一种对挥发态砷的富集装置及其安装方法制造方法及图纸

本发明专利技术披露了一种对挥发态砷的富集装置及其安装方法，该装置包括：一个上截面具有网状窗口的柱形壳和盖在柱形壳下截面上的壳盖，在柱形壳内靠近所述网状窗口一侧从上到下依次放置有带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块和带有微孔且固定硝酸银的聚丙烯酰胺凝胶块。本发明专利技术利用微生物将在该微生物作用下产生的挥发态含砷气体进行有效地捕获或富集，它对于从定性及定量角度评价环境中微生物对砷的挥发能力有非常重要的意义。此外，该装置和方法与微生物技术紧密结合，可被广泛地运用于砷污染环境的修复中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及砷污染环境的修复方法，尤其涉及环境中对挥发态砷的富集装置及其安装方法。
技术介绍
砷是一种在自然界广泛存在的有毒并且致癌的非金属元素，砷污染已成为全球危害十分严重的环境问题之一。据报道，全球至少5000多万人口正面临着地方性砷中毒的威胁，其中大多数为亚洲国家，中国是受砷中毒危害最为严重的国家之一。在1956-1984年二十多年间，中国曾发生过30余起地砷中毒事件。我国是砷矿大国，砷矿广泛分布在我国的中南和西南的湖南、云南、广西、广东等省区。对砷矿开采或冶炼，含砷农药、化肥等农资产品的过量投入等，均可造成土壤中砷的累积，进而影响着植物、动物的生长和发育，并且可以通过食物链进入人体，对人类的生存和健康构成严重威胁。利用微生物来对砷污染的水体或土壤进行修复体现出很大的发展潜力，也逐渐成为环境科学领域研究的热点。环境中的微生物能将砷转化为易挥发的砷化物，进而将砷释放到空气中。如Gerftansk^, Urik, §eve和Khun等从高砷含量的沉积物中分离得到一株具有较强生物吸收能力的耐高温真菌，它几乎能将所吸收的重金属砷全部以气态形式排到体外。人们也从砷污染土壤中分离到三株具有高耐砷能力的真菌，如棘孢木霉(Trichoderma asperellum),微紫青霉(Penicillium janthinellum),尖抱键刀菌(Fusarium oxysporum),这些真菌均表现出较强的挥发砷的能力，其中前两株真菌对砷的挥发能力是首次被发现。综合来看，目前对挥发砷能力的真菌已有较多被分离出，并先后有报道。但是，能够将在微生物作用下产生的挥发态含砷气体成功捕获或富集的技术或方法的记载还很少。因此，需要提供一种方 法，能够有效地将在微生物作用下产生的挥发态含砷气体捕获或富集。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种对挥发态砷的富集装置及安装方法，能够有效地捕获或富集在微生物作用下产生的挥发态砷。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种对挥发态砷的富集装置，包括:一个上截面具有网状窗口的柱形壳和盖在柱形壳下截面上的壳盖，在柱形壳内靠近所述网状窗口一侧从上到下依次放置有带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块和带有微孔且固定硝酸银的聚丙烯酰胺凝胶块。优选地，柱形壳为圆柱形壳，壳盖为圆形壳盖，带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块为带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶圆块，带有微孔且固定硝酸银的聚丙烯酰胺凝胶块为带有微孔且固定硝酸银的聚丙烯酰胺凝胶圆块。优选地，带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶圆块和带有微孔且固定硝酸盐的聚丙烯酰胺凝胶圆块的直径均为2.8-3.5cm，带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶圆块和带有微孔且固定硝酸盐的聚丙烯酰胺凝胶圆块的厚度为0.3-0.42cm。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种如前所述的富集装置的安装方法，包括如下步骤:在超净环境下，首先将聚丙烯酰胺凝胶液冷凝后形成聚丙烯酰胺凝胶块后，在所述凝胶块上打200-220个均匀分布的微孔，形成带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块； 取一个带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块于80-130ppm的硝酸盐溶液中固定15_25分钟，于阴凉处晾干，形成带有微孔且固定硝酸盐的聚丙烯酰胺凝胶块；将带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块放置于一柱形壳内靠近该柱形壳的上端所具有的网状窗口一侧，在该带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块的下方放置带有微孔且固定硝酸盐的聚丙烯酰胺凝胶块，然后将一壳盖盖在所述柱形壳的下端。优选地，柱形壳为圆柱形壳，壳盖为圆形壳盖，带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块为带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶圆块，带有微孔且固定硝酸银的聚丙烯酰胺凝胶块为带有微孔且固定硝酸银的聚丙烯酰胺凝胶圆块。优选地，带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶圆块和带有微孔且固定硝酸盐的聚丙烯酰胺凝胶圆块的直径均为2.8-3.5cm，带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶圆块和带有微孔且固定硝酸盐的聚丙烯酰胺凝胶圆块的厚度为0.3-0.42cm。本专利技术利用微生物将在该微生物作用下产生的挥发态含砷气体进行有效地捕获或富集，它对于从定性及定量角度评价环境中微生物对砷的挥发能力有非常重要的意义。此外，该装置和方法与微生物技术紧密结合，可被广泛地运用于砷污染环境的修复中。附图说明图1为本专利技术的对挥发态砷的富集装置实施例结构示意图；图2为对微生物培养10天后采用本专利技术的富集装置对该微生物作用下产生的挥发性砷的富集量示意图。具体实施例方式以下结合附图和优选实施例对本专利技术的技术方案进行详细地阐述。应该理解，以下列举的实施例仅用于解释本专利技术，而不构成对本专利技术技术方案的限制。本专利技术对挥发态砷的富集装置的工作原理，主要是利用硝酸银作为挥发态砷的吸附剂，这种吸附剂被固定于带有微型小孔(简称微孔)的聚丙烯酰胺凝胶中，该凝胶层厚度为0.3-0.42cm。挥发态的砷化物遇到硝酸银后，可迅速生成暗红色砷酸银沉淀。具体的化学反应方程式为:3Ag>As043_ = Ag3AsO4。本专利技术对挥发态砷的富集装置实施例的结构如图1所示，包括:一个上截面具有网状窗口的柱形壳D和盖在该柱形壳D下截面上的壳盖C,在柱形壳D内靠近网状窗口 一侧从上到下依次放置有带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块A和带有微孔且固定硝酸银(AgNO3)的聚丙烯酰胺凝胶块B。在上述装置实施例中，柱形壳D为圆柱形壳D (也可为矩柱形壳)，壳盖C为圆形壳盖，带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块A和带有微孔且固定AgNO3的聚丙烯酰胺凝胶块B均为圆块(亦可为矩形块)。在上述装置实施例中，带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶圆块A和带有微孔且固定AgNO3的聚丙烯酰胺凝胶圆块B的直径均为2.8-3.5cm,圆块A及圆块B的厚度为0.3-0.42cm。请参照图1，本专利技术对挥发态砷的富集装置的安装方法包括如下步骤:在超净环境下，首先将聚丙烯酰胺凝胶液冷凝后形成聚丙烯酰胺凝胶块，并在该凝胶块上打200-220个均匀分布的微孔；取其中一个带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块A于80-130ppm的AgNO3溶液中固定15-25分钟，于阴凉处晾干，形成固定AgNO3的带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块B ；将带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块A放置于一柱形壳D内靠近该柱形壳D的上端所具有的网状窗口一侧，在该凝胶块A的下方放置带有微孔的且固定AgNO3的聚丙烯酰胺凝胶块B,然后将一壳盖C盖在该柱形壳D的下端。在上述本专利技术的富集装置的安装中，柱形壳D为圆柱形壳(或矩柱形壳)，壳盖C为圆形壳盖，带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块A为圆块(或矩形块)，带有微孔的且固定AgNO3的聚丙烯酰胺凝胶块B相应为圆块(或矩形块)；在具有网状窗口的壳D内放置未固定AgNO3的聚丙烯酰胺凝胶圆块A，主要是为了防止固定AgNO3的聚丙烯酰胺凝胶圆块B上的AgNO3 的见光分解:2AgN03 = 2Ag+2N02+02。带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶圆块A和带有微孔的且固定AgNO3的聚丙烯酰胺凝胶圆块B的直径为2.8-3.5cm，两个凝胶块厚度为0.3-0.42cm。聚丙烯酰胺凝胶圆块中的微孔及具有网状窗口的壳D或具有网状窗口的盖C中的网层，主要是有助于空气的流动。特别是将该富集装置于摇床上旋转培养时，随着微生物培养液等的转动，会带动瓶内空气与瓶外空气的流通，进而将挥发出的含砷气化物向外散出，最终于固定AgNO3的聚丙烯酰胺凝胶上被吸附、沉淀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对挥发态砷的富集装置，其特征在于，包括：一个上截面具有网状窗口的柱形壳和盖在所述柱形壳下截面上的壳盖，在所述柱形壳内靠近所述网状窗口一侧从上到下依次放置有带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块和带有微孔且固定硝酸银的聚丙烯酰胺凝胶块。

【技术特征摘要】
1.一种对挥发态砷的富集装置，其特征在于，包括:一个上截面具有网状窗口的柱形壳和盖在所述柱形壳下截面上的壳盖，在所述柱形壳内靠近所述网状窗口一侧从上到下依次放置有带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块和带有微孔且固定硝酸银的聚丙烯酰胺凝胶块。2.按照权利要求1所述的富集装置，其特征在于，所述柱形壳为圆柱形壳，所述壳盖为圆形壳盖，所述带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶块为带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶圆块，所述带有微孔且固定硝酸银的聚丙烯酰胺凝胶块为带有微孔且固定硝酸银的聚丙烯酰胺凝胶圆块。3.按照权利要求2所述的富集装置，其特征在于，所述带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶圆块和所述带有微孔且固定硝酸盐的聚丙烯酰胺凝胶圆块的直径均为2.8-3.5cm，所述带有微孔的聚丙烯酰胺凝胶圆块和所述带有微孔且固定硝酸盐的聚丙烯酰胺凝胶圆块的厚度为 0.3-0.42cm。4.一种如权利要求1所述的富集装置的安装方法，包括如下步骤: 在超净环境下，首先将聚丙烯酰胺凝胶液冷凝后形成聚丙烯酰胺凝胶块后，在所述凝胶块上打200-220个均匀分布的微孔，形成带有微孔的聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏世鸣，曾希柏，李莲芳，白玲玉，王亚男，段然，吴翠霞，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11