專利名稱：附石周叢生物的原位采樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及附石周叢生物的原位采樣裝置，用于解決河流周叢生物采樣過(guò)程中，遇到水體流速較高(速度大于lm/S)、石塊基質(zhì)較大，無(wú)法對(duì)樣品進(jìn)行異位采集的問(wèn)題。
背景技術(shù)：
周叢生物為附著在基質(zhì)上生長(zhǎng)的生物群落，包括藻類、細(xì)菌、真菌、動(dòng)物、有機(jī)或無(wú)機(jī)碎屑等，其附生基質(zhì)可以是有機(jī)或無(wú)機(jī)物，可以是有生命的或非生命的形式?，F(xiàn)有周叢生物樣品采集過(guò)程中的主要參考其所含藻類的形態(tài)，因?yàn)樵谥軈采锏母鞣N組成成分中，藻類是最為重要的組成部分。對(duì)于由絲狀綠藻組成的周叢生物，可采用鑷子、刮刀等工具直接進(jìn)行采集。通常對(duì)于小型石塊上的周叢生物的采集則要相對(duì)容易得多。通?？芍苯訉⑹瘔K從河道取出后，用鑷子、刷子或刮刀等工具將附著在石塊上的周叢生物移至采樣容器內(nèi)。該采樣方式采用將周叢生物的生長(zhǎng)基質(zhì)(石塊)從河道中移出，即異位采樣法。對(duì)于靜水或者低流速(速度小于0. 3m/s)條件下，周叢生物會(huì)以團(tuán)狀(水綿群落)或聚集態(tài)(剛毛藻群落)形式存在，可直接用濾網(wǎng)等工具進(jìn)行撈取，這是一種原位采集方法?，F(xiàn)有采樣方法主要針對(duì)生物調(diào)查研究領(lǐng)域，盡管可以滿足多數(shù)周叢生物采集的需要，但存在以下問(wèn)題1.異位采集方法無(wú)法滿足附生在大型石塊上的周叢生物樣品采集需求?，F(xiàn)有的采樣工具只能放棄或者選取小石塊作為替代樣品，即轉(zhuǎn)原位采樣為異位采樣。2.在異位取樣過(guò)程中，由于石塊表面形狀不規(guī)則，對(duì)于取樣面積的控制易產(chǎn)生偏差，影響取樣精度。3.激流條件下從河道中取出石塊，易對(duì)石塊表面周叢生物造成破壞，影響取樣精度。4.由于周叢生物非常粘滑，而其附生石塊質(zhì)量往往較大，異位采樣存在一定的安全隱患。5.現(xiàn)有原位、異位采樣方法均為手工采樣，采樣時(shí)間長(zhǎng)，效率低。6.異位采樣無(wú)法全面滿足水生態(tài)養(yǎng)分循環(huán)研究需要。即該研究不僅限于抽樣分析調(diào)查，更需要對(duì)河流周叢生物生物量做出評(píng)估和分析。對(duì)于由大量大型石塊構(gòu)成的河床，目前尚無(wú)可行、有效的原位取樣工具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明附石周叢生物原位采樣裝置，用于解決河流周叢生物研究中，處于激流條件下(速度大于lm/s)不能用異位采樣替代的問(wèn)題。其特征在于1.以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，刷下附石周叢生物，然后在真空泵的吸力下將樣品吸入樣品瓶。2.利用采樣管直徑來(lái)確定采樣橫截面積，從而保證每個(gè)周叢生物樣品在石塊基質(zhì)的生長(zhǎng)面積相等，定量控制取樣面積，便于進(jìn)行生物量的分析和其他評(píng)估計(jì)算。
3.利用偏心尼龍毛刷，快速刷下周叢生物，并方便從刷毛上取下纏繞的周叢生物中的絲狀綠藻。4.樣品采集時(shí)間短，因此可以在短時(shí)間內(nèi)采集更多樣品，不僅采樣效率大大提高，而且對(duì)于平行樣品分析具有重要意義。5.不但可滿足大型石塊原位采樣需求，也同樣適用于異位采樣。


圖1是激流條件下附石基周叢生物的原位采樣裝置流程圖。圖2是原位采樣裝置的取樣裝置詳解，即圖1的A部分詳細(xì)圖。圖中1-真空泵、2-緩沖瓶、3-樣品搜集器、4-樣品分離閥門、5-探頭手柄、6-電動(dòng)機(jī)、7-探頭身、8-密封橡膠圈、9-樣品吸收孔、10-偏心尼龍毛刷。
具體實(shí)施例方式1.如圖1所示，附石周叢生物的原位采樣裝置，該裝置通過(guò)真空泵I產(chǎn)生負(fù)壓；真空泵I連接緩沖瓶2，防止液體倒吸入真空泵I ;緩沖瓶2連接樣品搜集器3 ;樣品搜集器3連接由探頭手柄5、電動(dòng)機(jī)6、探頭身7、密封橡膠圈8、樣品吸收孔9、偏心尼龍毛刷10組成的吸取裝置A。2.在河流中選取要搜集樣品的石塊基質(zhì)，因?yàn)橹軈采锏纳L(zhǎng)需要光照，通常水深在0.1 0. 5m之間。采樣探頭身7長(zhǎng)度為10cm，直徑4cm，材料為有機(jī)玻璃；探頭身7連接有探頭手柄5,長(zhǎng)度為lm。3.真空泵I和電動(dòng)機(jī)6分別連接電源。4.在探頭尚未觸及石塊表面時(shí)，提前打開(kāi)電動(dòng)機(jī)6的電源開(kāi)關(guān)，使其聯(lián)動(dòng)的偏心尼龍毛刷10處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。5.通過(guò)探頭手柄5逐步下放吸取裝置A，在密封橡膠圈8與石塊表面接觸的同時(shí)打開(kāi)真空泵I的開(kāi)關(guān)，此時(shí)，偏心尼龍毛刷10產(chǎn)生機(jī)械刷動(dòng)石塊表面；大約停留3 5秒鐘后，先關(guān)閉電動(dòng)機(jī)6的開(kāi)關(guān)，但不關(guān)閉真空泵I的開(kāi)關(guān)，而后迅速取出探頭并保持密封橡膠圈8向上，此時(shí)可關(guān)閉真空泵I的電源開(kāi)關(guān)。因?yàn)橹軈采锏慕M成特點(diǎn)決定可能會(huì)有絲狀綠藻纏繞在尼龍刷上，故先停止旋轉(zhuǎn)后，可保證真空泵繼續(xù)抽取，在探頭身7內(nèi)形成負(fù)壓，水流沿樣品吸收孔8繼續(xù)上行，因而可形成一定吸力，防止尼龍刷上的絲狀藻類在探頭身7移出水面時(shí)，被水流沖走。6.周叢生物經(jīng)過(guò)偏心尼龍毛刷10的刷洗后，形成懸濁液體，樣品搜集器3在氣壓作用下，吸入懸濁液。偏心尼龍毛刷10的刷毛采用尼龍材料，毛刷兩邊長(zhǎng)度不等，并呈120度角；偏心尼龍毛刷10在電動(dòng)機(jī)6的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)。因大型石塊表面并非平面，而是弧形。對(duì)于內(nèi)凹型石塊，由于可能沉積泥沙等雜物，并非采樣所需。因此，絕大多數(shù)可采樣石塊外型均為外凸型，偏心設(shè)計(jì)有利于在采集過(guò)程中操作探頭手柄5，左右調(diào)整以刷下全部采樣面積的周叢生物。外部河流水體從密封橡膠圈8和石塊縫隙處進(jìn)入，從而保證刷洗的周叢生物不會(huì)溢出。密封橡膠圈8為硬質(zhì)橡膠材料構(gòu)成，形狀為碗狀，直徑為5cm，高度為3cm，厚度為0. 5cm ;具有足夠的厚度可防止因下壓吸取裝置A導(dǎo)致橡膠圈變形過(guò)大，產(chǎn)生反轉(zhuǎn)。另一方面厚度太低其橡膠機(jī)械強(qiáng)度不夠，導(dǎo)致密封性不好。
7.懸濁液體收集至樣品搜集器3，可以在錐形底部聚集沉淀，然后利用樣品分離閥門4將樣品取出。
權(quán)利要求
1.附石周叢生物的原位采樣裝置，其特征在于:該裝置由真空泵1、緩沖瓶2、樣品搜集器3、樣品分離閥門4、探頭手柄5、電動(dòng)機(jī)6、探頭身7、密封橡膠圈8、樣品吸收孔9、偏心尼龍毛刷10構(gòu)成；通過(guò)真空泵I產(chǎn)生負(fù)壓；真空泵I連接緩沖瓶2，防止液體倒吸入真空泵I ;緩沖瓶2連接樣品搜集器3 ;樣品搜集器3連接由探頭手柄5、電動(dòng)機(jī)6、探頭身7、密封橡膠圈8、樣品吸收孔9、偏心尼龍毛刷10組成的吸取裝置A。
2.按照權(quán)利要求1所述的附石周叢生物的原位采樣裝置中，含有探頭身7，其特征在于:圓柱型結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度為10cm，直徑4cm，材料為有機(jī)玻璃，探頭身7頂部連有電動(dòng)機(jī)5，并有樣品吸收孔8。
3.按照權(quán)利要求1所述的附石周叢生物的原位采樣裝置中，含有密封橡膠圈8，其特征在于:采用碗狀密封橡膠組成，直徑為5cm,高度為3cm,厚度為0.5cm,該厚度防止探頭下探過(guò)程中，發(fā)生碗狀形狀發(fā)生反轉(zhuǎn)導(dǎo)致樣品流失。
4.按照權(quán)利要求1所述的附石周叢生物的原位采樣裝置中，含有偏心尼龍毛刷10，其特征在于:刷毛采用尼龍材料，毛刷兩邊長(zhǎng)度不等，并呈120度角；偏心尼龍毛刷10在電動(dòng)機(jī)6的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，刷下·周叢生物樣品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了附石周叢生物的原位采樣裝置。該裝置固定采樣橫截面積，利用探頭上的偏心尼龍刷，在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，刷下附石周叢生物；位于探頭末端的碗狀密封橡膠圈、探頭身在真空泵的作用下形成負(fù)壓，使水沿石塊與密封橡膠圈縫隙處進(jìn)入探頭，保證周叢生物不會(huì)在刷下的同時(shí)被激流帶走；周叢生物懸濁液經(jīng)探頭上的樣品吸收孔吸入樣品搜集瓶中，并在錐形底部聚集沉淀，而后通過(guò)樣品分離閥門分離周叢生物樣品。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，樣品保真度高，采樣速度快，解決了傳統(tǒng)手工采樣方法中，無(wú)法在激流條件下，原位采集大型石塊上的附石周叢生物的問(wèn)題；另外異位手工采樣能夠進(jìn)行的樣區(qū)，本發(fā)明也同樣適用。
文檔編號(hào)G01N1/14GK103076205SQ20111032790
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者單保慶, 崔經(jīng)國(guó), 唐文忠 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心