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本发明提供一种海洋微塑料高效分离装置,包括:电热恒温鼓风干燥箱,集热型磁力搅拌器、电子天平、数控超声波清洗器、体式显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、显微镜系统及超纯水处理系统,超纯水处理系统用于冲洗经过过滤的滤器及过滤膜上的盐,微塑料置于数控超声波清洗器内,电热恒温鼓风干燥箱与集热型磁力搅拌器连接,用于微塑料浮选液的浓缩,分离后的溶液和微塑料经过傅里叶变换红外光谱仪、固体电子天平、体式显微镜及显微镜系统的分析形成微塑料回收率数据。相应的分离方法包括:对沉积物中的微塑料基于氯化钠、氯化锌进行连续浮选法提取,海水中的微塑料通过筛绢快速浓缩、拖网浓缩和取水器采集,并进行碱消解,采用浮选法提取。