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品牌分类
德国SubCtech公司 走航式微塑料自动采样器
德国SubCtech公司 走航式微塑料自动采样器
类别: 微塑料采样器
型号: Microplastic Sampler
关键字: 微塑料采样器,走航采样,微塑料监测,表层水采样,海洋微塑料
供应商: 青岛水德科技有限公司
产品简介:

微塑料采样器是一套用于走航系统的自动采样装置,为获取高质量科研数据而开发。以往的方法依赖拖曳大型网具、且需要训练有素的船员操作;本系统自主运行,不依赖平静海况,即便在竞赛帆船上以高航速航行、在各种海况下也能作业,且人力需求极低。

详细介绍

德国SubCtech公司——微塑料采样器

走航式微塑料自动采样器

Microplastic Sampler

产品定位

竞赛帆船验证过的轻量采样器——高航速、全海况、即时分粒径。

图1 走航式微塑料自动采样器(Microplastic Sampler)

设备特点

● 紧凑轻量,功耗低,可装于小型至大型船舶;

● 支持高航速采样,不限平静海况;

● 全天候作业,风浪条件下同样可用;

● 人力需求低,每天约 5~10 分钟即可完成维护;

● 即时粒径分级(如 300 / 100 / 30 μm 三级滤膜);

● 蠕动泵与流量计置于滤膜下游,从源头避免泵体带来的塑料污染;

● 外置 GPS 天线提供位置与精确时间戳;

● 数据内部记录,可实时经串口以 NMEA-0183 格式输出,亦可事后 USB 下载。

设备介绍

微塑料采样器是一套用于走航系统的自动采样装置,为获取高质量科研数据而开发。以往的方法依赖拖曳大型网具、且需要训练有素的船员操作;本系统自主运行,不依赖平静海况,即便在竞赛帆船上以高航速航行、在各种海况下也能作业,且人力需求极低。

工作原理:采样水从设定的进水口经管路进入仪器,先通过前置粗滤(strainer),再流经滤膜单元。滤膜单元(卡匣)由三片具有确定网目的滤膜组成,实现即时的粒径分级(例如 300–100–30 μm)。为避免可能的污染,水样泵布置在滤膜卡匣的下游。流量计测量过滤水量,两只压力传感器可检测滤膜堵塞。外置 GPS 天线提供位置与精确时间戳,所有数据在内部记录;数据可经串口以 NMEA-0183 格式实时输出,也可事后经 USB 下载。

样品按粒径分级后,可方便地与实验室分析方法对接。系统既可独立运行,也可与 OceanPack™ 走航系统(FerryBox)组合使用。整套方法已在 2017/2018 赛季环球帆船赛(The Ocean Race)期间经过实测检验,并采集到具有独特价值的科研数据。

核心技术亮点

技术做法给客户带来的价值
轻量紧凑、功耗低,可装于小艇机会船门槛低,普通帆船、渡轮、科考船都能加装
高航速采样 + 全天候作业不必为采样而减速,也不受海况限制,机会船观测不再“挑天气”
三级滤膜即时分粒径(如 300/100/30 μm)一次通过即完成粒径分级,补上网采(>300 μm)与过滤法之间的观测空档
泵与流量计置于滤膜下游从源头避免泵体产生的塑料污染,降低假阳性风险
GPS 时间戳 + NMEA-0183 实时输出浓度计算有据可依,数据可与其他船载观测同步
每日 5~10 分钟维护量航次中船员负担极小,适合长期连续观测

技术参数

采样原理进水 → 粗滤(strainer)→ 滤膜卡匣(多级)→ 下游泵 → 流量计
粒径分级即时分级,例如 300 / 100 / 30 μm(三级滤膜卡匣,直径 47 mm)
防污染设计蠕动泵与流量计置于滤膜下游;上游采用 PTFE / PVDF 管路
堵塞检测两只压力传感器检测滤膜堵塞
流量测量流量计测量过滤水量(如初始流量约 1.5 L/min)
定位与时间外置 GPS 天线提供位置与精确时间戳
数据记录内部记录;实时串口输出 NMEA-0183;事后 USB 下载
安装形式独立运行,或与 OceanPack™ 走航系统(FerryBox)联用
人力需求约 5~10 分钟 / 天
实测验证2017/2018 赛季环球帆船赛(The Ocean Race)期间完成海上实测

系统组成与选配

标配

● 微塑料采样器主机(含滤膜卡匣与两级压力检测)

● 外置 GPS 天线

● 内部数据记录与串口 / USB 输出

选配

● 不同网目的滤膜卡匣

● 与 OceanPack™ 走航系统联用的接口与安装件

● 浮游生物多功能采样器(更大采样体系)

应用领域

● 大洋与近海表层微塑料丰度与粒径分布调查;

● “机会船”观测(竞赛帆船、渡轮、商船、旅游船)的微塑料普查;

● 与走航碳参数联测,支撑微塑料与碳循环的联合研究;

● 养殖区、河口与城市排放源周边的微塑料监测。

应用案例

案例1|The Ocean Race 2017/18 环球微塑料普查

GEOMAR 亥姆霍兹海洋研究中心利用两艘参赛帆船作为“机会船”,在环球航程中采集 96 个微塑料样品,首次给出覆盖 100–500 μm 粒级、遍及三大洋混合层的近同步微塑料分布图。船舶取水过滤装置由三只定制不锈钢滤器组成(网目 30、100、500 μm);OceanPack™ RACE 系统连续记录位置、水温、盐度、叶绿素 a 与 pCO2,其位置与流量信息直接支撑样品体积与浓度的准确计算。

图2 跨大西洋走航微塑料与微纤维快照(图片来源:The Ocean Race 微塑料普查项目)

来源:Tanhua et al., 2020, PLOS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0243203

案例2|德国 ALKOR 号 AL635 航次(西波罗的海 PlastTrackBalt)

2025 年 6 月 30 日—7 月 11 日,R/V ALKOR 在西波罗的海完成 14 个站位的航次,除常规网采与泵采外,额外试验了 SubCtech 微塑料采样器,覆盖粒径区间从大于 300 μm 到低至 30 μm,共挑出、编目 217 个候选颗粒。官方航次报告在观测方案中直接点名该采样器。

图3 ALKOR 号 AL635 航次表层拖网(Neuston)微塑料采样示意(图片来源:该航次报告)

来源:ALKOR-Berichte, AL635(Engel et al., 2025)官方航次报告

产品图集

图4 微塑料采样器

图5 微塑料采样原理

操作手册下载(中文版 PDF)

《德国SubCtech公司走航式微塑料自动采样器操作手册(中文版)》 · 资料编号 SD-OM-SCT-SM-MPLA · V1.0