定深原狀水樣采集系統(tǒng)以及在湍流水域中定深采集原狀水樣的采集方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水質研究用的水樣采用裝置和采集方法，具體地說是一種定深原狀水樣采集系統(tǒng)以及在湍流水域中定深采集原狀水樣的采集方法。
【背景技術】
[0002]根據(jù)已經(jīng)公開的文獻資料，目前的定深采樣裝置主要類型有四類，分述如下:
一、把取樣容器置入水中擬定深度，水樣進入取樣容器并充滿取樣容器，提出水面，灌入采樣瓶保存。其缺點為:1)水樣進入取樣器是呈紊流狀態(tài)，水樣中的揮發(fā)性物質容易溢出；2)取樣器中的遺留空氣容易氧化水中的氧敏感物質；3)取樣器中遺留空氣的排出過程和水樣呈“對流”狀態(tài)，擾動水樣，水樣中的氧敏感性物質容易被空氣氧化，揮發(fā)性物質容易溢出；4)灌水入瓶的過程，水樣呈“柱狀”水流進入瓶體，水樣始終處于與空氣接觸狀態(tài)，水樣中的氧敏感性物質容易被空氣氧化，揮發(fā)性物質容易溢出；5)灌水入瓶的過程是水樣壓力釋放的過程。
[0003]總之，此種方法降低了樣品的保真度，不能采集含揮發(fā)性、氧敏感性等環(huán)境敏感性物質的原狀水樣。
[0004]二、將真空容器加以保護，放入水中擬定深度，水樣從真空容器口直接進入真空容器并充滿，提出水面后，灌入采樣瓶保存。
[0005]與前一種方法相比，這種方法的樣品失真環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在樣品的入瓶過程。其缺點為:I)樣品從真空容器灌入采樣瓶瓶的過程中，水樣呈“柱狀”水流進入瓶體，水樣始終處于與空氣接觸狀態(tài)，水樣中所含的氧敏感性物質容易被空氣氧化，揮發(fā)性物質容易溢出；2)灌水入瓶的過程是水樣壓力釋放的過程。
[0006]可見，此種方法降低了樣品的保真度，同樣不能采集含揮發(fā)性、氧敏感性等環(huán)境敏感性物質的原狀水樣。
[0007]三、將采樣瓶置入保護容器內，再一起放入水中擬定深度，水樣流入保護容器內，充滿保護容器和采樣瓶，提出水面后，取出采樣瓶，將采樣瓶擰蓋保存。其缺點為:1)水樣從采樣瓶口或采樣瓶口的進水管呈溢灑四濺狀態(tài)充滿采樣瓶。在此過程中，進入瓶內的水流始終和瓶內遺留的空氣接觸，直至瓶滿排干凈空氣，這就不可避免地對水樣中的氧敏感性物質產(chǎn)生影響；2)在采樣瓶的進水過程中，由于流速無法控制，水流呈紊流擾動的狀態(tài)，水樣中的部分揮發(fā)性物質受擾動而溢出，隨瓶內的空氣一起排出瓶體；3)若容器內有微量殘留污物存在，則會污染瓶內水樣；4)采集系統(tǒng)提出水面以及取出采樣瓶的過程中，不能保證采樣瓶內的水樣呈溢滿狀態(tài)，擰蓋后瓶內會留有空間，水樣中的物質容易被氧化和溢出；5)從采集系統(tǒng)提出水面、取出采樣瓶直到擰緊瓶蓋的過程，是水樣壓力釋放的過程。
[0008]此種方法降低了樣品的保真度，不能采集到含揮發(fā)性、氧敏感性等環(huán)境敏感性物質的原狀水樣。
[0009]四、將采樣瓶加以保護，放入水中擬定深度，水樣從采樣瓶口或采樣瓶口處的進水管口直接灌入采樣瓶內，直至瓶滿自動擰蓋，提出水面，取下采樣瓶保存。其缺點為:I)水樣從采樣瓶口或采樣瓶口的進水管呈溢灑四濺狀態(tài)充滿采樣瓶。在此過程中，進入瓶內的水流始終和瓶內遺留的空氣接觸，直至瓶滿排干凈空氣，對水樣中的氧敏感性物質產(chǎn)生影響；
2)在采樣瓶的進水過程中，由于流速無法控制，水流呈紊流狀態(tài)，水樣中的揮發(fā)性物質受擾動溢出，隨瓶內的空氣一起排出瓶體。
[0010]此種方法及裝置同樣不適用于采集含揮發(fā)性、氧敏感性等環(huán)境敏感性物質的水樣。

【發(fā)明內容】

[0011]本發(fā)明的目的之一就是提供一種定深原狀水樣采集系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有采集裝置采集含揮發(fā)性、氧敏感性等環(huán)境敏感性物質水樣存在的保真度低的問題。
[0012]本發(fā)明的目的之二就是提供一種在湍流水域中定深采集原狀水樣的采集方法，以實現(xiàn)對含揮發(fā)性、氧敏感性等環(huán)境敏感性物質的水樣的高保真度的采集。
[0013]本發(fā)明的目的之一是這樣實現(xiàn)的:
一種定深原狀水樣采集系統(tǒng)，包括采樣瓶、取樣器、上連接體、刻度管和定位桿。
[0014]所述采樣瓶包括瓶體、瓶蓋、壓板和保護帽。
[0015]所述瓶體分為上瓶體和下瓶體兩部分，所述上瓶體和所述下瓶體為內部口徑相同的圓筒體，二者通過對接部的螺紋連接對合成一個直筒體，在對合連接部設置有密封墊圈予以密封；在所述上瓶體的上部設有圓錐形的斜肩部，所述上瓶體的斜肩部的斜面與水平面的夾角不小于30°，在所述上瓶體的斜肩部上接有上瓶口，所述上瓶口的中心線與所述上瓶體的軸心線在一條直線上，在所述上瓶口的側壁上制有連接瓶蓋的外螺紋，在所述上瓶體的毗鄰斜肩部的外側壁上制有環(huán)繞外壁的外螺紋；在所述下瓶體的下部設有斜肩部，所述下瓶體的斜肩部的斜面與水平面的夾角不小于30°，在所述下瓶體的斜肩部上接有下瓶口，所述下瓶口的中心線與所述下瓶體的軸心線在一條直線上，在所述下瓶口的側壁上制有外螺紋，在所述下瓶體的毗鄰斜肩部的外側壁上制有環(huán)繞外壁的外螺紋；所述瓶蓋分別扣蓋在所述上瓶體的所述上瓶口上和所述下瓶體的所述下瓶口上。
[0016]所述瓶蓋由蓋頂和筒形側壁組成，在所述瓶蓋的筒形側壁上制有與瓶口連接的內螺紋，在所述瓶蓋的蓋頂上表面開有平置的有底穿插槽，所述穿插槽的槽口寬度不超過所述瓶蓋蓋頂直徑的1/3，所述穿插槽的中心線通過所述瓶蓋蓋頂?shù)闹行模龃┎宀鄣囊欢藶榉忸^端，另一端為開口端，所述穿插槽的開口端開通在所述瓶蓋的蓋頂側壁上，所述穿插槽的側壁頂部為燕尾槽式穿插口，在所述穿插槽的穿插口中可插接用于遮蓋所述穿插槽上口的壓板，在所述穿插槽中開有貫通所述蓋頂?shù)膱A形穿接孔，所述穿接孔的圓心位于所述穿插槽的中心線上，所述穿接孔的直徑不大于所述穿插槽槽口寬度的0.625倍，所述穿接孔的開設位置靠近所述穿插槽的開口端；在所述瓶蓋的內側襯墊有密封瓶口用的圓形密封墊，在所述密封墊上一體地制有一個直立的柔性穿接管，所述穿接管的下端口開通在所述密封墊上，所述穿接管的外徑略小于所述瓶蓋上的所述穿接孔的直徑，所述穿接管的高度不大于所述瓶蓋上的穿接孔靠近瓶蓋中心一側的邊緣與所述穿插槽中心線的交點到穿插槽的封頭端內壁的距離，所述穿接管的管體無障礙地穿過所述瓶蓋上的所述穿接孔并通過所述穿插槽伸到所述瓶蓋的外部。
[0017]所述壓板為所述采樣瓶在取樣前和取樣后使用的、用于將所述穿接管折壓在所述瓶蓋上的所述穿插槽中的壓制體；所述壓板的兩端為圓弧邊，其一端與所述穿插槽的封口端內弧面的弧度一致，另一端與所述瓶蓋外圓面的弧度一致；所述壓板的長度與所述瓶蓋上的所述穿插槽的長度相同，在所述壓板的兩個長邊上制有外凸的三角形棱沿，兩邊的三角形棱沿構成與所述穿插槽槽口上的燕尾槽式穿插口形狀相合的燕尾榫；所述壓板為楔形體，即其內插端的下緣呈弧形，并以平直的斜面過渡到壓板長度的1/2處，壓板長度方向上剩余的1/2部分為與壓板上緣平行的平面；目的是使壓板在滑動阻力較小的情況下順利插入穿插槽并將所述穿接管擠壓在所述穿插槽中；在所述壓板的板面上開有方便穿刺法提取樣品的取樣孔，所述取樣孔的直徑不大于所述穿接管內徑的一半，所述取樣孔的圓心位于所述壓板的軸線上，在所述壓板插入所述穿插槽并完全閉合后，所述取樣孔的圓心與所述瓶蓋上的所述穿接孔的圓心上下重合；所述壓板在插入所述穿插槽并完全閉合后，其頂面高出所述瓶蓋上沿2 — 3mm，其底面距所述穿插槽底面的距離是所述穿接管管壁厚度的1.25-1.6倍，以使所述穿接管因受到所述壓板的擠壓后可產(chǎn)生擠壓變形。
[0018]所述保護帽為所述采樣瓶在取樣前和取樣后使用的、扣蓋在瓶口和瓶蓋上的保護體，所述保護帽的外形呈圓柱狀，在所述保護帽中設有扣蓋瓶蓋用的筒形護套，所述護套的上沿連接在所述保護帽的頂部中心，所述護套的內徑略大于所述瓶蓋的外徑，所述護套的高度小于所述瓶蓋的高度；在所述保護帽的內腔下端口處制有內螺紋，用以與瓶體外壁上的螺紋部相連接，使所述護套罩接在瓶蓋外側；所述保護帽的內腔總高度不小于瓶蓋上的壓板上沿至瓶體外壁螺紋部下緣的垂直距離。
[0019]所述取樣器包括進水器、吊梁和下環(huán)圈；在所述下環(huán)圈的內壁上制有內螺紋，在所述下環(huán)圈的一條環(huán)圈直徑線的兩端接有向下垂吊的弧形吊梁，所述吊梁與所述下環(huán)圈的環(huán)圈平面相垂直，在所述吊梁的一個外側面制有兩個螺孔；所述下環(huán)圈從下向上套接在所述下瓶體外壁上的螺紋段，并與所述下瓶體螺紋連接在一起，在所述吊梁的中心部位設有下通孔，所述進水器的上端出水管從下向上穿接并固定在所述吊梁的所述下通孔中，在所述出水管的上端口套接有第一硅膠管，所述第一硅膠管的另一端套接在一個長度為50—60mm的直筒狀的第一端管上，所述第一端管的另一端與插接在所述下瓶體的瓶蓋上的所述穿接管相連接；所述第一硅膠管的設置長度是以其一端所連接的第一端管在與所述下瓶體上的穿接管相接后使第一硅膠管處于正好拉直的狀態(tài)；在所述第一端管與所述穿接管的連接處以及在所述第一硅膠管的兩端連接處均設置有緊固連接端的喉箍。
[0020]所述進水器包括殼體和設置在所述殼體中的浮動封口器；所述殼體是由兩個圓錐體對合組成的梨形空腔體，進水器上端的所述出水管連通在所述殼體的頂部，所述出水管的軸線與所述殼體的軸線重合，在所述殼體的底部中心開有進水口，在所述殼體的下部圓錐體的內側壁上開有一個水平的環(huán)槽，在所述環(huán)槽中固定有O形密封圈；所述環(huán)槽的內徑等于O形密封圈的線徑，所述環(huán)槽的深度等于O形密封圈的線徑的3/5 ;在所述殼體的底部接有門型限位桿，在所述限位桿的中部設置有導向環(huán)，所述導向環(huán)的中心在所述殼體的軸線上；所述浮動封口器是由上部的聚四氟乙烯圓錐體與下部的不銹鋼圓錐體通過接口處的螺紋連接所組成的一個封閉的梨形空腔體，聚四氟乙烯圓錐體的高度為不銹鋼圓錐體的高度的2.8—3.2倍，所述浮動封口器的最大外徑是所述殼體最大內徑的2/3 ;所述浮動封口器的底部封蓋在所述殼體下部的進水口上，在所述浮動封口器的底部中心接有下垂的導向桿，所述導向桿的軸線與所述浮動封口器的軸線重合，所述導向桿從所述殼體的進水口向下伸出，并在穿過所述限位桿上的所述導向環(huán)后下接一個不銹鋼限位球；所述導向桿的桿徑略小于所述導向環(huán)的直徑，所述限位球