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水德提供全套海洋微塑料研究解决方案

2020年03月10日 14:58来源:青岛水德科技有限公司 >>进入该公司展台人气:332


  1.微塑料的起源
 
  自1907年科学家贝克兰注册酚醛塑料以来,塑料凭借其强大的抗腐蚀性、高塑性、轻便等优势在全世界范围内得到了广泛的应用,但由于其无法自然降解等性质对人类自然环境造成了严重的危害。
 
  2004年,英国科学家在《SCIENCE》杂志上发表了关于海洋水体和沉积物中塑料碎片的论文,首次提出微塑料的概念。此后,许多科研人员都投入到微塑料的研究中,并发表了许多重要的成果,使得微塑料污染引起全球的重视。
 
  2.微塑料的危害
 
  微塑料部分来源于塑料制品,本身可能会释放有毒有害物质,对海洋环境造成直接危害。更令人担忧的是,微塑料会通过海洋食物链传递,最终进入人类食物链对人体健康安全造成威胁。
 
  3.微塑料的调查与研究方法
 
  针对国内日益增长的微塑料危害问题,水德仪器联合德国HYDRO-BIOS、丹麦KC-Denmark、法国HYDROPITC、德国SubCtech等国外高水平水环境设备制造商推出了多种关于微塑料的调查与研究设备。以下将分开阐述各种调查与研究方法。
 
  3.1微塑料采样方法
 
  3.1.1海水表面微塑料采样器
 
  从水中采集出微塑料进行量化和检验是微塑料研究中重要的一步。
 
  德国HYDRO-BIOS公司设计了三种不同的采样网,这三种采样网可以在水平面10-20cm处(大部分低密度微小颗粒聚集的地方)进行取样。
 
  (1)Manta网
 
  Manta网适用的环境条件是开放但是平静的水域,河流、湖泊等。
 
  技术参数:
 
  材质:铝制
 
  尺寸:30 x 15 x 25 cm
 
  重量:4kg
 
  网袋开口:40x70cm
 
  长度:260cm
 
  网目:300 μm(可定制)
 
  (2)Neuston网
 
  带katamaran的Neuston网可以在大洋环境中推荐使用。
 
  技术参数:
 
  材质:铝制
 
  Katamaran浮体尺寸:220 x 60 x 300 cm (w x h x l)
 
  网衣尺寸:70 x 40 x 260 cm (w x h x l)
 
  重量:100kg
 
  网袋开口:70x40cm
 
  网目:300 μm(可定制)
 
  (3)Microplastics 网
 
  带两个起升体的Microplastics 网可以在平静的内陆水域,沿海地区和大洋环境使用。
 
  技术参数:
 
  材质:316不锈钢
 
  尺寸:115 x 45 x 20 cm
 
  重量:12kg
 
  网袋开口:70x40cm
 
  网目:300 μm(可定制)
 
  (4)生物网口流量计
 
  以上三款海洋微塑料采样网在网口处均有一个数字网口流量计,用来测量通过网口的水的体积。根据使用环境的不同分为垂直流量计与水平流量计。
 
  水平流量计
 
  垂直流量计
 
  用来测量通过采样网的水的体积
 
  用来测量通过采样网的水的体积
 
  5位机械式计数器
 
  5位机械式计数器
 
  叶轮直径:75mm
 
  叶轮直径:75mm
 
  便捷的双点连接
 
  便捷的三点连接
 
  水平拖网使用
 
  垂直拖网使用
 
  /
 
  带放到转功能
 
  (5)走航式表层海水微塑料采样系统
 
  德国SubCtech公司研制出了走航式表层海水微塑料采样系统,可以在船体航行中完成微塑料的采样工作。该系统的采样可以通过时间和流量控制,即在一个时间段内采样或者在固定流速下采样。水体经过抽水装置流经3个不同目径的不锈钢滤网,微塑料固定在了滤网上,同时设备配有压力报警系统,用来监测流量。
 
  技术参数:
 
  流量:5L/min
 
  滤网:30μm、100μm、500μm,其他尺寸可定制
 
  显示:7”彩色触摸屏 、数据查看和系统配置菜单触屏式操作
 
  电源:12/24Vdc、25W
 
  尺寸:345×224×230mm
 
  重量:5kg
 
  使用温度:0-45℃
 
  存储温度:-20-50℃
 
  3.1.2表层海水微塑料采样器
 
  (1)Bongo网
 
  Bongo网适用于采集浅水中的浮游生物、微塑料,两个网口可同时采集不同目径的浮游生物、微塑料。
 
  技术参数:
 
  尺寸:250×135×60cm
 
  开口:2×0.2827cm2
 
  材质:316不锈钢
 
  重量:20kg
 
  目径:500μm(可定制)
 
  深度抑制器重量:22kg
 
  航速:4节
 
  (2)微塑料颗粒泵
 
  微塑料颗粒泵是丹麦KC-Denmark公司参与欧盟项目——“洁净海洋”的基础上开发出来的。在一次下水采样中,丹麦KC微塑料采样泵能够使用三个不同网目尺寸的过滤板来进行采样(最多可放置四个),过滤板网目规格范围(网目规格从20μm到1000μm),并同时能够精确测量出泵水量。
 
  技术参数:
 
  流量:18000升/小时,大约300升/分钟
 
  泵材质:AISI304不锈钢
 
  框架:AISI316不锈钢
 
  锌阳极防腐
 
  电源:230伏交流电
 
  功率:0.75千瓦
 
  操纵箱由塑料制成,触摸屏用于编程和紧急制停
 
  过滤板目径: 20μm-100μm
 
  底架尺寸:60×60cm
 
  最大操作深度:40米
 
  长度:137cm
 
  总计重量:46Kg
 
  (3)浮游生物泵
 
  浮游生物泵是由丹麦KC-Denmark公司生产的原位采集水体中浮游动物与微塑料的设备。
 
  泵速度:26000L/h
 
  网衣目径:60μm
 
  高度:147cm
 
  重量:34kg
 
  电源:230V交流电
 
  最大操作深度:150m
 
  采样面积:3000cm2
 
  3.1.3中层、深层海水微塑料采样器
 
  (1)浮游生物泵
 
  浮游生物泵是由丹麦KC-Denmark公司生产的原位采集水体中浮游动物与微塑料的设备。
 
  泵速度:30000L/h
 
  网衣目径:60μm
 
  高度:151cm
 
  重量:48kg
 
  电源:24VDC
 
  最大操作深度:6000m
 
  采样面积:3000cm2
 
  3.1.4海洋微塑料分层采样网
 
  MultiNet®是浮游生物、微塑料自动采样器,它可以在连续的水层中进行水平采样和垂直采样。每个MultiNet®安装5只(9只)网袋。开口面积:Mini型,0.125m2;Midi型,0.25m2,Maxi型,0.5m2;Mammoth型,1m2。整个系统由甲板控制单元、水下控制单元、不锈钢框架、网衣、网底管等组成,5(9)只网袋通过拉链连接器连接在不锈钢框架的帆布部分上。
 
  3.1.5底泥采样
 
  微塑料主要集中在海水表层与底泥当中,因此采集河流、海洋中泥样也成为分析微塑料的重要手段。
 
  德国HYDRO-BIOS公司与丹麦KC-Denmark公司设计了多种抓斗、箱式,可以满足不同的采样环境。
 
  (1)抓斗采泥器
 
  序号
 
  开口面积
 
  重量
 
  适用环境
 
  制造商
 
  1
 
  250cm2
 
  5kg
 
  浅水
 
  德国HYDRO-BIOS
 
  2
 
  1000cm2
 
  22kg
 
  浅水
 
  德国HYDRO-BIOS
 
  3
 
  1250cm2
 
  35kg/60kg
 
  深水
 
  德国HYDRO-BIOS
 
  4
 
  250cm2
 
  10kg
 
  浅水
 
  丹麦KC-Denmark
 
  5
 
  1000cm2
 
  45kg
 
  浅水
 
  丹麦KC-Denmark
 
  6
 
  2000cm2
 
  135kg
 
  深水
 
  丹麦KC-Denmark
 
  7
 
  2500cm2
 
  175kg
 
  深水
 
  丹麦KC-Denmark
 
  8
 
  5000cm2
 
  350kg
 
  深水
 
  丹麦KC-Denmark
 
  (2)箱式采泥器
 
  序号
 
  开口面积
 
  重量
 
  适用环境
 
  制造商
 
  1
 
  225cm2
 
  4kg/8kg
 
  浅水
 
  德国HYDRO-BIOS
 
  2
 
  400cm2
 
  6kg/11.5kg
 
  浅水
 
  德国HYDRO-BIOS
 
  3
 
  225cm2
 
  5.8kg
 
  浅水
 
  丹麦KC-Denmark
 
  4
 
  400cm2
 
  18.5kg/32kg
 
  浅水
 
  丹麦KC-Denmark
 
  (3)重型箱式采泥器
 
  序号
 
  开口面积
 
  重量
 
  适用环境
 
  制造商
 
  1
 
  600cm2
 
  320kg/560kg
 
  深水
 
  丹麦KC-Denmark
 
  2
 
  1000cm2
 
  325kg/565kg
 
  深水
 
  丹麦KC-Denmark
 
  3
 
  2500cm2
 
  1050kg/1450kg
 
  深水
 
  丹麦KC-Denmark
 
  4
 
  7500cm2
 
  2250kg/3350kg
 
  深水
 
  丹麦KC-Denmark
 
  (4)柱状采泥器
 
  柱状采泥器有四种型号,其中Kajak柱状采泥器只用于湖泊、河流的浅水环境中;小型重力柱状采泥器适用于浅海200-300m环境中;重力柱状采泥器适用于深海环境中;柱状采泥器适用于采集硬泥底质的泥样。
 
  (5)多通道柱状采泥器
 
  序号
 
  取样管数量
 
  使用环境
 
  采样管尺寸
 
  1
 
  4
 
  浅水
 
  φ80/72mm、500mm;
 
  φ100/95mm、500mm;
 
  φ60/52mm、500mm;
 
  2
 
  6
 
  深水
 
  Φ110/105mm、800mm;
 
  3
 
  8
 
  深水
 
  Φ110/105mm、800mm;
 
  4
 
  12
 
  深水
 
  Φ110/105mm、800mm;
 
  3.2微塑料沉积物分离设备
 
  德国HYDRO-BIOS公司MPSS微塑料沉积物分离器主要用于分离沉积物样品中的微塑料组份。HYDRO-BIOS显著的改善了经典的密度分离方,设计出了MPSS微塑料分离器。它能够从沉积物样品中可靠的分离出不同生态相关的各种尺寸的塑料粒子。
 
  对MPSS微塑料沉积物分离器最开始的研究,证实了对于大的微型颗粒(L-MPP,1-5毫米)有100%的回收率,对于小的微型颗粒(S-MPP)有95.5%的回收率,显著的高于泡沫浮选法得到的数值(L-MPP 55%),或经典的密度分离法(S-MPP 39.8%)。
 
  技术参数:
 
  最大沉积物容量
 
  6升
 
  浓缩样品容量
 
  95毫升
 
  容器完整容量
 
  31升
 
  尺寸
 
  36x46x140厘米,含底座
 
  空重
 
  22千克
 
  容器材质
 
  AISI 316不锈钢,玻璃,PTFE聚四氟乙烯(特氟龙),EPD
 
  三元乙丙橡胶
 
  底座材质
 
  铝
 
  转子转速
 
  0-20rpm
 
  电源
 
  85-260V AC,500W
 
  3.3微塑料研究方法
 
  通常我们使用显微镜来观察微塑料,进行计数以及形态学的研究。但是使用显微镜研究非常耗时费力,并且计数等结果的人工误差大。
 
  针对这些不便之处,水德联合法国HYDROPTIC公司为推出ZooSCAN浮游动物图像扫描系统。
 
  针对微塑料,ZooSCN可以自动计数,记录高分辨率的数字化图像,并统计其二维表面积、直径、磨圆度等形态参数,同时依托Ecotaxa包含的数据库可以快速比对,进行建库。
 
  微塑料用ZooSCAN扫描结束后,由ZooProcess和Ecotaxa分别以标准化的程序处理原始图像、对不同个体的形态参数进行自动测量和对图像中的微塑料进行自动分类和计数,并且会将统计出的信息以Excel表格形式供使用者使用。
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