CN205861374U - 水中碳同位素取样装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水中碳同位素取样装置，包括：储液容器，用于容纳用于取样的地下水；取样瓶，取样瓶的高度小于储液容器的高度，且能够置于储液容器中；管子，能够插入取样瓶中，用于将地下水导入取样瓶；硅胶隔膜塞，用于密封取样瓶；四个注射器，包括第一注射器、第二注射器、第三注射器和第四注射器，四个注射器用于在硅胶隔膜塞密封取样瓶时，通过硅胶隔膜塞插入取样瓶。该装置有效地阻止了空气中CO2对原水样的污染，提高了从地下水中提取少量碳同位素样品时的快速性和准确性，使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及碳同位素取样领域，特别涉及一种水中碳同位素取样装置。
背景技术
水中的无机碳以CO2、HCO3、H2CO3、CO3形式存在，14C是碳元素的放射性同位素，测量其在地下水中的活度，可以确定地下水的年龄。14C测定年代法是研究地下水形成历史与演化规律的一种有效方法。这种方法在水文地质学、水文学等学科研究中的应用愈来愈广泛，其取样技术是该法成功应用的关键。目前国际上的取样方法是IAEA(国际原子能机构)提供的，中国地质调查局根据IAEA的方法在《环境同位素调查方案设计与样品采集技术要求(GWI-B3)》中提到了C同位素的取样方法，专利ZL201020128173.9根据IAEA的方法，改进了取样装置。但这些技术均适用于传统的辐射测试法，其特点是取样量大(需要2.5g碳)，取样过程不能避免与空气中CO2的接触，对原水样造成污染。
实际上，随着C同位素测量技术的发展，采用加速器质谱仪测量也已成为一种可行的方法，该方法所需的C质量仅1-5mg，是辐射测试法的1/500甚至更少，上述现有技术相对于这一需求不仅存在采样量太大、时间太长的问题，而且其不能避免与空气接触的缺点对这种微量样品所带来的干扰和误差也会相对大大增加。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息已构成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种水中碳同位素取样装置，能够从水中快速提取少量碳同位素，并在取样过程中避免与空气的接触。
本实用新型采样以下解决方案：
一种水中碳同位素取样装置，包括：
储液容器，用于容纳用于取样的地下水；
取样瓶，所述取样瓶的高度小于所述储液容器的高度，且能够置于所述储液容器中；
管子，能够插入所述取样瓶中，用于将所述地下水导入所述取样瓶；
硅胶隔膜塞，用于密封所述取样瓶；
四个注射器，包括第一注射器、第二注射器、第三注射器和第四注射器，所述四个注射器用于在所述硅胶隔膜塞密封所述取样瓶时，通过所述硅胶隔膜塞插入所述取样瓶。
优选地，所述取样瓶的容积为50-200ml。
优选地，所述硅胶隔膜塞与所述取样瓶带有相互匹配的螺纹。
优选地，所述取样瓶是圆底离心管。
优选地，所述第一注射器、第二注射器的规格为5ml。
优选地，所述第三注射器、第四注射器的规格为100ml。
优选地，所述第一注射器、第三注射器的针头长度为10-15mm。
优选地，所述第二注射器、第四注射器的针头长度为60-65mm。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：有效阻止了空气中CO2对水样的污染，提高了从水中提取少量碳同位素样品的快速性和准确性，适用于采用加速器质谱仪法检测碳同位素，且需要的试验器材少，野外携带方便，便于操作。
附图说明
图1是根据示例性实施例的水中碳同位素取样装置的示意图；
图2是根据示例性实施例的水中碳同位素取样装置的使用步骤2的示意图；
图3是根据示例性实施例的水中碳同位素取样装置的使用步骤3的示意图。
主要附图标记说明：
11储液容器，12取样瓶，13导水管，14硅胶隔膜塞，21小规格注射器，22小规格注射器，31大规格注射器，32大规格注射器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
根据示例性实施例的水中碳同位素取样装置包括：
储液容器，用于容纳用于取样的地下水；
取样瓶，取样瓶的高度小于储液容器的高度，且能够置于储液容器中；
管子，能够插入取样瓶中，用于将地下水导入取样瓶；
硅胶隔膜塞，用于密封取样瓶；
四个注射器，包括第一注射器、第二注射器、第三注射器和第四注射器，四个注射器用于在硅胶隔膜塞密封取样瓶时，通过硅胶隔膜塞插入取样瓶。
根据示例性实施例的水中碳同位素取样装置能够有效阻止空气中CO2对水样的污染，提高了从水中提取少量碳同位素样品的快速性和准确性。
作为优选方案，取样瓶的容积为50-200ml。
作为优选方案，硅胶隔膜塞与取样瓶带有相互匹配的螺纹，从而硅胶隔膜塞能够通过螺纹紧固至取样瓶。
作为优选方案，取样瓶是圆底离心管，取样瓶和储液容器由聚乙烯制成。
作为优选方案，第一注射器、第二注射器的规格为5ml，第三注射器、第四注射器的规格为100ml。
作为优选方案，第一注射器、第三注射器的针头长度为10-15mm，第二注射器、第四注射器的针头长度为60-65mm。
以下参考图1-3描述根据示例性实施例的水中碳同位素取样装置及其使用方法。如图1所示，根据示例性实施例的水中碳同位素取样装置包括：
储液容器11，用于容纳用于取样的地下水；
取样瓶12，取样瓶12的高度小于储液容器11的高度，且能够置于储液容器11中；
导水管13，能够插入取样瓶12中，用于将地下水导入取样瓶12；
硅胶隔膜塞14，用于密封取样瓶12；
小规格注射器21和22，大规格注射器31和32，这四个注射器用于在硅胶隔膜塞14密封取样瓶12时，通过硅胶隔膜塞14插入取样瓶12。
该装置的使用方法包括以下步骤：
1、见图1，把容积为100ml的取样瓶12及硅胶隔膜塞14放入到储液容器11中，储液容器11为圆柱形小水桶，直径20cm，高10cm，材料为聚乙烯。把导水管13一端伸入到取样瓶12底部，一端连接到水源，地下水进入到取样瓶12中，当取样瓶12充满水，水从取样瓶12流出进入储液容器11，直到储液容器11中的水满，溢流3分钟后，从取样瓶12中取出导水管13，用硅胶隔膜塞14在水下把取样瓶12盖紧密封，从水中取出取样瓶12。
2、见图2，把配有短针头(针头长13mm)的小规格注射器21(5ml注射器)推到最底部，针头通过硅胶隔膜塞14插入取样瓶12中，深度为刚过水面。配有长针头(针头长61.5mm)的小规格注射器22(5ml注射器)针头通过硅胶隔膜塞14插入取样瓶12底部，注入10mol/L的NaOH溶液1ml，然后拔出；接下来，注射器22针头通过硅胶隔膜塞14插入取样瓶12底部，注入饱和SrCl2溶液3ml。取样瓶12中多余的水量会排到注射器21中，同时拔下注射器21和22。摇匀取样瓶3分钟，静置，SrCO3固体逐渐生成，并沉淀到取样瓶12底部。把取样瓶12带回实验室。
3、见图3，在实验室，用配有短针头(针头长13mm)的大规格注射器31(100ml注射器)吸入氮气100ml，针头通过硅胶隔膜塞14插入取样瓶12上部；配有长针头(针头长61.5mm)的大规格注射器32(100ml注射器)针头通过硅胶隔膜塞14插入取样瓶12中的SrCO3固体的上部，将取样瓶12中的上清液抽出，只留下沉淀的SrCO3固体在取样瓶12中。在注射器32抽出上清液的过程中，由于负压的作用，注射器31中的氮气会进入到取样瓶12中。抽完后，拔出注射器32和31。
4、把取样瓶12放到冰箱中冷冻24小时，然后把硅胶隔膜塞14打开，迅速放到冷冻干燥机中干燥，直到干燥完毕，形成固体粉末。
以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (8)
1.一种水中碳同位素取样装置，其特征在于，包括：
储液容器，用于容纳用于取样的地下水；
取样瓶，所述取样瓶的高度小于所述储液容器的高度，且能够置于所述储液容器中；
管子，能够插入所述取样瓶中，用于将所述地下水导入所述取样瓶；
硅胶隔膜塞，用于密封所述取样瓶；
四个注射器，包括第一注射器、第二注射器、第三注射器和第四注射器，所述四个注射器用于在所述硅胶隔膜塞密封所述取样瓶时，通过所述硅胶隔膜塞插入所述取样瓶。
2.根据权利要求1所述的水中碳同位素取样装置，其特征在于，所述取样瓶的容积为50-200ml。
3.根据权利要求1所述的水中碳同位素取样装置，其特征在于，所述硅胶隔膜塞与所述取样瓶带有相互匹配的螺纹。
4.根据权利要求1所述的水中碳同位素取样装置，其特征在于，所述取样瓶是圆底离心管。
5.根据权利要求1所述的水中碳同位素取样装置，其特征在于，所述第一注射器、第二注射器的规格为5ml。
6.根据权利要求1所述的水中碳同位素取样装置，其特征在于，所述第三注射器、第四注射器的规格为100ml。
7.根据权利要求1所述的水中碳同位素取样装置，其特征在于，所述第一注射器、第三注射器的针头长度为10-15mm。
8.根据权利要求1所述的水中碳同位素取样装置，其特征在于，所述第二注射器、第四注射器的针头长度为60-65mm。
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