一种沉积物孔隙水和上覆水采样器的制作方法

本发明属于环境工程技术领域，特别涉及一种湖泊、河流、水库等水体沉积物孔隙水及上覆水的采样器。

背景技术：

水-沉积物界面是水环境中沉积物相和水相之间物理、化学和生物反应的重要场所，对水体中污染物的迁移转化起着重要的作用。通常，沉积物中污染物的吸附与释放是上覆水中污染物的源和汇。因此，准确获取和测定沉积物孔隙水和上覆水污染物的含量，有利于研究其生物地球化学循环过程，并为水体污染和治理提供理论指导。

目前，获取沉积物孔隙水的方法主要有主动和被动两种方式。离心法是主动采样技术，主要是将野外获取的样品通过离心得到孔隙水，这种方法会增加孔隙水和空气的接触机会；且过高的离心速度会分离出沉积物颗粒内层水中的溶解性污染物，无法获取真实的孔隙水污染物浓度。被动采样法是将固相微萃取和低密度聚乙烯膜等萃取装置安装在采样点被动采样。

由于被动采样方法获取的样品更接近孔隙水的真实情况，目前应用较多，现有的很多采样器结构相对复杂，不可进行原位连续多次动态采样，也无法同时采集上覆水样品。存在一些采样器采用玻璃纤维膜作为萃取膜，价格昂贵且易破损，原位应用性差。另外，也存在一些采样器采用不锈钢等为主体框架，导致采集的样品无法进行金属元素的分析。实际环境中，不同时期水体温度、光照强度等差异巨大，沉积物中金属元素、氮、磷等和其他有机物的迁移转化过程差异显著，导致沉积物孔隙水和上覆水微环境发生明显变化。

技术实现要素：

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于：提供一种湖泊、河流、水库等水体沉积物孔隙水及上覆水的采样器，方便操作的同时，能够确保获取的样品满足金属元素、氮、磷等无机物和其他有机物的分析测试。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

沉积物孔隙水和上覆水采样器，包括用于下探至采样区域的主管，主管的管身上缠绕有聚丙烯膜采集管，主管的上端设置有操作手柄，聚丙烯膜采集管的两管端分别与溶液采集管的管腔连通，溶液采集管位于主管的管腔内，溶液采集管的管端由主管的上端引出且与抽拉收集装置连通。

本发明还存在以下技术特征：

所述抽拉收集装置为注射器，所述注射器与溶液采集管的管端构成插接配合。

所述主管上缠绕有聚丙烯膜采集管的管身区域包附有尼龙网，所述尼龙网上设置有塑料卡环，所述尼龙网的开口位置设置有魔术贴。

所述塑料卡环的轮廓外径大于或等于聚丙烯膜采集管缠绕在主管上的轮廓外径。

所述聚丙烯膜采集管的两管端插置在溶液采集管的管口内，溶液采集管的管口填充有硅胶。

所述主管的下端设置有锥形头，所述锥形头与主管的下端管口可拆卸式连接，所述操作手柄与主管的上端管口构成可拆卸连接。

所述锥形头的上端设置有螺纹段与主管的下端管口的螺纹段构成螺纹配合，所述操作手柄呈T形管状结构，操作手柄的中间管段设置有螺纹段与主管的上端管口的螺纹段构成螺纹配合。

所述主管采用PVC材料制成，沿着主管的管身长度方向间隔设置有通孔，所述通孔与主管的管腔连通。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：利用操作手柄，可方便将主管下探至沉积物和上覆水的下方，方便操作者的采样操作；当主管下探至采样区域后，由于聚丙烯膜采集管的低透性，可减少采样区域的水体的扰动对采样准确性的干扰，确保采样获取的样品满足金属元素、氮、磷等无机物和其他有机物的分析测试。

附图说明

图1是沉积物孔隙水和上覆水采样器的结构示意图；

图2是沉积物孔隙水和上覆水采样器的聚丙烯膜采集管与溶液采集管装配的结构示意图；

图3是沉积物孔隙水和上覆水采样器的操作手柄结构示意图；

图4是沉积物孔隙水和上覆水采样器的主管下端的结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图4，对本沉积物孔隙水和上覆水采样器的特征详述如下：

沉积物孔隙水和上覆水采样器，包括用于下探至采样区域的主管10，主管10的管身上缠绕有聚丙烯膜采集管20，主管10的上端设置有操作手柄11，聚丙烯膜采集管20的两管端分别与溶液采集管30的管腔连通，溶液采集管30位于主管10的管腔内，溶液采集管30的管端由主管10的上端引出且与抽拉收集装置连通。

操作者手持主管10的操作手柄11下探至采样区域内，当该采样器下探至采样区域位置时，由于插入沉积物过程中会对采样区域的水体产生极大的扰动，如若单纯的收集此时扰动较大的液流，采样获取的样品的测试结果存在较大的偏差，因此，利用聚丙烯膜采集管20的低透性，在采样区域的水体静置一定程度后，采样区域的液流才会缓慢的渗入聚丙烯膜采集管20内，而此时渗入聚丙烯膜采集管20内液流是较为稳定的，可以确保采集样品的准确性；

可在主管10不同高度的管身段缠绕聚丙烯膜采集管20，从而可一次性采集不同深度的样品，提高采样器的通用性。

上述聚丙烯膜采集管20缠绕在主管10的管身上，并且使得两端与溶液采集管30连通，经过一段时间后，利用抽拉收集装置实施对溶液采集管30的抽拉操作，从而使得溶液采集管30产生负压，进而方便将聚丙烯膜采集管20内的液体抽出，作为检测用的样品，且能够提高样品的检测准确度；

聚丙烯膜采集管20的微孔尺寸为0.02～0.2um，聚丙烯膜采集管20的内径为0.8mm，聚丙烯膜采集管20的外径为1.3mm，溶液采集管30为硅胶软管，其内径3mm，其外径为5mm，能够确保样品采集准确的同时，提高样品采集效率。

作为本发明的优选方案，为方便实施对聚丙烯膜采集管20及溶液采集管30的收集，所述抽拉收集装置为注射器40，所述注射器40与溶液采集管30的管端构成插接配合。

上述实施例中，操作者只需手持注射器40，即可方便将液体的样品抽至注射器40内。

为避免聚丙烯膜采集管20在下探的过程中，沉积物对聚丙烯膜采集管20的损伤，所述主管10上缠绕有聚丙烯膜采集管20的管身区域包附有尼龙网50，所述尼龙网50上设置有塑料卡环60，为避免尼龙网50在随着采样器下探的过程中散开，所述尼龙网50的开口位置设置有魔术贴，利用魔术贴能够有效的将尼龙网50粘贴牢固。

进一步地优选方案，所述塑料卡环60的轮廓外径大于或等于聚丙烯膜采集管20缠绕在主管10上的轮廓外径；

上述实施例中，塑料卡环60不仅可以将尼龙网50缠绕固定，而且塑料卡环60可隔离出用于容纳聚丙烯膜采集管20的空缺区域，避免沉积物伤害聚丙烯膜采集管20，为确保尼龙网50的透水性，尼龙网50选用60目即可。

作为本发明进一步的优选方案，所述聚丙烯膜采集管20的两管端插置在溶液采集管30的管口内，溶液采集管30的管口填充有硅胶。采用硅胶可将聚丙烯膜采集管20的两管端实现与溶液采集管30管口的连通密封，避免样品水由溶液采集管30流出。

为确保主管10能够下探至沉积物的采样区域，所述主管10的下端设置有锥形头12，为方便对上述原件的安装及拆卸，所述锥形头12与主管10的下端管口可拆卸式连接，所述操作手柄11与主管10的上端管口构成可拆卸连接。

具体地，所述锥形头12的上端设置有螺纹段与主管10的下端管口的螺纹段构成螺纹配合，所述操作手柄11呈T形管状结构，操作手柄11的中间管段设置有螺纹段与主管10的上端管口的螺纹段构成螺纹配合。

为确保采样器能够方便插入沉积物较深的位置，所述主管10采用PVC材料制成，沿着主管10的管身长度方向间隔设置有通孔13，所述通孔13与主管10的管腔连通。该通孔13能够有效消除主管10产生的浮力，进而使得主管10下探至沉积物较深的位置。

在固定操作手柄11前，将溶液采集管30穿出操作手柄11，置于操作手柄11两侧，并用记号笔标记，用自封袋或保鲜膜将溶液采集管30包裹，使用不锈钢金属夹夹紧。一方面，固定溶液采集管30避免其脱落进入主管10内部；另一方面，可防止雨水或降尘进入溶液采集管30，污染样品。

将按照以上步骤组装好的采样装置插入沉积物，为减少插入沉积物过程对水体的扰动，平衡24小时后，进行采样。聚丙烯膜采集管20由于孔隙较小，3小时左右水分才能完全渗透聚丙烯膜采集管20，因此，在主管10插入沉积物的短时间内，水分不能充分进入聚丙烯膜采集管20内，保证了采集样品的准确性。

平衡24小时后，将50mL大容量注射器40与聚丙烯膜采集管20连接，通过人力拉动注射器产生负压，收集不同深度的沉积物孔隙水和上覆水样品。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不受上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。