CN111707491B - 一种地下水中生物膜采样装置及取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地下水中生物膜采样装置，属于地下水科学领域，包括套筒、取样载片固定器以及限位件，套筒内部设有腔体，套筒两端分别设有用于与腔体连通的连通孔；取样载片固定器设置于腔体内，取样载片固定器两端分别通过连通孔伸出套筒外，取样载片固定器一端设有取样载片，另一端设有牵拉件；限位件设置于套筒上，用于取样载片固定器移动到特定位置后阻止取样载片固定器继续移动。本发明提供的一种地下水中生物膜采样装置，该水中生物膜采样装置下降到井中的取样深度后，使取样载片和井壁接触，当提升该装置时，取样载片固定器上升，使得套筒包住取样载片，避免取样载片上的生物膜受到污染。本发明还提供了一种水中生物膜取样方法。

Description

一种地下水中生物膜采样装置及取样方法

技术领域

本发明属于地下水科学与工程领域，更具体地说，是涉及一种地下水中生物膜采样装置及取样方法。

背景技术

地下水资源广泛分布，水质良好，是理想的饮用水源，也是工业和农业的重要供水水源。在我国北方大部分地区，地下水已经作为人类重要的供水资源。随着社会发展，人类的开发使地下水资源受到污染且污染日益严重，所以地下水的检测和采样对于防治地下水污染十分必要。地下水采集的样品质量高低会直接影响地下水检测的准确性。

地下水井中微生物在反映水体污染方面比较敏感，利用生物检测手段来评价地下水环境质量可行。地下水环境中，微生物可能会以生物膜的形式聚集在井壁上，如果生物膜过多会堵塞过滤器，且会和井里的矿物质及井壁材质发生反应，从而降低井的出水效率影响出水水质。为了分析生物膜中的生物数量及生物种类，探究生物在井中参与的复杂生物化学作用，通常采用生物膜采样器进行取样分析。

然而由于地下水井的不同类型，不同的井孔径和深度有较大差异，地下水井中的生物膜样品采集困难。传统的地下水井中采样通常采用刮取的方式，操作困难，采集的样品的深度有限，在下放和取出过程中都不方便，而且在采集过程中生物可能会受到其他层位的污染。针对上述问题，急需设计一种适用地下水井不同深度生物膜取样装置，能够方便的采集的生物膜样品，且避免产生干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下水中生物膜采样装置及取样方法，旨在解决现有的地下水井中的生物膜取样困难、取样过程中容易被污染的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种地下水中生物膜采样装置，包括：

套筒，内部设有腔体，所述套筒两端分别设有用于与所述腔体连通的连通孔；

取样载片固定器，设置于所述腔体内，所述取样载片固定器两端分别通过连通孔伸出所述套筒外，所述取样载片固定器一端设有取样载片，另一端设有牵拉件；以及限位件，设置于所述套筒上，用于所述取样载片固定器移动到特定位置后阻止所述取样载片固定器继续移动。

作为本申请另一实施例，所述套筒上设有用于增大该水中生物膜采样装置浮力的漂浮件。

作为本申请另一实施例，所述套筒形状为弧形；所述取样载片固定器形状为弧形。

作为本申请另一实施例，所述取样载片固定器及所属套筒上设有贯穿孔；所述限位件同时穿过所述空腔与所述贯穿孔。

作为本申请另一实施例，所述取样载片固定器一端设有用于与所述取样载片可拆卸连接的卡槽。

作为本申请另一实施例，所述取样载片固定器设有所述卡槽的一端连接有加重件。

作为本申请另一实施例，所述加重件为铅坠；所述牵拉件为拉线。

作为本申请另一实施例，所述限位件包括：

螺栓，与所述套筒连接，且同时穿过所述空腔与所述贯穿孔；以及

螺帽，与所述螺栓连接。

作为本申请另一实施例，所述取样载片的材质可根据需要更换。

本发明还提供一种水中生物膜取样方法，包括：

步骤一、每次取样前先检查生物膜采样装置的状态，并提前进行灭菌；

步骤二、将提前灭菌完成的生物膜采样装置下放到取样井的目标深度；

步骤三、固定好生物膜采样装置的牵拉件，过10-15天后上提生物膜采样装置；

步骤四、取下生物膜采样装置中的取样载片进行洗脱分析。

本发明提供的一种地下水中生物膜采样装置及取样方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种地下水中生物膜采样装置，该水井生物膜取样装置中的取样载片固定器可以沿着套筒上下移动，该水中生物膜采样装置下降到井中的取样深度后，套筒由于浮力上浮，露出取样载片，使取样载片和井壁接触，当提升该水中生物膜采样装置时，取样载片固定器上升，使得套筒包住取样载片，避免取样载片上的生物膜受到污染。该水井生物膜取样装置还具有携带方便，结构简单，造价低廉，可以根据需要采集不同深度井的生物膜样品的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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为本发明实施例提供的一种地下水中生物膜采样装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所采用的取样载片固定器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种地下水中生物膜采样装置的主视结构示意图；

图4为图3所示的一种地下水中生物膜采样装置的侧视结构示意图；

图5为图3所示的一种地下水中生物膜采样装置的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种地下水中生物膜采样方法的流程框图。

图中：1、加重件；2、取样载片固定器；21、取样载片；22、贯穿孔；23、卡槽；3、套筒；31、漂浮件；4、牵拉件；5、限位件；51、螺栓；52、螺帽。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的一种地下水中生物膜采样装置进行说明。所述一种地下水中生物膜采样装置，包括套筒3、取样载片固定器2以及限位件5，套筒3内部设有腔体，套筒3两端分别设有用于与腔体连通的连通孔；取样载片固定器2设置于腔体内，取样载片固定器2两端分别通过连通孔伸出套筒3外，取样载片固定器2一端设有取样载片21，另一端设有牵拉件4；限位件5设置于套筒3上，用于取样载片固定器2移动到特定位置后阻止取样载片固定器2继续移动。

使用时先检查该水中生物膜采样装置各部件是否能正常使用，然后将取样载片21固定在取样载片固定器2上，然后固定好牵拉件4，并将该生物膜取样装置下降到取样井中的目标深度，此时套筒3会由于浮力上升，使取样载片21和井壁接触；当通过牵拉件4上提该水中生物膜采样装置时，取样载片固定器2产生移动，套筒3会包裹住取样载片21，避免在该水中生物膜采样装置上升过程中污染富集在取样载片21上的生物膜。

本发明提供的一种地下水中生物膜采样装置，与现有技术相比，该水井生物膜取样装置中的取样载片固定器2可以沿着套筒3上下移动，该水中生物膜采样装置下降到井中的取样深度后，套筒3由于浮力上浮，露出取样载片21，使取样载片21和井壁接触，当提升该水中生物膜采样装置时，取样载片固定器2上升，使得套筒3包住取样载片21，避免取样载片21上的生物膜受到污染。该水井生物膜取样装置还具有携带方便，结构简单，造价低廉，可以根据需要采集不同深度井的生物膜样品的特点。

需要说明的是，可以根据实际需要在同一个采样井的不同深度布设多个该水中生物膜采样装置。该地下水中生物膜采样装置也可以用于油气井等其他类型的井管壁环境的生物膜研究。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图5，所述取样载片固定器2上设有贯穿孔22；限位件5同时穿过套筒3的腔体与贯穿孔22。通过牵拉件4使取样载片固定器2沿着腔体向上或向下移动，取样载片固定器2的移动带动贯穿孔22的移动，贯穿孔22移动到一定位置时，贯穿孔22的上边缘会与限位件5接触，此时取样载片固定器2再移动时会同时带动套筒3同时移动。贯穿孔22与限位件5的配合限定了取样载片固定器2只能在设定的范围内上下自由移动。

在本实施例中，所述限位件5包括螺栓51以及螺帽52，螺栓51与套筒3连接，且同时穿过腔体与贯穿孔22；螺帽52与螺栓51连接。具体的是，螺栓51穿透套筒3和贯穿孔22，且螺栓51的两端分别与螺帽52连接，方便取样载片固定器2与套筒3的分离。限位件5设有两组，一组用于提升该水中生物膜采样装置时，限定取样载片固定器2受力独自移动的距离；另一组用于放下该该水中生物膜采样装置时，取样载片固定器2设有取样载片21的一端露出套筒3。

在本实施例中，取样载片固定器2通过螺栓51与螺帽52与套筒3连接。

在本实施例中，限位件5也可以为电动推杆，电动推杆固定在套筒3上，电动推杆的推动端在腔体内进行运动，当电动推杆的推动端挤压取样载片固定器2时，取样载片固定器2不再单独移动。需要说明的是，此时推动端与取样载片固定器2之间的摩擦力大于取样载片固定器2受到的其他外力。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图5，取样载片固定器2一端设有用于与取样载片21可拆卸连接的卡槽23。卡槽23的设置使取样载片21方便装卸，可以根据研究需要更换取样载片21的材质，有利于后期洗脱生物膜及清理该水中生物膜采样装置，进行二次采样。

在本实施例中，卡槽23为插入式卡槽，取样载片21固定在插入式卡槽23里，插入式卡槽结构简单，使取样载片21的安装和拆卸更方便。

在本实施例中，取样载片21的材质与取样井井壁的管段材质一致，可以避免外部因素对于井内原始生物环境的影响。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图5，取样载片固定器2设有卡槽23的一端连接有加重件1。加重件1的设置使得套筒3与取样载片固定器2在水中保持竖直状态。

在本实施例中，加重件1为铅坠，牵拉件4为拉线。具体的是，拉线为耐腐蚀的软线。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图5，套筒3上设有用于增大该水中生物膜采样装置浮力的漂浮件31。

在本实施例中，漂浮件31为半圆形的泡沫板，泡沫板固定于套筒3的中部。

在本实施例中，漂浮件31的结构和形状不唯一，如充气袋、浮球等轻型材料构成的结构，只要能实现增大该水中生物膜采样装置浮力的功能即可。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图5，所述套筒3形状为弧形；取样载片固定器2形状为弧形。取样载片固定器2可以上下滑动，在下降到井中取样深度时，取样载片21能够和井壁达到较大的接触面积。

本发明还提供一种水中生物膜取样方法，请一并参阅图1至图6，包括以下步骤：

S1、每次取样前先检查生物膜采样装置的状态，并提前进行灭菌；

S2、将提前灭菌完成的生物膜采样装置下放到取样井的目标深度；

S3、固定好生物膜采样装置的牵拉件4，过10-15天后上提生物膜采样装置；

S4、取下生物膜采样装置中的取样载片21进行洗脱分析。

示例性的，本实施例为利用上文所述的一种地下水中生物膜采样装置取样野外观测井内深度50米的水井壁内的生物膜样品，包括以下的步骤：

每次取井管壁生物膜样品之前，首先拧松两个螺帽52取下螺栓51，换上新的取样载片21，然后拧紧螺帽52将取样载片固定器2连接在套筒3上。

将提前灭菌完成的水中生物膜采样装置下放到取样井的目标深度。

固定好水中生物膜采样装置的牵拉件4，过十天到十五天后上提水中生物膜采样装置。

取下取样载片21进行洗脱分析，得到富集了生物膜的取样载片21。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地下水中生物膜采样装置，其特征在于，包括：

套筒（3），内部设有腔体，所述套筒（3）两端分别设有用于与所述腔体连通的连通孔；

取样载片固定器（2），设置于所述腔体内，所述取样载片固定器（2）两端分别通过连通孔伸出所述套筒（3）外，所述取样载片固定器（2）一端设有取样载片（21），另一端设有牵拉件（4）；以及

限位件（5），设置于所述套筒（3）上，用于所述取样载片固定器（2）移动到特定位置后阻止所述取样载片固定器（2）继续移动；

所述取样载片固定器（2）上设有贯穿孔（22）；所述限位件（5）同时穿过所述腔体与所述贯穿孔（22）；

所述限位件（5）包括：

螺栓（51），与所述套筒（3）连接，且同时穿过所述腔体与所述贯穿孔（22）；以及

螺帽（52），与所述螺栓（51）连接。

2.如权利要求1所述的一种地下水中生物膜采样装置，其特征在于：所述套筒（3）上设有用于增大该水中生物膜采样装置浮力的漂浮件（31）。

3.如权利要求1-2任一项所述的一种地下水中生物膜采样装置，其特征在于：所述套筒（3）形状为弧形；所述取样载片固定器（2）形状为弧形。

4.如权利要求1所述的一种地下水中生物膜采样装置，其特征在于：所述取样载片固定器（2）一端设有用于与所述取样载片（21）可拆卸连接的卡槽（23）。

5.如权利要求4所述的一种地下水中生物膜采样装置，其特征在于：所述取样载片固定器（2）设有所述卡槽（23）的一端连接有加重件（1）。

6.如权利要求5所述的一种地下水中生物膜采样装置，其特征在于：所述加重件（1）为铅坠；所述牵拉件（4）为拉线。

7.如权利要求1所述的一种地下水中生物膜采样装置，其特征在于：所述取样载片（21）的材质可根据需要更换。

8.一种水中生物膜取样方法，其特征在于，包括：

步骤一、每次取样前先检查生物膜采样装置的状态，并提前进行灭菌；

步骤二、将提前灭菌完成的生物膜采样装置下放到取样井的目标深度；

步骤三、固定好生物膜采样装置的牵拉件（4），过10-15天后上提生物膜采样装置；

步骤四、取下生物膜采样装置中的取样载片（21）进行洗脱分析。

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