RU2762631C1 - Method for sampling bottom sediments for environmental studies and a device for its implementation - Google Patents

Method for sampling bottom sediments for environmental studies and a device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2762631C1
RU2762631C1 RU2021118330A RU2021118330A RU2762631C1 RU 2762631 C1 RU2762631 C1 RU 2762631C1 RU 2021118330 A RU2021118330 A RU 2021118330A RU 2021118330 A RU2021118330 A RU 2021118330A RU 2762631 C1 RU2762631 C1 RU 2762631C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sampler
sample receiver
samples
bottom sediments
sediments
Prior art date
Application number
RU2021118330A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Сергеевич Ваганов
Роман Дмитриевич Перевощиков
Елена Александровна Меньшикова
Евгения Сергеевна Ушакова
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет"
Priority to RU2021118330A priority Critical patent/RU2762631C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2762631C1 publication Critical patent/RU2762631C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/04Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: environmental protection.
SUBSTANCE: inventions group relates to the field of environmental protection, namely to the selection of bottom sediments when monitoring the state of the environment. A method for sampling bottom sediments for environmental studies using a sampler is disclosed, which includes lowering the sampler with a waterproofing valve to the bottom sediment, pushing the sampler into the bottom with filling the sampler with sediment, then closing the check valve, lifting the sampler and retrieving samples. At the same time, at the stage of sample extraction, the sample receiver is divided or cut into selected intervals, followed by hermetic packing of the open holes of the sample receiver parts with plugs with O-rings. Also disclosed is a device for implementing the specified method.
EFFECT: inventions group makes it possible to increase the sample volume, expand the granulometric range of bottom sediments, increase the operational capabilities of the sampler due to more reliable extraction of samples from the device, storage and transportation of samples.
4 cl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к отбору донных осадков при мониторинге состояния окружающей среды, реализации работ по оценке накопленного экологического вреда различных объектов размещения отходов и водных объектов с целью анализа загрязнения донных осадков при слое покрывающей жидкой фазы до 3 м и мощности осадков до 10 м, включая период отрицательных температур.The invention relates to the field of environmental protection, namely to the selection of bottom sediments when monitoring the state of the environment, the implementation of work to assess the accumulated environmental damage of various waste disposal facilities and water bodies in order to analyze the pollution of bottom sediments with a layer of a covering liquid phase up to 3 m and power precipitation up to 10 m, including the period of negative temperatures.

Уровень техникиState of the art

При изучении донных осадков мелководных водоемов и техногенных объектов существует задача отбора проб осадков с сохранением их структуры и вещественного состава, включая поровый раствор и слабо консолидированную верхнюю часть осадка, которая демонстрирует свежее загрязнение.When studying bottom sediments of shallow water bodies and technogenic objects, there is a problem of sampling sediments with the preservation of their structure and material composition, including the pore solution and the weakly consolidated upper part of the sediment, which demonstrates fresh pollution.

Способом решения такой задачи является использование поршневых трубок, которые опускаются на дно при помощи троса или штанг (Blomqvist S. Quantitative sampling of soft-bottom sediments: problems and solutions // Marine Ecology Progress Series. 1991. V.72. P/295-304; Glew J.R., Smol J.P Last W.M. Sediment Core Collection and Extrusion // Tracking Environmental Change Using Lake Sediments. Developments in Paleoenvironmental Research. Dordrecht: Springer, 2001. V.1 P.73-105). Трубки выполняются из прозрачных полимерных материалов и выполняют роль пробоотборника, который под нагрузкой внедряется в толщу осадка, при этом поршень находится в положении над дном. Водонасыщенный осадок удерживается в трубе за счет разреженного давления под поршнем. Уже на поверхности отбор образцов осадка осуществляется порционным выдавливанием отобранного керна поршнем.A way to solve this problem is to use piston tubes that are lowered to the bottom using a cable or rods (Blomqvist S. Quantitative sampling of soft-bottom sediments: problems and solutions // Marine Ecology Progress Series. 1991. V.72. P / 295- 304; Glew JR, Smol JP Last WM Sediment Core Collection and Extrusion // Tracking Environmental Change Using Lake Sediments. Developments in Paleoenvironmental Research. Dordrecht: Springer, 2001. V.1 P.73-105). The tubes are made of transparent polymeric materials and act as a sampler, which, under load, penetrates into the sediment, while the piston is located above the bottom. The water-saturated sludge is held in the pipe by the vacuum pressure under the piston. Already on the surface, sediment sampling is carried out by portionwise extrusion of the sampled core with a piston.

Вариантом способа отбора проб с сохранением структуры и вещественного состава осадков являются системы с применением замка-клапана, который контролируется с поверхности тросом (Remberg I. The HON-Kajak sediment corer // J. of Paleolimnology. 1991. V. 6(2). P.167-170), методики с применением заморозки осадка хладореагентами (жидким азотом, сухим льдом) (Kilbe Т., Niederreiter R. Freeze coring of soft surface sediments at a water depth of several hundred meters // J. Of Paleolimnology. 2003. V. 29. P.257-263; Remberg I., Hansson H. Freeze corer №3 for lake sediments // J. of Paleolimnology. 2010. V. 44 (2). P.731-736).A variant of the sampling method with preserving the structure and material composition of sediments are systems using a lock-valve, which is controlled from the surface with a cable (Remberg I. The HON-Kajak sediment corer // J. of Paleolimnology. 1991. V. 6 (2). P. 167-170), techniques using freezing sediment with refrigerants (liquid nitrogen, dry ice) (Kilbe T., Niederreiter R. Freeze coring of soft surface sediments at a water depth of several hundred meters // J. Of Paleolimnology. 2003 V. 29. P. 257-263; Remberg I., Hansson H. Freeze corer No. 3 for lake sediments // J. of Paleolimnology. 2010. V. 44 (2). P. 731-736).

Представленные выше способы имеют общий недостаток, связанный со сложностью изготовления устройств для пробоотбора, дороговизной при наличии этих устройств в продаже, специальных навыков при проведении отбора проб.The above methods have a common disadvantage associated with the complexity of manufacturing devices for sampling, high cost in the presence of these devices on sale, special skills in sampling.

Наиболее широко представлено на рынке устройство для отбора проб донных отложений водоемов - пробоотборник Бикера, который позволяет отбирать пробы донных отложений ненарушенной стратификации с мощностью отложений 1 и 1,5 м (https://econix.com/files/el/katalog_eijkelkamp.pdf, стр. 10, 11). В стандартный набор указанного устройства входят: пробоотборник из нержавеющей стали, прозрачные трубки для образца длиной 1 и 1,5 м, поршень и нагнетающий и вакуумный насосы с зарядными устройствами, наращиваемые стержни, Т-образная рукоять, рукоятка с ударной головкой, молоток, не растягивающиеся веревки, ерш для очистки и др. Набор размещается в контейнер из алюминия для транспортировки и хранения.The most widely presented device on the market for sampling bottom sediments of water bodies is the Biker sampler, which allows sampling of bottom sediments of undisturbed stratification with a sediment thickness of 1 and 1.5 m (https://econix.com/files/el/katalog_eijkelkamp.pdf, pages 10, 11). The standard set of the specified device includes: a stainless steel sampler, transparent tubes for a sample of 1 and 1.5 m in length, a piston and a pressure and vacuum pumps with chargers, stackable rods, a T-shaped handle, a handle with an impact head, a hammer, stretch ropes, cleaning brush, etc. The set is placed in an aluminum container for transportation and storage.

Пробоотборник Бикера позволяет выполнять отбор проб донных отложений относительно ненарушенной структуры мощностью до 1,5 м погружением в толщу осадков, отобранные образцы помещаются в специальные контейнеры из нержавеющей стали или пакеты, не требуется сборка-разбор конструкции для очередного пробоотбора, корпус конструкции из нержавеющей стали может рассматриваться как инертный материал, исключающей загрязнения проб.The Beeker sampler allows sampling of bottom sediments of a relatively undisturbed structure with a thickness of up to 1.5 m by immersion in the thickness of sediments, the samples are placed in special containers made of stainless steel or bags, assembly-disassembly of the structure for the next sampling is not required, the body of the structure made of stainless steel can considered as an inert material, excluding sample contamination.

Недостатком использования пробоотборника Бикера для отбора проб осадков для экологических исследований является высокая стоимость оборудования, значительная его масса и габариты, ограничение по мощности донных отложений (до 1,5 м), наличие металлических частей, что ограничивает его использование при отрицательных температурах за счет намерзания воды на конструкции устройства.The disadvantage of using the Biker sampler for sampling sediments for environmental studies is the high cost of equipment, its significant weight and dimensions, the limitation on the thickness of bottom sediments (up to 1.5 m), the presence of metal parts, which limits its use at low temperatures due to freezing of water on the structure of the device.

Близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемым как способу, так и устройству является описание отбора проб донных отложений с помощью пробоотборника из пластика с возможностью отбора проб с разной мощностью донных отложений (от 0,5 до 5 м), без повреждения структуры образца, с различных глубин и возможностью стратификации (Патент RU 126464 U1, опубликовано 27.03.2013 Бюл. №9). В техническом решении - прототипе отбор пробы проводится вертикальным погружением пробоотборника и донные отложения на установленную глубину.Close in technical essence and the achieved result to the proposed method and device is the description of sampling bottom sediments using a plastic sampler with the ability to take samples with different thickness of bottom sediments (from 0.5 to 5 m), without damaging the structure of the sample, from different depths and the possibility of stratification (Patent RU 126464 U1, published 03/27/2013 Bul. No. 9). In the technical solution - the prototype, the sampling is carried out by vertical immersion of the sampler and bottom sediments to the set depth.

Конструкция пробоотборника состоит из набора цилиндрических труб длиной 1 и 2 м, режущей головки со встроенным клапаном, поршня с ручкой, выполнена в виде трубы из материала с объемной теплоемкостью не более 3,54 МДж/(м3⋅К) и теплопроводностью не более 45,4 Вт/(м⋅К) (например, полиэстирола), вес устройства составляет около 1 кг при общей длине 4 м. Пробоотборник позволяет отбирать пробы донных отложений с глубины до 12 м и может быть использован в холодный период года.The design of the sampler consists of a set of cylindrical pipes 1 and 2 m long, a cutting head with a built-in valve, a piston with a handle, made in the form of a pipe made of a material with a volumetric heat capacity of no more than 3.54 MJ / (m 3 ⋅K) and a thermal conductivity of no more than 45 , 4 W / (m⋅K) (for example, polyester), the weight of the device is about 1 kg with a total length of 4 m. The sampler allows taking samples of bottom sediments from a depth of 12 m and can be used in the cold season.

Недостатком рассматриваемого устройства является его малый диаметр (от 50 до 60 мм), что позволяет отобрать незначительное количество вещества и создает ограничения для комплексирования методов аналитических исследования сложных систем донных осадков объектов размещения отходов (п. 1.3 ПНД Ф 12.1:2:2.2:2.3:3.2-03), малый диаметр создает технические проблемы при работе с тонкодисперсными и вязкими осадками; конструкция устройства не ограничивает возможность смешивания верхнего слоя донных осадков с придонным слоем воды при поднятии колонны, потерю порового раствора за счет уплотнения осадка слоем вышерасположенной воды.The disadvantage of the device under consideration is its small diameter (from 50 to 60 mm), which makes it possible to select an insignificant amount of a substance and creates restrictions for the integration of methods for analytical study of complex systems of bottom sediments of waste disposal facilities (clause 1.3 of the PND F 12.1: 2: 2.2: 2.3: 3.2-03), small diameter creates technical problems when working with fine and viscous sediments; the design of the device does not limit the possibility of mixing the upper layer of bottom sediments with the bottom layer of water when the column is raised, the loss of pore solution due to the compaction of the sediment with a layer of overlying water.

Для задач экологических исследований донных осадков объектов размещения отходов (прудов-отстойников, шламо- и хвостохранилищ и др.), представляющих сложные неравновесные физико-химические системы «твердая фаза ↔ поровый раствор», часто вязкие и тонкодисперсные, необходимо устройство для отбора проб с сохранением стратификации и порового раствора, возможностью работы в холодный период года, который для объектов размещения отходов рассматриваются наиболее благоприятным и безопасным периодом проведения пробоотбора донных осадков и осуществляется со льда.For the tasks of environmental studies of bottom sediments of waste disposal facilities (settling ponds, sludge and tailing dumps, etc.), representing complex non-equilibrium physicochemical systems "solid phase ↔ pore solution", often viscous and finely dispersed, a device for sampling with preservation stratification and pore solution, the ability to work in the cold season, which for waste disposal facilities is considered the most favorable and safe period for sampling bottom sediments and is carried out from the ice.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Задачей создания изобретений является разработка способа отбора донных осадков для экологических исследований и устройства для его осуществления свободных от недостатков прототипаThe task of creating inventions is to develop a method for the selection of bottom sediments for environmental research and a device for its implementation, free from the shortcomings of the prototype

Поставленная задача решается предлагаемым техническим решением с помощью существенных признаков указанных в 1-м пункте формулы изобретения, таких как способ отбора донных осадков для экологических исследований с помощью пробоотборника включающий спуск пробоотборника с гидроизоляционным клапаном до донного осадка, задавливание пробоотборника в дно с заполнением пробоприемника осадком, затем закрывают обратный клапан, осуществляют подъем пробоприемника и извлечение проб, отличающийся тем, что на этапе извлечения проб разделяют (разрезают) пробоприемник на выбранные интервалы с последующей герметичной упаковкой открытых отверстий частей пробоприемника заглушками с уплотнительными кольцами.The problem is solved by the proposed technical solution with the help of essential features specified in the 1st paragraph of the claims, such as a method of sampling bottom sediments for environmental studies using a sampler, including lowering the sampler with a waterproofing valve to the bottom sediment, pressing the sampler into the bottom with filling the sampler with sediment, then the check valve is closed, the sample receiver is lifted and the samples are extracted, characterized in that at the stage of sample extraction, the sample receiver is divided (cut) into selected intervals, followed by hermetic packing of the open holes of the sample receiver parts with plugs with O-rings.

Выше перечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - увеличить объем пробы, расширить гранулометрический диапазон донных осадков, увеличить эксплуатационные возможности пробоотборника за счет более надежного извлечения проб из прибора, хранения и транспортировки проб.The above set of essential features allows to obtain the following technical result - to increase the sample volume, expand the granulometric range of bottom sediments, and increase the operational capabilities of the sampler due to more reliable extraction of samples from the device, storage and transportation of samples.

Для достижения названного технического результата согласно п. 2 формулы изобретения предлагается устройство для осуществления способа по п. 1 выполненное в виде пробоотборника для донных осадков, содержащего связанные между собой режущую коронку с обратным клапаном, пробоприемник - из герметично соединенных между собой труб, подъемный трос, закрепленный на корпусе обратного клапана, гидроизоляционный клапан с уплотнительным кольцом и мерной штангой, размещенные в пробоприемнике, причем трубы пробоприемника снабжены заглушками с уплотнительными кольцами при возможности использования в качестве контейнеров для транспортировки и хранения проб.To achieve the named technical result, according to claim 2 of the claims, a device is proposed for implementing the method according to claim 1, made in the form of a sampler for bottom sediments, containing a connected cutting crown with a check valve, a sample receiver made of tightly connected pipes, a lifting cable, mounted on the check valve body, a waterproofing valve with an O-ring and a measuring rod, placed in the sample receiver, and the sample receiver pipes are equipped with plugs with O-rings if they can be used as containers for transporting and storing samples.

Согласно п. 3 формулы изобретения трубки пробоприемника, предпочтительно имеют длину от 0,5-2,0 м и диаметр 110 мм.According to claim 3 of the claims, the sample receiver tubes preferably have a length of 0.5-2.0 m and a diameter of 110 mm.

Согласно п. 4. формулы изобретения пробоприемник выполнен из не модифицированного поливинилхлорида.According to paragraph 4. of the claims, the sample receiver is made of unmodified polyvinyl chloride.

Таким образом, выше описанные технические решения относятся к группе изобретений т.к. одно из них предназначено для осуществления другого.Thus, the above described technical solutions belong to the group of inventions since one of them is intended for the implementation of the other.

Предлагаемые изобретения иллюстрируются чертежами, где:The proposed inventions are illustrated by drawings, where:

на Фиг. 1 приведена схема пробоотборника; на Фиг. 2 этапы процесса отбора проб; на Фиг. 3 заглушка с уплотнительным кольцом и проба.in FIG. 1 shows a diagram of the sampler; in FIG. 2 stages of the sampling process; in FIG. 3 plug with O-ring and sample.

Предлагаемый способ осуществляется в следующей последовательности (Фиг. 2):The proposed method is carried out in the following sequence (Fig. 2):

1. Выполняют рекогносцировочные работы с использованием мерной штанги, намечают точки для опробования и определения глубины водоема.1. Perform reconnaissance work using a measuring rod, mark points for testing and determining the depth of the reservoir.

2. Осуществляют сборку конструкция Пробоотборника донных осадков для экологических исследований, (далее ПДОЭ) необходимой длины. Проверяются все соединения на герметичность.2. Assemble the structure of the Bottom Sediment Sampler for Environmental Research (hereinafter PDOE) of the required length. All connections are checked for tightness.

3. В намеченной точке опробования осуществляют спуск пробоотборника с гидроизоляционным клапаном до донного осадка, (перпендикулярно дну водоема), (а) Пройдя толщу жидкой фазы, выполняют замер мощности донного осадка с помощью мерной штанги.3. At the intended sampling point, a sampler with a waterproofing valve is lowered to the bottom sediment (perpendicular to the bottom of the reservoir), (a) After passing through the thickness of the liquid phase, the thickness of the bottom sediment is measured using a measuring rod.

4. Задавливание пробоотборника в дно (б), путем надавливания на корпус с заполнением пробоприемника осадком, затем закрывают обратный клапан, производят контроль глубины мерной штангой.4. Pressing the sampler into the bottom (b), by pressing on the body, filling the sampler with sediment, then close the check valve, control the depth with a measuring rod.

5. Осуществляют подъем пробоприемника. Извлечение ПДОЭ производится с помощью подъемного троса (в).5. The sample receiver is lifted. The PDOE is removed using a lifting cable (c).

6. На этапе извлечения проб разделяют (разрезают) пробоприемник на выбранные интервалы с последующей герметичной упаковкой открытых отверстий частей пробоприемника заглушками с уплотнительными кольцами, т.е. осуществляют разбор конструкции на выбранные интервалы опробования (например 1,0 м) или нарезают острым инструментом другой мощности слои) с последующей изоляцией открытых отверстий с помощью заглушек; часть конструкции в этом случае представляет собой контейнеры для транспортировки или хранения проб; 2) Либо аккуратно извлекают донный осадок под собственным весом на подготовленную площадку для его описания, фотодокументации и отбора образцов.6. At the stage of sample extraction, the sample receiver is divided (cut) into selected intervals, followed by hermetic packing of the open holes of the sample receiver parts with plugs with O-rings, i.e. the structure is disassembled into selected sampling intervals (for example, 1.0 m) or layers are cut with a sharp tool of a different power), followed by isolation of the open holes with plugs; part of the structure in this case is containers for transporting or storing samples; 2) Either the bottom sediment is carefully removed under its own weight to a prepared site for its description, photo documentation and sampling.

После проведения всех этапов работы выполняют внешний осмотр ПДОЭ на наличие механических повреждений, производят очистку поверхности пробоотборника для последующего использования. Рекомендуется однократное использование пробоотборника во избежание загрязнения извлеченных проб.After carrying out all the stages of work, an external examination of the PDOE is performed for the presence of mechanical damage, the surface of the sampler is cleaned for subsequent use. One-time use of the sampler is recommended to avoid contamination of the extracted samples.

На Фиг. 2 позициями обозначены: 9 лед (плавсредство); 10 - вода; 11 - донный осадок; 12 проба.FIG. 2 positions indicate: 9 ice (floating craft); 10 - water; 11 - bottom sediment; 12 sample.

Предлагаемое устройство (Фиг. 1) выполнено в виде пробоотборника для донных осадков, содержащего связанные между собой режущую коронку (1) с обратным клапаном (2), пробоприемник (3) - из герметично соединенных между собой труб методом раструб, подъемный трос (4), закрепленный на корпусе обратного клапана (2), гидроизоляционный клапан с уплотнительным кольцом (5) и мерной штангой (6), размещенные в пробоприемнике (3). Трубы пробоприемника (3) снабжены заглушками (7) с уплотнительными кольцами (8) при использовании в качестве контейнеров для транспортировки и хранения проб. (Фиг. 3) Трубки из набора пробоприемника (3) предпочтительно имеют длину от 0,5-2,0 м и диаметр 110 мм. Пробоприемник (3) выполнен из не модифицированного поливинилхлорида.The proposed device (Fig. 1) is made in the form of a sampler for bottom sediments, containing interconnected cutting crown (1) with a check valve (2), a sample receiver (3) - made of hermetically connected pipes by the funnel method, a lifting cable (4) mounted on the check valve body (2), a waterproofing valve with an O-ring (5) and a measuring rod (6), located in the sample receiver (3). Sample receiver tubes (3) are equipped with plugs (7) with O-rings (8) when used as containers for transporting and storing samples. (Fig. 3) The tubes from the sample receiver set (3) preferably have a length of 0.5-2.0 m and a diameter of 110 mm. Sample receiver (3) is made of unmodified polyvinyl chloride.

Коронка (1) выполняет функцию режущего элемента для лучшей проходки донных осадков. Обратный клапан (2) предназначен для удержания донных осадков в пробоприемнике (3) и их последующего извлечения. Подъем всей конструкции со дна производится с помощью подъемного троса (4), закрепленного на конце пробоотборника. Гидроизоляционный клапан с уплотнительным кольцом (5), находящийся в обратном клапане (2), во время погружения пробоотборника до донного осадка, служит для изоляции от вышележащей толщи воды. Мерная штанга (6) предназначена для точного определения мощности слоя отобранного вещества. Изоляционные заглушки (7) с уплотнительным кольцом (8) предназначены для закрытия отверстий пробоприемника при использовании его в качестве контейнера для транспортировки и хранения проб.The crown (1) acts as a cutting element for better penetration of bottom sediments. The check valve (2) is designed to retain bottom sediments in the sample receiver (3) and their subsequent extraction. The entire structure is lifted from the bottom using a lifting rope (4) fixed at the end of the sampler. A waterproofing valve with an O-ring (5), located in the check valve (2), during the immersion of the sampler to the bottom sediment, serves to isolate from the overlying water column. The measuring rod (6) is designed to accurately determine the thickness of the layer of the selected substance. Insulating plugs (7) with an O-ring (8) are designed to close the openings of the sample receiver when used as a container for transporting and storing samples.

Пробоприемник состоит из набора цилиндрических труб диаметром 110 мм из немодифицированного поливинилхлорида (удельная теплоемкость 1,0Дж/г, теплопроводность 0,15 Вт/м), которые применяются по большей части при монтаже наружной канализации, устойчивы к коррозии и воздействию химических элементов, просты в обработке, могут эксплуатироваться при температурах от -15 до +60 градусов, широко представлены на рынке розничной продажи, доступны по цене. Указанный диаметр труб позволяет отобрать достаточное количество вещества, работает в широком гранулометрическом диапазоне донных осадков (от песков до глин). В основании колонны длина, которой определяется слоем воды (жидкой фазы отходов) и мощностью донных осадков, расположен обратный клапан. Внутри пробоприемника установлен гидроизоляционный клапан, предназначенный для изоляции верхнего слоя жидкой фазы от основной массы донных осадков и облегчающего извлечение вещества ненарушенной структуры с сохранением порового раствора.The sample receiver consists of a set of cylindrical pipes with a diameter of 110 mm made of unmodified polyvinyl chloride (specific heat 1.0 J / g, thermal conductivity 0.15 W / m), which are mainly used for the installation of outdoor sewerage, are resistant to corrosion and the effects of chemical elements, are easy to processing, can be operated at temperatures from -15 to +60 degrees, are widely represented in the retail market, affordable. The specified pipe diameter allows to select a sufficient amount of the substance, works in a wide granulometric range of bottom sediments (from sands to clays). At the base of the column, the length, which is determined by the layer of water (liquid phase of waste) and the thickness of bottom sediments, is a check valve. A waterproofing valve is installed inside the sample receiver, designed to isolate the upper layer of the liquid phase from the bulk of bottom sediments and facilitate the extraction of the undisturbed substance while preserving the pore solution.

Устройство работает следующим образом. Длина собранной конструкции составляла 8,00 м. Корпус пробоприемника (3) выполнен из НПВХ, диаметр 110 мм, толщина стенка составляет 3 мм. В нижнюю часть ПДОЭ вмонтирован обратный клапан (2) и коронка (1), внутри конструкции расположен гидроизоляционный клапан (5). К корпусу обратного клапана прикреплен подъемный трос (4). Принцип работы обратного клапана следующий: при достаточном давлении, создаваемым при опускании пробоотборника, затвор поднимается вверх, открывая отверстие, давая возможность донным осадкам пройти через себя и попасть в пробоприемник (3). Дойдя до намеченной глубины донных осадков с помощью подъемного троса (4) начинается подъем всей конструкции. В этот момент происходит закрытие затвора обратного клапана (2). Подъем производится равномерно и плавно с целью сохранения физико-химических свойств отобранного вещества. Следующим шагом является разделение пробоприемника на выбранные интервалы и герметичная упаковка открытых отверстий заглушками (7) с уплотнительным кольцом (8). Полученные пластиковые контейнеры маркируются и транспортируются в лабораторию.The device works as follows. The length of the assembled structure was 8.00 m. The body of the sample receiver (3) is made of PVC-U, the diameter is 110 mm, the wall thickness is 3 mm. A check valve (2) and a crown (1) are mounted in the lower part of the PDOE; a waterproofing valve (5) is located inside the structure. A lifting rope (4) is attached to the check valve body. The principle of operation of the check valve is as follows: with sufficient pressure created when lowering the sampler, the shutter rises up, opening the hole, allowing bottom sediments to pass through itself and enter the sample receiver (3). Having reached the intended depth of bottom sediments with the help of a lifting rope (4), the entire structure begins to rise. At this moment, the shutter of the check valve (2) closes. The rise is carried out evenly and smoothly in order to preserve the physical and chemical properties of the selected substance. The next step is to divide the sample receiver into selected intervals and seal the open holes with plugs (7) with an O-ring (8). The resulting plastic containers are labeled and transported to the laboratory.

При необходимости весь отобранный материал можно извлечь на заранее подготовленную площадку для описания, фотодокументации и отбора образцов из намеченных слоев (Фиг. 2).If necessary, all the selected material can be removed to a previously prepared site for description, photographic documentation and sampling from the designated layers (Fig. 2).

Преимущества предлагаемого изобретения по сравнению с применяемыми на практике следующие:The advantages of the proposed invention in comparison with those used in practice are as follows:

1) отбор проб донных осадков осуществляется при мощности донных осадков от 0,5 до 10 м при слое покрывающей жидкой фазы до 5 м, в том числе в период отрицательных температур окружающей среды;1) sampling of bottom sediments is carried out when the thickness of bottom sediments is from 0.5 to 10 m with a layer of the covering liquid phase up to 5 m, including during the period of negative ambient temperatures;

2) отбор пробы донных осадков осуществляется с сохранением стратификации и порового раствора, что важно для проведения исследований с раздельным анализом твердой и жидкой фаз осадков;2) sampling of bottom sediments is carried out with the preservation of stratification and pore solution, which is important for research with separate analysis of solid and liquid phases of sediments;

3) части конструкции пробоотборника, сочетаемые с заглушками открытых отверстий, могут быть использованы в качестве контейнера для хранения и транспортировки проб;3) parts of the sampler structure, combined with open hole plugs, can be used as a container for storing and transporting samples;

4) конструкция состоит из деталей, широко представленных на рынке розничной продажи и доступных по цене, отличается незначительной массой.4) the structure consists of parts widely available in the retail market and at an affordable price, with a low weight.

Несмотря на то, что были описаны предпочтительные варианты осуществления изобретений, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят, однако, за рамки приведенной далее формулы изобретения.Although the preferred embodiments of the inventions have been described, it is clear that changes and additions can be made therein by those skilled in the art, which, however, do not go beyond the scope of the following claims.

Claims (4)

1. Способ отбора донных осадков для экологических исследований с помощью пробоотборника, включающий спуск пробоотборника с гидроизоляционным клапаном до донного осадка, задавливание пробоотборника в дно с заполнением пробоприемника осадком, затем закрытие обратного клапана, подъем пробоприемника и извлечение проб, отличающийся тем, что на этапе извлечения проб разделяют или разрезают пробоприемник на выбранные интервалы с последующей герметичной упаковкой открытых отверстий частей пробоприемника заглушками с уплотнительными кольцами.1. A method of sampling bottom sediments for environmental studies using a sampler, including lowering the sampler with a waterproofing valve to the bottom sediment, pushing the sampler into the bottom with filling the sampler with sediment, then closing the check valve, lifting the sampler and extracting samples, characterized in that at the extraction stage samples are divided or the sample receiver is cut into selected intervals, followed by hermetic packing of the open holes of the sample receiver parts with plugs with O-rings. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, выполненное в виде пробоотборника для донных осадков, содержащего соединенные между собой режущую коронку (1) с обратным клапаном (2), пробоприемник (3) из герметично соединенных между собой труб, подъемный трос (4), закрепленный на корпусе обратного клапана (2), гидроизоляционный клапан с уплотнительным кольцом (5) и мерной штангой (6), размещенные в пробоприемнике 3, причем трубы пробоприемника (3) снабжены заглушками (7) с уплотнительными кольцами 8 при использовании в качестве контейнеров для транспортировки и хранения проб.2. A device for implementing the method according to claim 1, made in the form of a sampler for bottom sediments, containing an interconnected cutting crown (1) with a check valve (2), a sample receiver (3) of hermetically connected pipes, a lifting cable (4 ), fixed to the check valve body (2), a waterproofing valve with an O-ring (5) and a measuring rod (6), located in the sample receiver 3, and the sample receiver pipes (3) are equipped with plugs (7) with O-rings 8 when used as containers for transportation and storage of samples. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что трубки пробоприемника (3) имеют предпочтительно длину от 0,5-2,0 м и диаметр 110 мм.3. A device according to claim 2, characterized in that the tubes of the sample receiver (3) preferably have a length of 0.5-2.0 m and a diameter of 110 mm. 4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что пробоприемник 3 выполнен из немодифицированного поливинилхлорида.4. The device according to claim 2, characterized in that the sample receiver 3 is made of unmodified polyvinyl chloride.
RU2021118330A 2021-06-21 2021-06-21 Method for sampling bottom sediments for environmental studies and a device for its implementation RU2762631C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021118330A RU2762631C1 (en) 2021-06-21 2021-06-21 Method for sampling bottom sediments for environmental studies and a device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021118330A RU2762631C1 (en) 2021-06-21 2021-06-21 Method for sampling bottom sediments for environmental studies and a device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2762631C1 true RU2762631C1 (en) 2021-12-21

Family

ID=80039366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021118330A RU2762631C1 (en) 2021-06-21 2021-06-21 Method for sampling bottom sediments for environmental studies and a device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2762631C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116754298A (en) * 2023-06-13 2023-09-15 上海勘测设计研究院有限公司 Sediment anti-falling mud sampler and use method thereof
RU2815007C1 (en) * 2023-03-30 2024-03-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" Method for collecting snow samples for environmental studies at concentrated sites and device for its implementation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU800784A1 (en) * 1979-04-02 1981-01-30 Институт Океанологии Им. П.П.Ширшова Ah Cccp Soil tube
US4996887A (en) * 1989-09-11 1991-03-05 Voll Martin A Device for taking samples of bottom sediments and bottom water from water basins
RU84560U1 (en) * 2009-03-23 2009-07-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский военный институт биологической и химической безопасности Министерства обороны Российской Федерации" (СВИБХБ) BOTTOM SEDIMENT SAMPLER
RU126464U1 (en) * 2012-02-20 2013-03-27 Федеральное государственное бюджетое учреждение науки Институт промышленной экологии Уральского отделения Российской академии наук BOTTOM SEDIMENT STRATIFIER

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU800784A1 (en) * 1979-04-02 1981-01-30 Институт Океанологии Им. П.П.Ширшова Ah Cccp Soil tube
US4996887A (en) * 1989-09-11 1991-03-05 Voll Martin A Device for taking samples of bottom sediments and bottom water from water basins
RU84560U1 (en) * 2009-03-23 2009-07-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский военный институт биологической и химической безопасности Министерства обороны Российской Федерации" (СВИБХБ) BOTTOM SEDIMENT SAMPLER
RU126464U1 (en) * 2012-02-20 2013-03-27 Федеральное государственное бюджетое учреждение науки Институт промышленной экологии Уральского отделения Российской академии наук BOTTOM SEDIMENT STRATIFIER

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815007C1 (en) * 2023-03-30 2024-03-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" Method for collecting snow samples for environmental studies at concentrated sites and device for its implementation
CN116754298A (en) * 2023-06-13 2023-09-15 上海勘测设计研究院有限公司 Sediment anti-falling mud sampler and use method thereof
RU231140U1 (en) * 2024-05-20 2025-01-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН" (ФИЦ ИнБЮМ) TUBE SEDIMENT SAMPLER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Glew et al. Sediment core collection and extrusion
Blomqvist Reliability of core sampling of soft bottom sediment—an in situ study
US9574974B2 (en) Suspended sediment sampler
Baudo Sediment sampling, mapping, and data analysis
CN105823650A (en) Ring cutter and baffle combined closed soil sampler and application thereof
CN102725477B (en) For determining the method and system of the methane content of bottom sample
RU2446388C1 (en) Probe for collecting water samples from bottom sediments
Daliri et al. Shear and dewatering behaviour of densified gold tailings in a laboratory simulation of multi-layer deposition
RU2762631C1 (en) Method for sampling bottom sediments for environmental studies and a device for its implementation
Skilbeck et al. Sediment sampling in estuaries: site selection and sampling techniques
CN101839820B (en) In-situ small disturbance soil sampler for indoor silt settling column test
Mudroch et al. Bottom sediment sampling
Adams Sediment pore water sampling
CA2558577A1 (en) Dual-opening sample containers, fluid sampling device and method of using same
CN101813690A (en) Testing device for simulating warp self-weight settlement consolidation process by settlement column indoors
Loughran et al. Sampling methods
Axelsson et al. A gravity corer with a simple valve system
Manheim et al. Description of a hydraulic sediment squeezer
Blomqvist et al. Improved sampling of soft bottom sediments by combined box and piston coring
US7000491B1 (en) Aqueous vertical sampler
RU102112U1 (en) PROBE FOR SAMPLING WATER FROM BOTTOM SEDIMENTS
Papucci Sampling marine sediments for radionuclide monitoring
CN112129566A (en) In-situ real-time sealing mining method for bottom mud sample of small river in town
Cooper et al. An inexpensive sampler for obtaining bulk sediment cores
Magnuson et al. A siphon water sampler for use through the ice