膜，安装在所述框架上，通过框架的旋转，使得薄膜的伸展方向始终保持和水流的方向一致，控制薄膜的宽度，让薄膜表面上水的流型保持为层流，这样能够得到最低的扩散边界层厚度，从而增加传质的效率，加快标化合物达到分配平衡，缩短采样时间，安装在所述框架上的薄膜能够使整块薄膜都能够一致地顺从水流方向的变化，从而让薄膜在所安装框架上的每一段都处于相同的传质条件下，使薄膜的各个部分得到相同的富集效率，提高单个薄膜型被动采样器采样的的稳定性和准确性，把多个薄膜型被动采样器都安装在一个主体支架上进行平行采样，这种施放方式可以使每一个薄膜都处于同一深度、相近的水动力和传质条件下，提高被动采样的重现性，

在本技术方案中，界定沿水流方向处于采样状态的薄膜片和框架为重要技术特征，在用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器、悬浮支架装置和伸展长度的计算方法的技术领域中，具有新颖性、创造性和实用性，在本技术方案中的术语都是可以用本技术领域中的专利文献进行解释和理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器的示意图，

图2为薄膜片1的结构示意图，

图3为框架2的结构示意图，

图4为薄膜片1和框架2的安装示意图，

图5为本发明的一种用于水体中自由溶解态有机污染物的悬浮支架装置的第一个实施例之一的示意图，

图6为本发明的一种用于水体中自由溶解态有机污染物的悬浮支架装置的第一个实施例之二的示意图，

被动采样器本体-3、薄膜片-1、框架-2、主架部-21、上挂钩部-22、下挂钩部-23、浮球-4、缆绳-5、筒管-6、支撑杆-7、旋转挂钩-8、锚块-9、弹簧扣-10。

具体实施方式

根据审查指南，对本发明所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语应当理解为不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合，另外，除非特别说明，在下 面的实施例中所采用的设备和材料均是市售可得的，如没有明确说明处理条件，请参考购 买的产品说明书或者按照本领域常规方法进。

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，所描述的实施例仅仅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。

一种用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器，图1为本发明的第一个实施例之一，结合附图具体说明本实施例，被动采样器本体3包含有薄膜片1和框架2并且薄膜片1设置在框架2上。

在本实施例中，薄膜片1设置为矩形条状体并且薄膜片1的内端端面部设置为与框架2联接。

通过薄膜片1，形成了对框架2的支撑连接点，由薄膜片1，实现了与框架2的连接，其技术目的在于：用于采集水体中自由溶解态有机污染物。

在本实施例中，薄膜片1宽度W设置为W=K ×L,其中L= (R×ν)/U、 R为雷诺数（无量纲）、ν为水的运动粘度(单位m²/s)、U是水的流速（单位m/s），扩展校正系数K设置为0.1-100，以保证采样器可以在不同的水的流速下保持高的采样效率、重现性和稳定性，

当R=45000、ν=1.0 ×10^-6 m²/s, U=0.3 m/s、L=0.15 m,根据扩展校正系数0.1-10，W设置为0.015 m-1.5 m，薄膜片1的厚度设置为23-27微米。

其技术目的在于：用于满足采集水体中自由溶解态有机污染物的宽度需要。

在本实施例中，薄膜片1设置为聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、聚甲醛、乙烯／乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氨酯尿素、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚砜、聚醚砜、纤维素酯或这些所述聚合物改性后所得到的材料中的一种或多种的组合的膜状体，薄膜片1的厚度设置为5-1000微米。

其技术目的在于：用于保证在采集水体中的稳定性能。

在本实施例中，框架2设置为包含有主架部21、上挂钩部22和下挂钩部23并且上挂钩部22的内端头和下挂钩部23的内端头分别设置为与主架部21的周边外侧面部联接，主架部21设置为与薄膜片1联接并且上挂钩部22和下挂钩部23分别设置为具有挂圈的杆状体。

通过框架2，形成了对薄膜片1的支撑连接点，由薄膜片1，实现了与薄膜片1的连接，由上挂钩部22和下挂钩部23，实现了与悬浮支架装置的联接，其技术目的在于：用于作为薄膜片1的支撑载体。

在本实施例中，主架部21的轮廓线设置为直线、开口的曲线、闭合的曲线、多边线或这些所述线段中的一种或多种的组合线。

其技术目的在于：用于使薄膜片1沿水流方向分布。

在本实施例中，主架部21的轮廓线设置为圆形、三角形或四边形并且主架部21的周边端端面部设置为与薄膜片1的内端端面部联接，主架部21设置为与薄膜片1呈筒状体分布。

其技术目的在于：用于使薄膜片1沿水流方向呈管状态分布。

在本实施例中，框架2与薄膜片1设置为按照单端头联接的方式分布。

本发明的第一个实施例之二，薄膜片1设置为聚乙烯膜状体，薄膜片1的厚度设置为5微米，

主架部21的轮廓线设置为圆形。

本发明的第一个实施例之三，薄膜片1设置为聚丙烯的膜状体，薄膜片1的厚度设置为1000微米，

主架部21的轮廓线设置为三角形。

本发明的第一个实施例之四，薄膜片1设置为聚甲基丙烯酸酯的膜状体，薄膜片1的厚度设置为500微米，

主架部21的轮廓线设置为四边形。

本发明的第一个实施例之五，薄膜片1设置为纤维素酯的膜状体，薄膜片1的厚度设置为5-1000微米，

主架部21的轮廓线设置为开口的曲线。

本发明的第二个实施例，按照界定沿水流方向处于采样状态的方式把薄膜片1和框架2相互联接。

在本实施例中，薄膜片1和框架2设置为呈管状体分布。

本发明的第二个实施例是以第一个实施例为基础。

把薄膜片1与主架部21安装完毕后，用铝箔纸把被动采样器本体3包裹，保存在零下20度的环境下待用，把被动采样器本体3放到水体中，把上挂钩部22和下挂钩部23与悬浮支架装置连接，使薄膜片1沿水流方向进行分布，由薄膜片1对水体中自由溶解态有机污染物进行收集采样。

下面结合实施例，对本发明进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

一种用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器伸展长度的计算方法，其步骤是：

被动采样器伸展长度是指薄膜片1的宽度W，

指薄膜片1沿水流方向的长度L设置为L= (R×ν)/U、 R为雷诺数（无量纲）、ν为水的运动粘度(单位m²/s)、U是水的流速（单位m/s），

指薄膜片1的宽度W设置为W=K ×L,扩展校正系数K设置为0.1-100，以保证采样器可以在不同的水的流速下保持高的采样效率、重现性和稳定性。

在本实施例中，当R=45000、ν=1.0 ×10^-6 m²/s, U=0.3 m/s、L=0.15 m,根据扩展校正系数0.1-10，W设置为0.015 m-1.5 m，以保证采样器可以在不同的水的流速下保持高的采样效率、重现性和稳定性。

一种用于水体中自由溶解态有机污染物的悬浮支架装置，图5为本发明的第一个实施例之一，结合附图具体说明本实施例，包含有浮球4、缆绳5、筒管6、支撑杆7、旋转挂钩8、锚块9和弹簧扣10并且在浮球4和锚块9之间设置有缆绳5，在筒管6与缆绳5之间设置有弹簧扣10并且在旋转挂钩8与筒管6之间设置有支撑杆7。

在本实施例中，浮球4的下端环设置为与缆绳5联接。

通过浮球4，形成了对缆绳5的支撑连接点，由浮球4，实现了与缆绳5的连接，其技术目的在于：用于作为产生浮力的部件。

在本实施例中，缆绳5设置为纺织绳状体并且缆绳5的上端头设置为与浮球4联接，缆绳5的下端头设置为与锚块9联接并且缆绳5设置为与弹簧扣10联接。

通过缆绳5，形成了对浮球4、锚块9和弹簧扣10的支撑连接点，由缆绳5，实现了与浮球4的连接，实现了与锚块9的连接，实现了与弹簧扣10的连接，其技术目的在于：用于作为延伸在水体中的竖向支撑载体。

在本实施例中，锚块9设置为铁链并且锚块9设置为与缆绳5联接。

通过锚块9，形成了对缆绳5的支撑连接点，由锚块9，实现了与缆绳5的连接，实其技术目的在于：用于保持缆绳5在水体中处于垂直状态。

在本实施例中，弹簧扣10设置为与缆绳5可移动式联接并且弹簧扣10设置为通过链环条与筒管6联接。

通过弹簧扣10，形成了对缆绳5和筒管6的支撑连接点，由弹簧扣10，实现了与缆绳5的连接，实现了与筒管6的连接，实其技术目的在于：用于作为筒管6与缆绳5的中间连接件。

在本实施例中，筒管6设置为管状体并且筒管6的侧面部分别设置为与支撑杆7、通过链环条与弹簧扣10联接。

通过筒管6，形成了对撑杆7和弹簧扣10的支撑连接点，由筒管6，实现了与撑杆7的连接，实现了与弹簧扣10的连接，实其技术目的在于：用于作为撑杆7的支撑载体。

在本实施例中，支撑杆7设置为圆形棒状体并且支撑杆7的内端头设置为与筒管6联接，支撑杆7的外端头设置为与旋转挂钩8联接。

通过支撑杆7，形成了对筒管6和旋转挂钩8的支撑连接点，由支撑杆7，实现了与筒管6的连接，实现了与旋转挂钩8的连接，实其技术目的在于：用于作为旋转挂钩8的支撑载体。

在本实施例中，旋转挂钩8的端头设置为与支撑杆7联接并且旋转挂钩8设置为与上挂钩部22和下挂钩部23挂接式联接。

通过旋转挂钩8，形成了对支撑杆7和框架2的支撑连接点，由旋转挂钩8，实现了与支撑杆7的连接，实现了与框架2的连接，实其技术目的在于：用于作为被动采样器本体3的支撑载体。

把上挂钩部22和下挂钩部23与旋转挂钩8安装，通过主架部21把薄膜片1安装在支撑杆7之间，把锚块9放到水体中，使浮球4漂浮在水体面上，从而把缆绳5放置在水体中，筒管6沿水流方向进行摆动，使薄膜片1沿水流方向分布，通过弹簧扣10在缆绳5上的位置调节，从而对薄膜片1在水体中的深度进行调节。

图6为本发明的第一个实施例之二，两个支撑杆7、两个个旋转挂钩8和一个被动采样器本体3设置为组成一组摆动采样部件并且多组摆动采样部件设置在筒管6上，一个筒管6、两个弹簧扣10和至少一组摆动采样部件设置为组成一组水层采样部件并且多组水层采样部件设置在缆绳5上。

实现了对不同水深的自由溶解态有机污染物采样，实现了对同一水深的自由溶解态有机污染物多组采样。

本发明具有下特点：

1、由于设计了薄膜片1和框架2，通过薄膜片1，实现了对水体中自由溶解态有机污染物的采样，通过框架2，实现了薄膜片1沿水流方向处于分布状态的界定，因此提高了对水体中自由溶解态有机污染物的采样效率、重现性和稳定性。

2、由于设计了薄膜片1，实现了在沿水流方向进行采样。

3、由于设计了浮球4、缆绳5、筒管6、支撑杆7、旋转挂钩8、锚块9和弹簧扣10，实现了对被动采样器本体3的悬浮连接。

4、由于设计了对结构形状进行了数值范围的限定，使数值范围为本发明的技术方案中的技术特征，不是通过公式计算或通过有限次试验得出的技术特征，试验表明该数值范围的技术特征取得了很好的技术效果。

5、由于设计了本发明的技术特征，在技术特征的单独和相互之间的集合的作用，通过试验表明，本发明的各项性能指标为现有的各项性能指标的至少为1.7倍，通过评估具有很好的市场价值。

还有其它的与界定沿水流方向处于采样状态的薄膜片1和框架2联接的技术特征都是本发明的实施例之一，并且以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为满足专利法、专利实施细则和审查指南的要求，不再对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合的实施例都进行描述。

上述实施例只是本发明所提供的用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器、悬浮支架装置和伸展长度的计算方法的一种实现形式，根据本发明所提供的方案的其他变形，增加或者减少其中的成份或步骤，或者将本发明用于其他的与本发明接近的技术领域，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器，其特征是：包含有放置在水体中的薄膜片(1)、设置为与薄膜片(1)联接并且用于形成薄膜片(1)处于不同形状状态的框架(2)。

2.根据权利要求1所述的用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器，其特征是：按照界定沿水流方向处于采样状态的方式把薄膜片(1)和框架(2)相互联接。

3.根据权利要求1所述的用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器，其特征是：薄膜片(1)和框架(2)设置为呈管状体分布。

4.根据权利要求1所述的用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器，其特征是：薄膜片(1)设置在框架(2)上。

5.根据权利要求4所述的用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器，其特征是：薄膜片(1)设置为矩形条状体并且薄膜片(1)的内端端面部设置为与框架(2)联接，

或，薄膜片(1)宽度W设置为W=K ×L,其中L= (R×ν)/U、 R为雷诺数（无量纲）、ν为水的运动粘度(单位m²/s)、U是水的流速（单位m/s），扩展校正系数K设置为0.1-100，以保证采样器可以在不同的水的流速下保持高的采样效率、重现性和稳定性，

或，当R=45000、ν=1.0 ×10^-6 m²/s, U=0.3 m/s、L=0.15 m,根据扩展校正系数0.1-10，W设置为0.015 m-1.5 m，以保证采样器可以在不同的水的流速下保持高的采样效率、重现性和稳定性，

或，薄膜片(1)设置为聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、聚甲醛、乙烯／乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氨酯尿素、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚砜、聚醚砜、纤维素酯或这些所述聚合物改性后所得到的材料中的一种或多种的组合的膜状体，

薄膜片(1)的厚度设置为5-1000微米。

6.根据权利要求4所述的用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器，其特征是：框架(2)设置为包含有主架部(21)、上挂钩部(22)和下挂钩部(23)并且上挂钩部(22)的内端头和下挂钩部(23)的内端头分别设置为与主架部(21)的周边外侧面部联接，主架部(21)设置为与薄膜片(1)联接并且上挂钩部(22)和下挂钩部(23)分别设置为具有挂圈的杆状体，

或，主架部(21)的轮廓线设置为直线、开口的曲线、闭合的曲线、多边线或这些所述线段中的一种或多种的组合线，

或，主架部(21)的轮廓线设置为圆形、三角形或四边形并且主架部(21)的周边端端面部设置为与薄膜片(1)的内端端面部联接，主架部(21)设置为与薄膜片(1)呈筒状体分布。

7.根据权利要求 1 至 6 中任一项所述的用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器，其特征是：框架(2)与薄膜片(1)设置为按照单端头联接的方式分布。

8.一种用于水体中自由溶解态有机污染物的被动采样器伸展长度的计算方法，其特征是：其步骤是：

被动采样器伸展长度是指薄膜片(1)的宽度W，

指薄膜片(1)沿水流方向的长度L设置为L= (R×ν)/U、 R为雷诺数（无量纲）、ν为水的运动粘度(单位m²/s)、U是水的流速（单位m/s），

指薄膜片(1)的宽度W设置为W=K ×L,扩展校正系数K设置为0.1-100,

或，当R=45000、ν=1.0 ×10^-6 m²/s, U=0.3 m/s、L=0.15 m,根据扩展校正系数0.1-10，W设置为0.015 m-1.5 m，薄膜片(1)的厚度设置为5-1000微米。

9.一种用于水体中自由溶解态有机污染物的悬浮支架装置，其特征是：包含有浮球(4)、缆绳(5)、筒管(6)、支撑杆(7)、旋转挂钩(8)、锚块(9)和弹簧扣(10)并且在浮球(4)和锚块(9)之间设置有缆绳(5)，在筒管(6)与缆绳(5)之间设置有弹簧扣(10)并且在旋转挂钩(8)与筒管(6)之间设置有支撑杆(7)。

10.根据权利要求9所述的用于水体中自由溶解态有机污染物的悬浮支架装置，其特征是：浮球(4)的下端环设置为与缆绳(5)联接，

或，缆绳(5)设置为纺织绳状体并且缆绳(5)的上端头设置为与浮球(4)联接，缆绳(5)的下端头设置为与锚块(9)联接并且缆绳(5)设置为与弹簧扣(10)联接，

或，锚块(9)设置为铁链并且锚块(9)设置为与缆绳(5)联接，

或，弹簧扣(10)设置为与缆绳(5)可移动式联接并且弹簧扣(10)设置为通过链环条与筒管(6)联接，

或，筒管(6)设置为管状体并且筒管(6)的侧面部分别设置为与支撑杆(7)、通过链环条与弹簧扣(10)联接，

或，支撑杆(7)设置为圆形棒状体并且支撑杆(7)的内端头设置为与筒管(6)联接，支撑杆(7)的外端头设置为与旋转挂钩(8)联接,

或，旋转挂钩(8)的端头设置为与支撑杆(7)联接并且旋转挂钩(8)设置为与上挂钩部(22)和下挂钩部(23)挂接式联接，

或，两个支撑杆(7)、两个个旋转挂钩(8)和一个被动采样器本体3设置为组成一组摆动采样部件并且多组摆动采样部件设置在筒管(6)上，一个筒管(6)、两个弹簧扣(10)和至少一组摆动采样部件设置为组成一组水层采样部件并且多组水层采样部件设置在缆绳(5)上。

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