CN203231915U - 用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器，所述采样管的下端与锥形头固接，采样管的上端设有内螺纹口，采样管的下部设有筛网区，所述筛网区内的采样管上设有线切割缝，筛网区处采样管的外壁上包覆有不锈钢筛网，T型手柄的下端与采样管的上端插接。相对普通孔隙水采样器最大取样深度约为80～100cm，本实用新型的孔隙水采样器，最大取样深度可达到3.5m，提高了对河流或湖泊底泥孔隙水取样调查工作的全面性。本实用新型对孔隙水的扰动较小，能极大地保留不同深度河流或湖泊底泥孔隙水的原状性，提高了沉积物孔隙水样品分析的准确性。本实用新型操作简单、取样深度可调。

Description

用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器

技术领域

本实用新型涉及一种用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器，属于水采样器技术领域。

背景技术

在湖泊沉积物-水界面及其附近，发生着重要的物理、化学和生物反应，进行着频繁的物质交换和输送，许多重要的湖泊环境问题如水体富营养化、污染物的自净及二次污染等均源于沉积物-水界面及其附近的各种地球化学过程对揭示近代湖泊环境的演化、评论沉积物二次污染的潜在危险，保护水资源等具有重要的理论和现实意义。沉积物孔隙水的研究是国内外新开拓领域，因此研究手段，取样设备尚处于摸索阶段。

孔隙水的提取方法分为两类，一是破坏性采样，即非原位的孔隙水提取，主要通过压榨，离心和真空抽滤等手段进行，此类采样方法会导致土壤理化性状变化，测定数据与实际情况不能完全符合，均将导致孔隙水中的溶解气体逃逸、有机组分分解、变价离子氧化，难以反映孔隙水的原始成分和信息，特别是溶解气体的信息将消失殆尽，不利于长期定位研究；另一种是原位采样，主要是通过埋设陶瓷管等被动采样设备，在原位长期定位取样，可以研究一定时期内的土壤溶液的动态变化，主要是吸杯法以及近年来出现的一些微量取样器。

一、破坏性孔隙水采样

1、离心法

离心法取出的沉积物样品层次分明，离心获得的孔隙水与沉积物层次一致，所以不会改变沉积物的水分特征，对于含水率较低的沉积物，可加入有机溶剂再离心，但要确保加入的溶剂不会影响到待测离子的含量。

2、抽滤法

抽滤法是指将欲分离的固体液体混合物倒进布氏漏斗内有滤纸过滤膜一类，液体成分在外界大气压和真空泵抽气口负压的压差作用下被压进烧杯，固体留在滤纸上方，从而达到固液分离目的，但抽滤法提取孔隙水中离子的浓度要大于期望值，且耗时较长。

二、原位采集孔隙水

1、吸杯法

吸杯法是近年来出现的一些微量取样器，吸杯采样系统通常由三部分组成：多孔材料制成的吸杯采样瓶和抽气容器，常见的是多孔陶瓷吸杯，此外也有其他材料的吸杯，如人造刚玉烧结玻璃尼龙聚氯乙烯等。吸杯法是原位土壤溶液采样技术中最常用的一种方法，其最大优点是可以在剖面不同层次长期定位监测，但是，该方法也有其自身的局限性，即采集到的土壤溶液样品的代表问题，因为土壤的空间变异性很大，要反映某一样区土壤溶液的真实情况，必须多点采样，同时还应考虑空隙流带来的误差。而且，由于吸杯型采样器易受吸附效应、溶出效应、过滤效应和排气效应的影响。因此，使用该方法时应采取有效措施加以避免，以提高测定结果的准确性。

2、″PushPoint″孔隙水取样器

″PushPoint″孔隙水取样系统为M.H.E.产品，可用于快速、精确分析地下水进入河流或湖泊的位置，从而划分地下水和地表水水里交互区域″PushPoint″孔隙水取样系统是一套简单且精确的机械工具，它由一个管状主体组成，一端是过筛区域，另一端是取样口。″PushPoint″主体的端口配备一个保护棒，既可以支撑整个″PushPoint″主体也可以避免在插入沉积物过程中赌塞以及过筛区域变形。其中，过筛区域是由一系列机械加工的插槽交错连接组成的，开放区域大概占整个过筛区域的20％。″PushPoint″孔隙水取样系统可在不产生扰动情况下对沉积物表层孔隙水进行取样，且可与快速检测设备联用，平均5分钟可取一个样品，具有经济、精确、高效、便捷的优点。

目前，国内利用″PushPoint″采样器进行沉积物孔隙水采样的案例尚未见报道，且对孔隙水取样器的开发多数是在传统吸杯法孔隙水采样器的基础上进行适当改进。这类采样器的主要缺点是：(1)不能实现不同深度孔隙水的连续取样，采样器进入底泥指定深度后，只能取一个样品，若要在同一位置继续取样，就要再次插入采样器到指定深度，误差较大。(2)采集到的土壤溶液样品的代表性问题，因为土壤的空间变异性很大，要反映某一沉积物深度土壤溶液的真实情况，难度比较大；(3)对于比较硬的底泥，采样器进入底泥的难度较大；另外，对不同采样环境的综合适应性较差，特别是无法满足不同水深条件下的采样工作。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有沉积物孔隙水取样器的取样深度小、不能连续取样、样品原状保留性较差的问题，进而提供一种用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器，包括：采样管、不锈钢筛网、锥形头和T型手柄，所述采样管的下端与锥形头固接，采样管的上端设有内螺纹口，采样管的下部设有筛网区，所述筛网区内的采样管上设有线切割缝，筛网区处采样管的外壁上包覆有不锈钢筛网，T型手柄的下端与采样管的上端插接。

本实用新型的有益效果是：

一、相对普通孔隙水采样器最大取样深度约为80～100cm，本实用新型的孔隙水采样器，最大取样深度可达到3.5m，提高了对河流或湖泊底泥孔隙水取样调查工作的全面性。

二、相对于其它孔隙水取样器，该采样器设计相对简单，直径较细，重量较轻，便于携带和组装，且成本低廉、取样快速便捷。

三、相对于其它孔隙水采样器，本实用新型取样器对孔隙水的扰动较小，能极大地保留不同深度河流或湖泊底泥孔隙水的原状性，对底泥中的挥发和半挥发性有机污染物的干扰较小提高了沉积物样品分析的准确性。

四、可有效用于原位孔隙水的取样分析，并可进行现场收集水样的物理性质分析，包括pH、溶解氧、电导率、氧化还原电位等，以及污染物分析如重金属等。

五、本实用新型采样器同时适用于浅水区域孔隙水取样，可用于测量沉积物里地下水水位从而判断测量区域是否是含水层泄流或补给区域。

六、本实用新型孔隙水采样器不需要回拔系统，采样器可置于沉积物中，同时将孔隙水泵出直接收集。

本实用新型的用于河流和湖泊底泥孔隙水采样的采样器，其小巧轻便、操作简单、取样深度可调，对土壤孔隙水扰动小且有效原位分析的特点对于河流或湖泊及浅水区底泥污染物的垂直和水平分布的研究具有重要的推动作用。另外，本实用新型设计合理、设备较为简单、操作方便可行、易于维护，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器的结构示意图；

图2为延长杆6的结构示意图；

图3为T型手柄5的结构示意图；

图4为图1的A处放大图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。

如图1～图4所示，本实施例所涉及的一种用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器，包括：采样管1、不锈钢筛网2、锥形头4和T型手柄5，所述采样管1的下端与锥形头4固接，采样管1的上端设有内螺纹口7，采样管1的下部设有筛网区9，所述筛网区9内的采样管1上设有线切割缝3，筛网区9处采样管1的外壁上包覆有不锈钢筛网2，T型手柄5的下端5-1与采样管1的上端插接。

所述筛网区9的长度为50mm。

所述线切割缝3的缝宽为0.2mm。用于底泥中孔隙水进入取样器。

所述筛网区9处的采样管1的上下10mm处设有2mm宽的凹槽8。用于筛网区外侧不锈钢筛网2的固定。

进一步的，还包括延长杆6，所述延长杆6的上端和下端均设有内螺纹口7。根据水深情况可适当增加延长杆的数量，采样管1和延长杆6之间、延长杆6和延长杆6之间均采用对丝相连接。采样器在外力作用下达到指定深度后，取下T型手柄，在水面上将塑料或聚四氟乙烯材质的导管通入采样管或延长杆中，逐渐到达采样管底部筛网区并在蠕动泵作用下开始抽取孔隙水。延长杆与采样管可灵活配合使用，满足不同深度河水、湖水的取样要求。

所述采样管1、锥形头4、T型手柄5和延长杆6均为不锈钢材料制成。

工作原理：手持T型手柄将采样管定在目标孔隙水采样位置后，按重力方向将采样管向下压入底泥中进行孔隙水采样。若采样管长度不够，可通过对丝连接一根或多根延长杆，以满足不同深度处的孔隙水采样。当河流或湖泊底泥较为致密的情况下，为了达到目标孔隙水采样深度，可考虑人工捶打T型手柄提高向下的作用力。取下T型手柄，将取样管通入延长杆中，逐渐到达取样管底部筛网区，之后在蠕动泵作用下抽取孔隙水。采样管与延长杆方便组装与拆卸，可用于河流或湖泊底泥不同深度孔隙水的采集，采样管长1.5m，延长杆长1m，均由不锈钢管制成且之间由螺纹连接。在地面上用T型手柄连接采样管或延长杆，方便对采样管施加作用力。在完成一个深度的采样后，将采样管向下推进一定深度，继续进行采样。采集样品时，根据水深的不同，选取不同数量的延长杆进行连接，通过T型手柄在水面以上施加外力，使采样管插入河流和湖泊底泥中。

采样管1的管径为20mm，在底泥中上下移动相对容易，可实现定点连续取样，基本保证同一采样点不同深度孔隙水直接采样，不同深度孔隙水之间的扰动较小。

采样管1可一次性同时取样分析常见水质参数，利用蠕动泵抽水，可人工控制取样速度，对样品中有机物的扰动较小，提高了样品分析的准确性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本实用新型整体构思下的不同实现方式，而且本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器，包括：采样管(1)、不锈钢筛网(2)、锥形头(4)和T型手柄(5)，其特征在于，所述采样管(1)的下端与锥形头(4)固接，采样管(1)的上端设有内螺纹口(7)，采样管(1)的下部设有筛网区(9)，所述筛网区(9)内的采样管(1)上设有线切割缝(3)，筛网区(9)处采样管(1)的外壁上包覆有不锈钢筛网(2)，T型手柄(5)的下端(5-1)与采样管(1)的上端插接。 

2.根据权利要求1所述的用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器，其特征在于，所述筛网区(9)的长度为50mm。 

3.根据权利要求2所述的用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器，其特征在于，所述线切割缝(3)的缝宽为0.2mm。 

4.根据权利要求3所述的用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器，其特征在于，所述筛网区(9)处的采样管(1)的上下10mm处设有2mm宽的凹槽(8)。

5．根据权利要求4所述的用于河流或湖泊沉积物孔隙水采样的采样器，其特征在于，还包括延长杆(6)，所述延长杆(6)的上端和下端均设有内螺纹口(7)。 

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