一种浅水湖泊悬浮颗粒物收集装置及其使用方法与流程

本发明属于水环境的技术领域，具体涉及一种浅水湖泊悬浮颗粒物收集装置及其使用方法。

背景技术：

水体的颗粒物主要来自水体自身产生的颗粒物(浮游生物及其排泄物和残骸)、大气颗粒物的沉降、陆源及上游颗粒物的输入以及沉积物的再悬浮等。

浅水湖泊的一个最大特点是水土界面不断受到风浪扰动导致表层沉积物、动植物残体等颗粒物大量悬浮而再次进入水体，而颗粒物在悬浮与沉降过程中会通过吸附、解吸、络合和絮凝等作用与水体进行相互作用，进而对水质、营养水平和水生生物的生态生活产生影响。据调查研究，悬浮物中的有毒有害物质是沉积物中的好几倍，是水体溶解态的几百倍。所以，研究水体中悬浮颗粒物的含量及其形态至关重要。而想要测定悬浮颗粒物的含量及其形态，就必须获得足够量的悬浮颗粒物才能展开研究分析，所以设计一种浅水湖泊悬浮物颗粒物收集装置，起到很大的作用。

专利申请号201220707165.9，为王书航等人研制的悬浮颗粒物采集和分离一体化装置，能够对水体悬浮颗粒物进行收集。

但目前的研究仍存在3个方面的具体问题：

1)湖泊中风浪较大，收集装置往往会倾斜在水中，这一因素会影响颗粒物的收集效率。

2)不能收集不同深度或者不同层的颗粒物。

3)水下环境复杂，装置很容易被水体中水草限制，从而造成损坏。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种能够在浅水湖泊中稳定并能够收集不同深度及不同层颗粒物的浅水湖泊悬浮颗粒物收集装置及其使用方法。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种浅水湖泊悬浮颗粒物收集装置，其中：包括牵拉装置、捕集系统、稳定系统，牵拉装置与捕集系统上部连接，牵拉装置用于控制捕集系统放入水体中的深度，捕集系统包括捕集管和捕集管支架，捕集管用于收集水体样本，捕集管固定在捕集管支架上，捕集管支架下端连接稳定系统，稳定系统通过重力将捕集管稳定在水体的预定高度上。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的牵拉装置包括绳索滑轮和控制手柄，一连接绳索一端与控制手柄连接，另一端绕过绳索滑轮与捕集管支架上端连接，控制手柄能控制连接绳索的长度。

上述的捕集管包括收集瓶和保护柱，收集瓶为上端开口的瓶体，保护柱为中空柱，收集瓶主体部分安放于保护柱中，保护柱下部设置有保护柱底盖，保护柱底盖能与保护柱密封盖合，收集瓶上端伸出保护柱，收集瓶与保护柱之间通过螺纹或卡口固定连接。

上述的收集瓶的材质为聚丙烯；所述收集瓶上端能够通过瓶盖密封；所述收集瓶能直接放到离心机里面进行高速离心。

上述的捕集管支架包括捕集支柱，捕集支柱的四面上均设置有成组的管夹和紧固螺栓，每组管夹和紧固螺栓能固定一个捕集管。

上述的捕集管支架下端设置有连接环，连接环通过配重绳与稳定系统连接。

上述的稳定系统为重锤。

上述的浅水湖泊悬浮颗粒物收集装置还包括保护系统，保护系统为上端开口的罩体，捕集管支架和稳定系统均置于该保护系统中。

上述的保护系统为五块玻璃组装而成。

一种浅水湖泊悬浮颗粒物收集装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、将连接绳索上端缠绕绳索滑轮与控制手柄连接，下端连接捕集管支架上端的环体，

步骤二、将收集瓶固定在保护柱内，然后将保护柱底盖拧紧；

步骤三、将保护柱通过管夹、紧固螺栓固定在捕集支柱上；

步骤四、用连接绳索将稳定系统固定在捕集系统的下端连接环上，组成收集悬浮颗粒物的装置；

步骤五、将收集悬浮颗粒物的装置投入到指定水域，通过摇动控制手柄来控制连接绳索的长度，将收集悬浮颗粒物的装置放在预定深度，收集瓶浸满水样，收集该水层的悬浮颗粒物，静置收集悬浮颗粒物预定时间，待收集瓶内水体样本与该水层水体一致；

步骤六、反向摇动控制手柄，使收集悬浮颗粒物的装置上升离开水域，从保护柱上取出收集瓶；

步骤七、按步骤一至四装上新的收集瓶，将收集悬浮颗粒物的装置投入到指定水域，改变连接绳索伸出长度，按步骤五和六收集其他水层水体样本；

步骤八、将收集瓶放入离心机高速离心，实现悬浮颗粒物和水体的分离，将分离后的悬浮物进行冷冻干燥，以备实验使用。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明包括稳定系统，重锤能够在湖泊风浪大的时候保证捕集系统的稳定性；

(2)本发明的收集瓶能够直接放入离心机内进行离心处理，省去了液体转移的麻烦；

(3)本发明的装置结构简单，成本低廉，装拆更换零件方面，使用寿命长；

(4)本发明的方法步骤简单，装置操作起来简单，不需要太大的力气便能操作；

(5)本发明装置包括牵拉装置，滑轮能够控制捕集系统的高度，达到收集不同深度或不同层颗粒物的目的；

(6)本发明装置包括的保护系统，能够保证装置在水体中达到一定深度的同时不被水草所缠住，对装置起到保护作用。

附图说明

图1为本发明装置的立体结构示意图；

图2为本发明装置中捕集管支架的结构示意图；

图3为本发明装置中捕集管的结构示意图；

图4为本发明装置中牵拉装置的结构示意图。

其中的附图标记为：牵拉装置1、绳索滑轮11、控制手柄12、连接绳索2、捕集系统3、捕集管31、收集瓶31a、保护柱31b、保护柱底盖31c、捕集管支架32、捕集支柱32a、管夹32b、紧固螺栓32c、连接环32d、配重绳32e、稳定系统4、保护系统5。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

本发明的一种浅水湖泊悬浮颗粒物收集装置，其中：包括牵拉装置1、捕集系统3、稳定系统4，牵拉装置1与捕集系统3上部连接，牵拉装置1用于将捕集系统3在水中提起或放下，捕集系统3包括捕集管31和捕集管支架32，捕集管31用于收集水体样本，捕集管31固定在捕集管支架32上，捕集管支架32下端连接稳定系统4，稳定系统4通过重力将捕集管31稳定在水体的预定高度上。

实施例中，牵拉装置1包括绳索滑轮11和控制手柄12，一连接绳索2一端与控制手柄12连接，另一端绕过绳索滑轮11与捕集管支架32上端连接，控制手柄12能控制连接绳索2的长度。

实施例中，捕集管31包括收集瓶31a和保护柱31b，收集瓶31a为上端开口的瓶体，保护柱31b为中空柱，收集瓶31a主体部分安放于保护柱31b中，保护柱31b下部设置有保护柱底盖31c，保护柱底盖31c能与保护柱31b密封盖合，收集瓶31a上端伸出保护柱31b，收集瓶31a与保护柱31b之间通过螺纹或卡口固定连接。

实施例中，收集瓶31a的材质为聚丙烯；所述收集瓶31a上端能够通过瓶盖密封；所述收集瓶能直接放到离心机里面进行高速离心。

实施例中，捕集管支架32包括捕集支柱32a，捕集支柱32a的四面上均设置有成组的管夹32b和紧固螺栓32c，每组管夹32b和紧固螺栓32c能固定一个捕集管31。

实施例中，捕集管支架32下端设置有连接环32d，连接环32d通过配重绳32e与稳定系统4连接。

实施例中，稳定系统4为重锤。

实施例中，浅水湖泊悬浮颗粒物收集装置还包括保护系统5，保护系统5为上端开口的罩体，捕集管支架32和稳定系统4均置于该保护系统5中，保护系统5通过绳索与捕集管支架32相固定。

实施例中，保护系统5为五块玻璃组装而成。

本发明的牵拉装置1能够实现收集不同深度或不同层的悬浮颗粒物，牵拉装置1包括绳索滑轮11和绳索，绳索滑轮11是由金属材料制成的，控制手柄12可以由塑料制成，连接绳索2采用尼龙绳为宜，转动控制手柄12来控制连接绳索2的长度，从而达到控制捕集系统沉入水体深度的目的。

本发明的捕集系统，参见图2和图3，实现垂向迁移悬浮物颗粒的完整收集，收集瓶31a的材质为聚丙烯，目的是为了能够承受高转速压力且不容易析出污染物，收集瓶31a的瓶颈与保护柱31b的上部通过螺纹或者卡扣连接，收集瓶31a的容积为250ml或者500ml，收集瓶31a能够直接放入离心机进行高速离心，使用方便，方便回收再利用。保护柱31b可以减小水体中水流对收集瓶31a的冲击，对收集瓶31a起到一个保护作用，保护柱31b的直径是根据收集瓶入口的尺寸而定，一般直径为100cm。保护柱31b的柱高是由收集瓶31a的高度决定的，收集瓶31a的尺寸确定后，保护柱31b的柱高即可确定。保护柱31b的底端设有可拆卸底盖31c，保护柱31b与底盖31c之间采用螺纹或卡扣的方式固定连接。方便放置及取下收集瓶31a。捕集管支架32是由金属材料制备而成，捕集管支架32b有四个面，每个面均有4个捕集管，方便多方位收集悬浮颗粒物。

本发明的稳定系统，是一个大重锤，配重绳32e将大重锤与捕集系统3下端的连接环32d相连，大重锤是由金属或者水泥材料制成的实心块体，大重锤沉入湖底后，能够保证捕集系统3不受水流和风浪的影响，大重锤的重量在人体所能承受的范围之内尽可能的大，大约5公斤左右为好。

本发明的浅水湖泊悬浮颗粒物收集装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、将连接绳索2上端缠绕绳索滑轮11与控制手柄12连接，下端连接捕集管支架32上端的环体，

步骤二、将收集瓶31a固定在保护柱31b内，然后将保护柱底盖31c拧紧；

步骤三、将保护柱31b通过管夹32b、紧固螺栓32c固定在捕集支柱32a上；

步骤四、用连接绳索2将稳定系统4固定在捕集系统3的下端连接环32d上，组成收集悬浮颗粒物的装置；

步骤五、将收集悬浮颗粒物的装置投入到指定水域，通过摇动控制手柄12来控制连接绳索2的长度，将收集悬浮颗粒物的装置放在预定深度，收集瓶31a浸满水样，收集该水层的悬浮颗粒物，静置收集悬浮颗粒物预定时间，待收集瓶31a内水体样本与该水层水体一致；

步骤六、反向摇动控制手柄12，使收集悬浮颗粒物的装置上升离开水域，从保护柱31b上取出收集瓶31a；

步骤七、按步骤一至四装上新的收集瓶31a，将收集悬浮颗粒物的装置投入到指定水域，改变连接绳索2伸出长度，按步骤五和六收集其他水层水体样本；

步骤八、将收集瓶31a放入离心机高速离心，实现悬浮颗粒物和水体的分离，将分离后的悬浮物进行冷冻干燥，以备实验使用。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。