CN111903626A - 一种底栖生物采样装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种底栖生物采样装置，包括定量部和收集部，所述定量部中设置底泥搅动装置，所述定量部包括立方体形的主体、气泵和气管，所述主体前后通透，所述收集部与所述主体的后面连通，所述主体所述主体的两个侧面设置有挡板，底部为具有已知面积的开口，所述气泵设置在所述主体上，所述气管的一端与所述气泵连通，另一端设置在所述主体的底部；还涉及使用上述装置采样的方法。通过以上装置和方法，使用者将底栖生物采样装置放入水体中，开启气泵即可搅动底质，无需人工搅动，并且对底质的搅动比人工搅动更均匀。

Description

一种底栖生物采样装置及方法

技术领域

本发明涉及水环境监测领域，更特别的，涉及一种底栖生物采样装置。

背景技术

在湖泊、河流等自然水体的环境监测中，底栖生物是反应水质变化的重要监测指标之一。底栖生物是水生态系统的重要组成部分，在湖泊、河流等生态系统中起着重要作用。作为分解者，底栖生物可以促进水底有机物碎屑分解与代谢，加快生态系统中的物质能量流动。如果水体中缺少底栖生物，容易造成细菌和藻类的滋生，形成黑臭水或水华污染性水体等。此外，一些底栖生物的生长繁殖对一些污染物或营养物质十分敏感。因此，底栖生物成为理想的天然检测者，可用于评价水质和监测污染，反应水体的质量状况。

索伯(surber)网是一种常用底栖生物采样装置。如图1所示，常用的索伯网比较简单，分为两个部分，定量框和连接在定量框后方的采集网。采样时，将定量框朝向水流上游，在定量框划定的范围内进行搅动，利用水流作用将底栖生物收集于收集网的网兜内。索伯网适用于泥沙、砾石、卵石等底质的水体。但是，该装置需要人工搅动底泥，并且对于一些具有石块的底质，需要对石块进行刷洗，以获取附着在石块上的底栖生物。这个过程费时费力，因此，需要一种新的采集底栖生物的采样装置。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种底栖生物采样装置，包括定量部和收集部，所述定量部中设置底泥搅动装置。

在一个具体实施方案中，所述定量部包括立方体形的主体、气泵和气管，所述主体前后通透，所述收集部与所述主体的后面连通，所述主体所述主体的两个侧面设置有挡板，底部为具有已知面积的开口，所述气泵设置在所述主体上，所述气管的一端与所述气泵连通，另一端设置在所述主体的底部。

通过以上装置，使用者将底栖生物采样装置放入水体中，开启气泵即可搅动底质，无需人工搅动，并且对底质的搅动比人工搅动更均匀。

在一个具体实施方案中，所述主体顶部设置有支持部，所述气泵设置在所述支持部上。

在一个具体实施方案中，底栖生物采样装置包括多根所述气管，所述气管的大部分设置在所述主体侧面的挡板上，底部的开口朝向垂直挡板。

在一个优选实施方案中，所述底栖生物采样装置还包括电机、连接杆、出气管、冲刷盘、刷毛和T形连接管，所述T形连接管与所述气管连通；

所述电机设置在所述主体上，所述刷毛设置在所述冲刷盘的底面下，所述出气管与所述冲刷盘连接并穿过所述冲刷盘，并在所述冲刷盘底面下方的部分设置有出气孔；

所述电机通过连接杆与所述出气管的顶端固定连接，将所述T形连接管卡在所述连接杆的底端与所述出气管的顶端之间，且所述T形连接管与所述出气管连通。

以上改进使改进使底栖生物采样装置适用范围更广，既可用于柔软的底质，也可用于较硬的底质，例如存在较大鹅卵石或石块的底质。刷毛不仅能够搅动较软的底质，而且可对较硬的底质进行刮取，因此对底质和水体的搅动更加充分，使得采样更加完全。

在一个具体实施方案中，所述出气管为中空T形管，上部为垂直段，下部为水平段，所述水平段与所述冲刷盘的出气管连接，所述垂直段穿过冲刷盘，顶端处于所述冲刷盘的上方。出气管的水平段设置多个出气孔，随着电机带动出气管旋转，出气孔可覆盖整个采样区的所有区域或绝大部分区域。

在一个优选实施方案中，所述定量部主体的底面开口为圆形，所述冲刷盘的大小于所述定量部主体的底面开口相配合，使刷毛覆盖整个底面，出气管水平段的长度与冲刷盘的直径相同，并且出气管水平段沿长度方向设置多个出气孔，使得旋转过程中出气孔可覆盖整个采样区。

在一个优选实施方案中，所述出气管水平段的底部位置高于所述刷毛的底部。该设置防止出气管水平段在取样过程中被磨损。

在一个具体实施方案中，所述连接杆的顶端与所述电机连接，底端伸出小直径连接段，所述小直径连接段穿过所述连接T形管，末端与所述出气管的顶端连接。

优选地，所述出气管顶端的管口内设置有直径小于所述出气管内径的连接组件，所述连接杆的小直径连接段的末端与所述连接组件连接。通过上述设置，可实现将所述T形连接管卡在所述连接杆的底端与所述出气管的顶端之间，且所述T形连接管与所述出气管连通的设置。

在一个具体实施方案中，所述小直径连接段与所述连接组件通过螺纹或卡扣连接。

本发明还提供利了使用上述底栖生物采样装置进行对流动水体中的底栖生物进行采样的方法。

附图说明

图1为现有技术中的索伯网示意图；

图2为本发明第一实施例的示意图；

图3为本发明第一实施例的定量部的示意图；

图4为本发明第二实施例的定量部的示意图；

图5为本发明第二实施例中气泵、电机、出气管和刷盘的意图；

图6为本发明第二实施例中连接杆、T形连接管和出气管的示意图；

图7为冲刷盘的底面视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、定量部，11、主体，12、气泵，13、气管，14、电机，15、连接杆，151、小直径连接段，16、出气管，161、垂直段，1611、连接组件，162、水平段，1621、连接部，1622、出气孔，17、冲刷盘，171、刷毛区，172、出气管连接区；173、通孔，18、刷毛，19、T形连接管，2、收集部，21、收集罐，22、透水网。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本发明的第一实施例的底栖生物采样装置如图2和3所示，包括定量部1和收集部2，所述定量部1中设置底泥扰动装置，所述定量部包括立方体形的主体11、气泵12和多根气管13，所述主体11前后通透，后面与所述收集部2连通，所述主体11所述主体11的两个侧面设置有挡板，底部为具有已知面积的开口，主体11顶部设置有支持部14，所述气泵12设置支持部14上，所述气管13的一端与所述气泵12连通，另一端设置在所述主体11的底部。所述气管13的大部分设置在所述主体11侧面的挡板上，底部的开口朝向垂直挡板。

收集部2包括透水网22和收集罐21，透水网22两端开口，一端与定量部主体11的后面连通，另一端与收集罐21可拆卸连接。优选地，透水网21与收集罐22连接的开口较小。

使用时，将主体11的底面放置在采样位置，并且前面朝着来水方向，然后开启气泵12，气管13的出气口喷出气泡扰动底泥，使底栖生物随着底泥散布在水中，并随着水流进入收集罐22。收集完成后，卸下收集罐22，换上新的收集罐，用于下一个采样点的采样。

实施例2

我们在第一实施例的设计理念的基础上，对搅动装置进行了改进，得到第二实施例。本发明的第二实施例如图4-7所示。在本实施例中，收集部2和定量部的主体11与上面的实施例相似。不同之处在于，本实施例设置了适用于更多底质，并且能更充分搅动底质的冲刷组件。

所述冲刷组件包括气泵12、气管13、电机14、出气管16、冲刷盘17和刷毛18。气泵12与气管13连接，气管13通过T形连接管19与出气管16连通，电机14通过连接杆15与出气管16连接，出气管16为中空T形管，上部为垂直段161，下部为水平段162。冲刷盘17的底面上设置有刷毛连接区171和出气管连接区172。刷毛连接区171设置有刷毛18，出气管16的水平段162与冲刷盘17的出气管连接区172连接，垂直段161穿过冲刷盘17上的通孔173到达冲刷盘17的上方，顶部与T形连接管19连通，并与连接杆15连接。出气管16的水平段162上设置有气孔1622。出气管16的底部高于刷毛。T形连接管19上下管口相对，朝向竖直方向，中管口朝向水平方向。

使用时，将主体11的底面放置在采样位置，并且前面朝着来水方向，然后开启气泵12和电机14，电机14通过连接杆15带动出气管16旋转，出气管16带动冲刷盘17旋转，从而使得冲刷盘17上的刷毛与底质摩擦，刷下底质上的粘附物。气泵12通过气管13向出气管16泵送空气，空气从出气管16水平段162上的气孔出来，扰动底质和水体。使底栖生物随着底泥散布在水中，并随着水流进入收集罐22。收集完成后，卸下收集罐22，换上新的收集罐，用于下一个采样点的采样。

本实施例的装置适用范围更广，既可用于柔软的底质，也可用于较硬的底质，例如存在较大鹅卵石或石块的底质。并且，使用本实施例的装置还可更充分地搅动底质和水体，使得采样更加完全。

为了更清楚地说明本实施例，我们在下文中进一步细化了部件结构和连接特征，这些仅仅处于举例说明的目的，不应限制本发明的保护范围。

在一个具体实施方案中，为了让气管13、T形连接管19、连接杆15和出气管16形成有效连接，我们进行了以下设置。T形连接管19的管径和出气管16的管径相同，连接杆15上端与电机14连接，下端的直径大于或等于T形连接管19的管径，可堵住T形连接管19的顶部并形成气密性连接。连接杆15的下端伸出直径小于T形连接管19的小直径连接段151，出气管16的垂直段161的顶部管口内设置有连接组件1611，连接组件1611的外径小于出气管16的内径。小直径连接段151穿过T形连接管19的上下管口，深入出气管16的垂直段161中，与连接组件1611连接。从而形成气管13与出气管16连通的同时，电机带动出气管16转动而气管13静止不动的结构。T形连接管19的顶端与连接杆15的底端的连接处，以及T形连接管19的底端与出气管16的顶端的连接处，可设置一些润滑和气密性保护的结构和设置，这些结构和设置在相关领域中存在，因此在本发明中不赘述。

具体地，可将小直径连接段151设置成具有外螺纹，连接组件1611为内径与连接杆15的小直径连接段151直径相同并且具有与151的外螺纹相配合的内螺纹的螺纹管，该螺纹管可焊接或通过其他方式固定连接在出气管16的顶部管口内。

在一个优选实施方案中，出气管16的水平段的顶部设置连接部1621与冲刷盘17底面上的出气管连接区172连接。例如，可设置成卡扣连接，或者螺栓螺母连接。优选地，出气管连接区172向上凹陷，出气管16水平段的顶部与出气管连接区172的凹陷部分配合，一方面可以使出气管16在旋转过程中防止与冲刷盘17之间的相对滑动，另一方面可以稍微提高出气管16的位置防止出气管触及较硬的底质而磨损。

在一个优选实施方案中，出气管16的水平段162上设置的出气孔包括垂直冲刷盘17朝下的，以及平行冲刷盘17的。垂直向的出气孔更有利于搅动底质，而平行向的气孔有利于将刷毛18上沾的底质冲洗下来，使得样品不会粘附在刷毛18上而能够尽量进入采集管22中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种底栖生物采样装置，包括定量部(1)和收集部(2)，其特征在于，所述定量部(1)中设置底泥搅动装置。

2.根据权利要求1所述的底栖生物采样装置，其特征在于，所述定量部包括立方体形的主体(11)、气泵(12)和气管(13)，所述主体(11)前后通透，所述收集部(2)与所述主体(11)的后面连通，所述主体(11)所述主体(11)的两个侧面设置有挡板，底部为具有已知面积的开口，所述气泵(12)设置在所述主体(11)上，所述气管(13)的一端与所述气泵(12)连通，另一端设置在所述主体(11)的底部。

3.根据权利要求2所述的底栖生物采样装置，其特征在于，所述主体(11)顶部设置有支持部，所述气泵(12)设置在所述支持部上。

4.根据权利要求3所述的底栖生物采样装置，其特征在于，包括多根所述气管(13)，所述气管(13)的大部分设置在所述主体(11)侧面的挡板上，底部的开口朝向垂直挡板。

5.根据权利要求2所述的底栖生物采集装置，其特征在于，还包括电机(14)、连接杆(15)、出气管(16)、冲刷盘(17)、刷毛(18)和T形连接管(19)，所述T形连接管(19)与所述气管(13)连通；

所述电机(14)设置在所述主体(11)上，所述刷毛(18)设置在所述冲刷盘(17)的底面下，所述出气管(16)与所述冲刷盘(17)连接并穿过所述冲刷盘(17)，并在所述冲刷盘(17)底面下方的部分设置有出气孔(1622)；

所述电机(14)通过连接杆(15)与所述出气管(16)的顶端固定连接，将所述T形连接管(19)卡在所述连接杆(15)的底端与所述出气管(16)的顶端之间，且所述T形连接管(19)与所述出气管(16)连通。

6.根据权利要求5所述的底栖生物采集装置，其特征在于，所述出气管(16)为中空T形管，上部为垂直段(161)，下部为水平段(162)，所述水平段(162)与所述冲刷盘(17)的出气管连接，所述垂直段(161)穿过冲刷盘(17)，顶端处于所述冲刷盘(17)的上方。

7.根据权利要求5所述的底栖生物采集装置，其特征在于，所述出气管(16)的底部位置高于所述刷毛(18)的底部。

8.根据权利要求5所述的底栖生物采集装置，其特征在于，所述连接杆(15)的顶端与所述电机(14)连接，底端伸出小直径连接段(151)，所述小直径连接段(151)穿过所述连接T形管(19)，末端与所述出气管(16)的顶端连接。

9.根据权利要求8所述的底栖生物采集装置，其特征在于，所述出气管(16)顶端的管口内设置有直径小于所述出气管(16)内径的连接组件(1611)，所述连接杆(15)的小直径连接段(151)的末端与所述连接组件(1611)连接。

10.一种对流动水体进行底栖生物采样的方法，其特征在于，包括使用权利要求1-9中任一项所述的底栖生物采集装置进行采样的步骤。

Images