一种湿地原位监测与取样辅助器及其使用方法与流程

本发明涉及一种辅助于湿地原位监测与取样的工具。

背景技术：

自然湿地（淹没型或非淹没型）或正在运行的人工湿地（表面流型或潜流型）一般需要进行原位监测，以了解湿地的内部一些参数指标的分布。一些监测探头（分别测定DO、ORP、pH等指标的探头）提前埋入的话，时间长了之后，导致探头污染，得不到清洗，使得测定不准。对于一些室内人工潜流湿地，较大的采样器会破坏或影响尺寸本来就在几十或一百多厘米的湿地的结构。湿地取样工具过粗的话，会破坏设定点位处的湿地结构，而取出的水样或泥水样，也不是“当时的”，也不是设定点位处的，不具备代表性。

中国专利（103558057A）公开了一种室内人工湿地水样和基质样品采集器，由采样管主体、弧形挡板和样品勾取装置组成，所述采样管主体上设置采样孔，采样孔内面设有橡胶插槽；弧形挡板由插板、握柄和连接杆构成，插板用于插入橡胶插槽内；样品填料勾取装置由握柄和采样钩构成。该发明适用范围有限，没有辅助原位监测功能且取样难度较大。

因而，需要发明一种适于湿地原位监测的辅助装置，兼有较好的取样功能。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上不足，提供一种湿地原位监测与取样辅助器，可易于实现原位监测，取样方便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种湿地原位监测与取样辅助器，由主体管、锥形体、进样孔、插槽、弧形挡板、连杆和手柄组成，主体管下端为实心的锥形体，锥形体上部为主体管，锥形体向上为2个相对的进样孔，进样孔位于主体管上，进样孔内侧设插槽和弧形挡板，通过连杆连接弧形挡板，使弧形挡板在插槽中上下运动，以控制进样孔的开启度，主体管外表面上从采样孔自下而上设有刻度，主体管最上端设置横向手柄。

优选地，主体管上的进样孔为边长为1.5~3cm的正方形，进样孔两侧对开，互相贯通，并向上与主体管连通。

优选地，主体管内径4~6cm，长100~150cm，主体管壁、弧形挡板和手柄均采用不锈钢制成，连杆为硬质细杆，直径3~5mm。

一种湿地原位监测与取样辅助器的使用方法：

（1）将湿地原位监测与取样辅助器垂直插入湿地某一深度，拉动连杆及弧形挡板向上，打开两侧进样孔，使得整体连通，湿地中的水在大气压力下进入主体管中，将测定溶解氧、氧化还原电位等指标的探头依次放入主体管，直达进样孔处，尾端与测定仪器相连，控制弧形挡板的开启度，使得主体管内进水上升不要过快，刚好淹没探头或超过探头5~10cm，均可进行原位监测和记录。

（2）换成其它类型的探头如测量水温、pH值的探头，其它控制条件同上，进行原位监测和记录。

（3）原位监测结束之后，控制弧形挡板，增大使进样孔开启度，使得进水或泥水在主体管内上升，由小型泵抽取获得的水样或泥水样为1号样；待湿地运行30分钟~1小时后，由小型泵抽取进样孔处的水样或泥水样为2号样，将1号样和2号样进行混合，测定其他所需的指标。

（4）在测定完某一深度点位之后，可继续向下插入，依次进行某一深度点位之下的点位的测定。

优选地，当测定DO、ORP等指标的探头受到污染而导致影响测定时，可将探头取出清洗后，再放至进样孔当中进行测定。

优选地，必要时可每隔半小时取一次，最终一起混合测定。

本发明采用的技术原理是：

湿地中有些指标需要在线测定或原位测定。如溶解氧，溶解氧（dissolved oxygen）是指溶解在水里氧的量，通常记作DO，用每升水里氧气的毫克数表示。溶解氧是研究自然湿地或人工湿地的一个重要的指标。通过监测不同位置、不同深度处的溶解氧能了解不同深度下的微生物所处的环境。氧化还原电位，简称ORP （是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写）或Eh。ORP作为介质（包括土壤、天然水、培养基等）环境条件的一个综合性指标，已沿用很久，它表征介质氧化性或还原性的相对程度。ORP值（氧化还原电位）是水质中一个重要指标，它虽然不能独立反应水质的好坏，但是能够综合其他水质指标来反映水生系统中的生态环境。

而溶解氧和氧化还原电位的测定较为苛刻，特别是对于湿地中的溶解氧测定，最优方案是进行在线测定或原位测定。在线测定中，探头提前埋入的话，时间长了之后，导致探头污染，得不到清洗，使得测定不准。氧化还原电位也是如此，需要进行原位测定，即时测定。

一种湿地原位监测与取样辅助器，其上面的刻度便于观察监测点位的深度，手柄也是用来使得辅助器能顺利向下，便于操作。弧形挡板在插槽中上下运动，以控制进样孔的开启度。在未到达预定的监测点位时，处于全闭状态；开始原位监测时，部分打开；进行取样时，可以放大进样孔的开启度，直至全部打开。

主体管上的进样孔两侧对开，互相贯通，并向上与主体管连通。湿地中的水在大气压力下进入主体管中。两侧进样孔与主体管构成连通器原理，便于水样或泥水进入主体管内，同时通过控制进样孔的开启度，控制水样或泥水进入主体管的流速或高度，便于取样。对于淹没型自然湿地或表面流型人工湿地丝毫不影响湿地的原位测定与取样。因为，不管是淹没型还是非淹没型自然湿地，表面流型人工湿地还是潜流型，水要进入到主体管中，必须要经过进样孔，而首先进入进样孔的主体管内的就是要测定的原位的水样，通过控制进样孔的开启度，让水流不要上升太快，其他部位的水流即不易进入主体管，那么保证了主体管处的进样为设定的点位处的水样。

主体管壁、弧形挡板和手柄均采用不锈钢制成，连杆为硬质细杆。主体管管径比较小，对实验型的人工湿地破坏很小，而其高度保持了进样基本属于设定点位处的水或泥水。

一种湿地原位监测与取样辅助器的使用方法：

（1）将湿地原位监测与取样辅助器垂直插入湿地某一深度的设定点位，拉动连杆及弧形挡板向上，打开两侧进样孔，使得整体连通，湿地中的水在大气压力下进入主体管中，将测定溶解氧、氧化还原电位等指标的探头依次放入主体管，直达进样孔处，尾端与测定仪器相连，控制弧形挡板的开启度，使得主体管内进水上升不要过快，刚好淹没探头或超过探头5~10cm，均可进行原位监测和记录；进水上升过快或过高，会导致非设定点位处的水流顺流进入主体管。当测定DO、ORP等指标的探头受到污染而导致影响测定时，可将探头取出清洗后，再放至进样孔当中进行测定。

（2）换成其它类型的探头如测量水温、pH值的探头，其它控制条件同上，进行原位监测和记录。为保证主体管的管径较小，依次进行不同探头的原位测定。而且将重要参数或对环境比较敏感的容易受到影响的探头先测定，次重要的参数或不易受到影响的探头后测定。

（3）原位监测结束之后，控制弧形挡板，增大使进样孔开启度，使得进水或泥水在主体管内上升，由小型泵抽取获得的水样或泥水样为1号样；待湿地运行30分钟~1小时后，由小型泵抽取进样孔处的水样或泥水样为2号样，将1号样和2号样进行混合，测定其他所需的指标。必要时可每隔半小时取一次，最终一起混合测定。隔半小时取一次的某一深度设定点位的水样可以认为是湿地正常运行时的某一深度设定点位处的水流，同时其他位置的水流进入主体管的影响会下降，正常运行时，其他位置的水流有出处，不会通过进样孔进入主体管。

（4）在测定完某一深度设定点位之后，可继续向下插入，依次进行设定点位之下的点位的测定。

有益效果：与现有的装置相比本发明具有以下有益效果。

1、本发明提供的湿地原位监测与取样辅助器，主体管筒体较细，对取样影响小，对湿地影响小，尤其对于室内的构建的实验型人工湿地。因而，适用面更广，辅助监测与取样的性能更优。

2、本发明提供的湿地原位监测与取样辅助器，结构优化，充分利用连通原理和弧形挡板加以控制，使得取样更容易，更精确。辅助器的功能多样化，同时使得辅助湿地原位监测与取样的方法得到优化。

3、本发明提供的湿地原位监测与取样辅助器，对进样口改善了进样条件，对防漏要求不高，对于淹没型自然湿地或表面流型人工湿地都适用。辅助器与探头的原位监测充分体现了“即时性”，辅助器与小型泵的取样充分体现了“原位精确性”，且方便快捷。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本发明进一步描述。

图1为一种湿地原位监测与取样辅助器结构图。

图2为一种湿地原位监测与取样辅助器的进样孔原理图。

图3为一种湿地原位监测与取样辅助器的进样孔结构详图。

图4为一种湿地原位监测与取样辅助器取样示意图。

在图1、2、3、4中：1:锥形体, 2:进样孔,3:主体管,4:手柄,5:引线，6：监测设备，7：探头，8:弧形挡板，9:连杆，10:插槽，11：取样软管，12：取样泵，A、B、C：监测点位。

具体实施方式

实施例1

如图1、2、3、4，一种湿地原位监测与取样辅助器，由主体管、锥形体、进样孔、插槽、弧形挡板、连杆和手柄组成，主体管下端为实心的锥形体，锥形体上部为主体管，锥形体向上为2个相对的进样孔，进样孔位于主体管上，进样孔内侧设插槽和弧形挡板，通过连杆连接弧形挡板，使弧形挡板在插槽中上下运动，以控制进样孔的开启度，主体管外表面上从采样孔自下而上设有刻度，主体管最上端设置横向手柄。主体管上的进样孔为边长为2cm的正方形，进样孔两侧对开，互相贯通，并向上与主体管连通。主体管内径5cm，长120cm，主体管壁、弧形挡板和手柄均采用不锈钢制成，连杆为硬质细杆，直径4mm。

使用辅助器对某人工湿地进行监测和取样。设定取样点位深度，A—地面以下0.3m处，B—地面以下0.5m处，C—地面以下0.7m处。具体使用方法：

（1）设定将湿地原位监测与取样辅助器垂直插入湿地点位A处，拉动连杆及弧形挡板向上，打开两侧进样孔，使得整体连通，湿地中的水在大气压力下进入主体管中，将测定溶解氧、氧化还原电位等指标的探头依次放入主体管，直达进样孔处，尾端与测定仪器相连，控制弧形挡板的开启度，使得主体管内进水上升不要过快，刚好淹没探头或超过探头5~10cm，均可进行原位监测和记录。

（2）换成其它类型的探头如测量水温、pH值的探头，其它控制条件同上，进行原位监测和记录。

（3）原位监测结束之后，控制弧形挡板，增大使进样孔开启度，使得进水或泥水在主体管内上升，由小型泵抽取获得的水样或泥水样为1号样；待湿地运行30分钟~1小时后，由小型泵抽取进样孔处的水样或泥水样为2号样，将1号样和2号样进行混合，测定其他所需的指标。

（4）在测定完某一深度点位之后，可继续向下插入，依次进行某一深度点位之下的点位的测定。

当测定DO、ORP等指标的探头受到污染而导致影响测定时，可将探头取出清洗后，再放至进样孔当中进行测定。每隔半小时取一次，最终一起混合测定。