一种真空式水样或水中溶解性温室气体采集方法及设备

1.本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种真空式水样或水中溶解性温室气体采集方法及设备。


背景技术：

2.水样采集工作是水环境科学研究和水体地球化学等多方面工作中的重要内容，根据不同的研究目的，水样采集、运输和保存的过程和要求不尽相同。如在采集含挥发性物质、氧敏感性物质的水样时，往往要求水样不能与空气接触，防止水样挥发和氧化，水样采集器内不能有多余的空气空间，防止水样在运输中出现摇晃波动，导致水样发生物理挥发作用，内部的化合物或者络合物产生水解及与空气结合的氧化还原作用；在采集溶解性气体较多地表水，泉水或者采集湖泊和水库不同深度的水样时需要防止因为压力变化而造成水样含有的溶解性气体与水体分离，出现脱气现象。总的来说在取样、运输和保存过程中都需要样品高度保真，要使样品内部物质在变化程度较低的情况下送回实验室以研究样品内部化合物，溶解性气体与其他杂质的含量情况。
3.现有技术公开的采集含挥发性物质、氧敏感性物质和溶解性气体的水样时，常见的方法是直接用采样瓶灌装，这种取样方法虽然方便但水样直接灌瓶时，水样呈逸散状或“细流”状入瓶，水流直接暴露于空气中会导致水中挥发性物质有所散失；或者将采样器的出水端管伸入瓶内，端管头部距离瓶底一定距离，注入水样，随着瓶内液面的上升，缓慢提升出水端管，或者把采样器的出水端管伸入瓶内，端管头部距离瓶底一定距离，注入水样，到瓶内的液面上升至接近瓶口处，缓慢平稳提升出水端管，端管头部到达瓶口处时水样填满采样瓶，相较与直接灌装，后者虽然减少了样品的扰动，以及与空气的接触面积和时间。但是两者都需要把采样器的出水端管伸入瓶内，如果端管保管不当或清洗不彻底，粘黏污染物，容易把污染物带入瓶内，污染样品，导致样品失真，而且在采集不同深度水样时由于压力变化在装样时仍存在脱气现象。
4.因此，本领域的技术人员致力于开发一种真空式水样或水中溶解性温室气体采集方法及设备，以解决上述现有技术的不足。


技术实现要素：

5.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是目前现有技术中，取样装置制作成本高，取样过程复杂，定深取样器与样品存储瓶分开，采集的虽是特定深度的水样，但是水样采集上来后，仍需要转移至样品瓶中，在转移过程中，仍旧存在由于压力改变而发生脱气和被氧化的情况。并且水样采集完后内部容器留有空气空间，导致运输时内部溶解性气体、化合物或者络合物含量发生变化的一系列问题，并且现有装置不能进行水中溶解性温室气体的采集。
6.为实现上述目的，本发明第一方面提供一种真空式水样或水中溶解性温室气体采集设备，所述采集设备为钳口式玻璃真空瓶；
7.所述钳口式玻璃真空瓶包括玻璃瓶体，瓶塞，瓶盖，透气凹槽，扎针孔；
8.进一步地，所述瓶塞上段直径大于下段直径；
9.进一步地，所述瓶塞为胶瓶塞；
10.进一步地，所述瓶盖为金属瓶盖；
11.进一步地，所述瓶塞，下段包括透气凹槽；
12.进一步地，所述瓶盖为柱环状，所述瓶盖下端开口，上端中心包括扎针孔；
13.进一步地，所述透气凹槽形状为四叉状，所述透气凹槽距离瓶盖有一定的距离；
14.进一步地，优选地，所述胶瓶塞制做材质为丁基胶；
15.进一步地，优选地，所述瓶盖的材质为铝盖；
16.进一步地，所述玻璃瓶体，上端开口的直径小于瓶身直径；
17.进一步地，所述玻璃瓶体，上端开口的内径不小于瓶塞下段的外径，上端开口的外径不大于瓶塞上段的外径；
18.进一步地，所述玻璃瓶体，上端开口为钳口式；
19.进一步地，所述钳口式玻璃真空瓶，其内部为真空状；
20.本发明第二方面提供本发明第一方面所述钳口式玻璃真空瓶的抽真空装置，所述钳口式玻璃真空瓶的抽真空装置包括玻璃筒体，玻璃盖体、抽气阀门、真空压力表、进气阀门、密封圈、可调节搭扣、电动推杆、控制压板、遥控器、增高垫、连接管、真空泵；
21.进一步地，所述玻璃筒体为圆筒形，上端有平口状开口；
22.进一步地，所述玻璃盖体呈圆盘状，所述玻璃盖体直径等于玻璃筒体上端开口直径；
23.进一步地，所述玻璃筒体上端开口处内嵌有一个密封圈，所述密封圈的直径等于玻璃筒体上端开口直径；
24.进一步地，所述玻璃盖体上端两侧分别贯穿固定有抽气阀门与进气阀门；
25.进一步地，所述真空压力表贯穿玻璃盖体，所述真空压力表的读数表位于玻璃盖体的上方，真空压力表的压力传感器位于玻璃盖体的下方；
26.进一步地，所述可调节搭扣为2～8个，所述可调节搭扣间隔均匀的距离分布在玻璃盖体周边；所述可调节搭扣与玻璃盖体周边存在固定连接；
27.进一步地，所述电动推杆位于玻璃盖体下端中心，所述电动推杆的底端与玻璃盖体下端固定连接，所述电动推杆的可伸出端与压板上方中心存在固定连接；所述压板直径小于玻璃筒体的内径；
28.进一步地，所述增高垫位于玻璃筒体内的底部，所述增高垫直径小于玻璃筒体的内径，所述增高垫与玻璃筒体内底部不存在固定连接；
29.进一步地，所述连接管一端连接着抽气阀门，另一端连接着真空泵；
30.进一步地，所述遥控器通过导线连接着电动推杆，遥控器与电动推杆之间存在电性连接；
31.进一步地，优选地，所述玻璃筒体与玻璃盖体的材质皆为有机玻璃；
32.进一步地，优选地，所述连接管的材质为硅胶，所述连接管的两端皆通过喉箍将连接管与抽气阀门和真空泵固定相连；
33.进一步地，优选地，所述可调节搭扣为3个，所述可调节搭扣通过铆钉固定在玻璃
盖体的外围；
34.本发明第三方面提供使用本发明第一方面所述钳口式玻璃真空瓶的定深水样采集装置，
35.所述定深水样采集装置包括侧孔针、针式过滤头、圆柱腔室、圆柱筒体、压片、压板、重锤、连接杆、弹簧、刻度绳、承重绳索；所述钳口式玻璃真空瓶放于圆柱筒体内；
36.进一步地，所述圆柱腔室呈内部中空，上端有开口的圆柱形；
37.进一步地，所述圆柱筒体呈内部中空，上端有开口的圆柱形，所述压片位于圆柱筒体开口上端左右两侧，所述压片可以调节角度；
38.进一步地，所述圆柱筒体为1～9个，所述圆柱筒体间隔均匀分布在圆柱腔室内，所述圆柱筒体的底部与圆柱腔室腔内底部固定连接在一起；
39.进一步地，所述连接杆呈圆柱形，所述连接杆位于圆柱腔室的中心，所述连接杆一端与圆柱腔室腔内中心底部固定连接在一起，另一端与刻度绳固定连接在一起；
40.进一步地，所述连接杆的底部套有弹簧，所述弹簧下端连接着圆柱腔室腔内底部；
41.进一步地，所述压板中心有开孔，所述压板套于连接杆中，所述压板可以沿着连接杆上下运动；
42.进一步地，所述侧孔针为1～9个，所述侧孔针镶嵌在压板上，所述侧孔针贯穿压板，所述侧孔针的上方与针式过滤头连接；
43.进一步地，所述刻度绳的一端与连接杆固定连接；所述承重绳索一端与重锤之间存在固定连接；
44.进一步地，优选地，所述圆柱筒体为4个，所述圆柱腔室、圆柱筒体、连接杆均为不锈钢材质；
45.进一步地，优选地，所述侧孔针数量与圆柱筒体数量相等，所述侧孔针皆位于圆柱筒体的中心上方；
46.进一步地，优选地，所述钳口式玻璃真空瓶的瓶身直径小于圆柱筒体直径；
47.进一步地，优选地，所述压片可以调节角度，当压片打开时，可以放入钳口式玻璃真空瓶，当压片闭合的时候可以固定钳口式玻璃真空瓶；
48.进一步地，优选地，所述刻度绳通过绳结与连接杆固定连接，所述承重绳索与重锤之间通过绳结固定连接；
49.进一步地，优选地，所述重锤可以受重力作用沿着刻度绳与连接杆的方向向下运动，所述重锤上固定连接的承重绳索可以将重锤提起；
50.本发明第四方面提供一种使用本发明第二方面所述钳口式玻璃真空瓶的抽真空装置对钳口式玻璃真空瓶的内部空间进行抽真空的方法；
51.步骤1、判断是否需要在玻璃筒体底部放置增高垫；
52.步骤2、将干净的玻璃瓶体放置在玻璃筒体底部，并将瓶塞塞入玻璃瓶体一定距离；
53.步骤3、盖上玻璃盖体，扣紧可调节搭扣，关闭进气阀门，打开抽气阀门后，打开真空泵开始抽气；
54.步骤4、观察真空压力表读数判断玻璃筒体内的真空状态，当达到真空状态后，通过遥控器控制压板向下；
55.步骤5、关闭真空泵，打开进气阀门，打开可调节搭扣，打开玻璃盖体，取出玻璃瓶体，压上瓶盖；
56.进一步地，所述步骤1判断是否需要放置增高垫的标准为，电动推杆完全推出后，能否带动电动推杆可伸缩端固定连接的压板将瓶塞完全压入玻璃瓶体内；
57.进一步地，所述步骤2中，瓶塞塞入玻璃瓶体后，需要保证同期凹槽连通瓶内外；
58.进一步地，所述步骤4中，压板向下运动需要确保将瓶塞完全压入玻璃瓶体中；
59.进一步地，所述步骤5中，压上瓶盖后，所获得的即是完全真空的钳口式玻璃瓶，可将该采样瓶适用于水样采集；
60.本发明第五方面提供一种使用本发明第二方面所述钳口式玻璃真空瓶的抽真空装置制备内部空间充有惰性气体的半真空状态的钳口式玻璃瓶的方法；
61.步骤1、判断是否需要在玻璃筒体底部放置增高垫；
62.步骤2、将干净的玻璃瓶体放置在玻璃筒体底部，并将瓶塞塞入玻璃瓶体一定距离；
63.步骤3、盖上玻璃盖体，扣紧可调节搭扣，关闭进气阀门，打开抽气阀门后，打开真空泵开始抽气；
64.步骤4、观察真空压力表读数判断玻璃筒体内的真空状态，当达到真空状态后，关闭抽气阀门，将惰性气体通过连接管连接到进气阀门，打开进气阀门；
65.步骤5、通过真空压力表的读数判断玻璃筒体内的真空状态，等筒体达到目标真空状态后，关闭阀门；
66.步骤6、通过遥控器控制压板向下运动，将瓶塞完全压入玻璃瓶体内，打开进气阀门，打开可调节搭扣，打开玻璃盖体，取出玻璃瓶体，压上瓶盖；
67.进一步地，所述步骤4中的惰性气体可以为氮气和氦气；
68.进一步地，所述步骤5中的目标真空状态根据顶空平衡法所需的顶空体积和水样体积比而定；
69.进一步地，所述步骤6，压上瓶盖后即获得的是充有一定体积的惰性气体的半真空状态的钳口式玻璃瓶，该种采样瓶适用于利用顶空平衡法采集水中中溶解性气体；
70.本发明第六方面提供一种利用本发明第一方面所述钳口式玻璃真空瓶进行表层水体采集的方法；
71.步骤1、确定该采样是否需要过滤水样，倘若需要过滤水样，则需要在侧孔针上插入针式过滤头；
72.步骤2、将抽好真空的钳口式玻璃真空瓶按入表层水体，当水体完全淹没瓶体后插入侧孔针，水样在真空作用下，通过侧孔针吸入钳口式玻璃真空瓶内，待钳口式玻璃真空瓶装满水样后拔出侧孔针；
73.步骤3、倘若不方便将钳口式玻璃真空瓶按入表层水体中时，可用注射器采集水样，然后将注射与针式过滤头连接，通过侧孔针注入式玻璃真空瓶内；
74.进一步地，所述步骤2中，倘若采集的水样需要进行过滤，则应当在侧孔针上插入针式过滤头进行过滤；
75.本发明第七方面提供一种利用本发明第三方面提供定深水样采集装置进行定深水样采集的方法；
76.步骤1、利用钳口式玻璃真空瓶抽真空装置将钳口式玻璃真空瓶抽真空，并盖上瓶盖；将抽完真空的钳口式玻璃真空瓶固定在圆柱筒体上；
77.步骤2、放下压板，压板在弹簧的作用下悬于钳口式玻璃真空瓶的上方，侧孔针对准相应的钳口式玻璃真空瓶；
78.步骤3、利用刻度绳将定深水样采集装置缓慢放至目标深度，然后从船上放下重锤，重锤在重力作用下沿承重绳索和连接杆向下运动；重锤在重力作用下压缩弹簧，然后使得镶嵌在压板上的侧孔针插入钳口式玻璃真空瓶内，在真空作用下水样经过针式过滤头过滤，通过侧孔针注入钳口式玻璃真空瓶内；
79.步骤4、待钳口式玻璃真空瓶注满水样后，收紧承重绳索，提起重锤，弹簧失去重锤的压缩恢复原状，在弹力作用下，压板向上运动，将侧孔针从钳口式玻璃真空瓶中拔出；收紧刻度绳，回收定深水样采集装置，取出钳口式玻璃真空瓶，放入保温箱中恒温保存；
80.进一步地，所述步骤1中，圆柱筒体开口两端分别分布有压片，压片可调节角度固定钳口式玻璃真空瓶；
81.进一步地，所述步骤2中，为尽量不扰动水体，应当利用承重绳索控制重锤的速度，使重锤缓慢落在压板上；
82.进一步地，所述步骤4采集好水样的钳口式玻璃真空瓶可以在实验室内直接上机测试各种指标；
83.本发明第八方面提供一种利用本发明第五方面所述方法制备的内部空间充有惰性气体的半真空状态的钳口式玻璃瓶进行顶空平衡法采集水中溶解性气体的方法；
84.步骤1、首先根据本发明第五方面提供的方法，进行充有一定体积的惰性气体的半真空状态的钳口式玻璃瓶的制备；
85.步骤2、根据本发明第六、七方面的相关水样采集方法，将钳口式玻璃真空瓶，替换为充有一定体积的惰性气体的半真空状态的钳口式玻璃瓶；
86.步骤3、利用充有一定体积的惰性气体的半真空状态的钳口式玻璃瓶采集样品，采集完成后通过剧烈摇晃使水体内气体浓度与上方空气中气体浓度达到平衡；
87.步骤4、将采集到的样品用气相色谱仪采用顶空进样法测定钳口式玻璃真空瓶上方气体中温室气体浓度；根据顶空平衡法计算水中溶解性温室气体的含量。
88.采用以上方案，本发明公开的真空式水样或水中溶解性温室气体采集方法及设备，具有以下优点：
89.(1)本发明的通过钳口式玻璃真空瓶、钳口式玻璃真空瓶抽真空装置、定深水样采集装置，以真空吸入和顶空平衡原理为基础，实现了便携式高保真水样采集的低成本制作，并且创造性的将采样器与样品瓶结合在一起，通过钳口式玻璃真空瓶采集水样，不仅避免了传统采样过程中，水样采集上来后，需转移至样品瓶，而在转移过程中由于压力改变而导致采集的水样发生脱气和被氧化的情况，并且钳口式玻璃真空瓶采样完成后，瓶中上端不会存在空气空间，从而规避了运输途中，内部溶解性气体，化合物或者络合物含量发生变化的一系列问题，使得采样后的高保真水样在上机测试前，几乎不会发生任何的改变。
90.(2)钳口式玻璃真空瓶抽真空装置不仅可以将钳口式玻璃真空瓶抽真空，用于高保真水样的采集，而且可以在真空环境制造完成后，通过进气阀门向钳口式玻璃真空瓶中充入惰性气体，从而获得了充有一定体积的惰性气体的半真空状态的钳口式玻璃瓶，使得
该装置可以利用顶空平衡法实现对地表水、泉水和湖泊、水库不同深度的含挥发性物质、氧敏感性物质的水样采集以及水中溶解性温室气体的采集。
91.综上所述，本发明公开的真空式水样或水中溶解性温室气体采集方法及设备，装置制作成本低，水样保真度高、无需样品经过多次转移，采样后可直接上机测试。水样采集完成后，内部无空气空间，不会发生一系列水样中相关含量的变化，以及实现了利用顶空平衡法对各种地质中水中溶解性温室气体的采集。适用范围广，可指定采集深度，取样操作便捷。
92.以下将结合具体实施方式对本发明的构思、具体技术方案及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
93.图1为本发明钳口式玻璃真空瓶示意图；
94.图2为本发明钳口式玻璃真空瓶瓶塞示意图；
95.图3为本发明钳口式玻璃真空瓶瓶盖示意图；
96.图4为本发明钳口式玻璃真空瓶装配示意图；
97.图5为本发明钳口式玻璃真空瓶抽真空装置示意图；
98.图6为本发明定深水样采集装置示意图；
99.图7为本发明表层水体采集不需过滤水样示意图；
100.图8为本发明表层水体采集需过滤水样示意图；
101.图9为本发明注射器采集表层水样示意图；
102.图10为本发明充有氮气的半真空状态的钳口式玻璃瓶；
103.图11为本发明顶空平衡法采集了水样后示意图；
104.图12为本发明顶空平衡法采集水样后剧烈摇晃使水体内气体浓度与上方空气中气体浓度达到平衡示意图。
105.图中，101、玻璃瓶体；102、瓶塞；103、透气凹槽；104、瓶盖；105、扎针孔；201、玻璃筒体；202、玻璃盖体；203、抽气阀门；204、真空压力表；205、进气阀门；206、密封圈；207、可调节搭扣；208、电动推杆；209、控制压板；210、遥控器；211、增高垫；212、连接管；213、真空泵；301、侧孔针；302、针式过滤头；303、注射器；304、圆柱腔室；305、圆柱筒体；306、压片；307、压板；308、重锤；309、连接杆；310、弹簧；311、刻度绳；312、承重绳索。
具体实施方式
106.以下介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，这些实施例为示例性描述，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
107.如若有未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，如相关说明书或者手册进行实施。
108.在本发明具体的实施中，
109.如图1～4所示，为本发明的钳口式玻璃真空瓶，钳口式玻璃真空瓶包括玻璃瓶体，瓶塞，瓶盖，透气凹槽，扎针孔；玻璃瓶体上端开口为钳口式，，上端开口的直径小于瓶身直
径，上端开口的内径不小于瓶塞下段的外径，上端开口的外径不大于瓶塞上段的外径；瓶塞上段直径大于下段直径，下段包括透气凹槽；透气凹槽形状为四叉状，所述透气凹槽距离瓶盖有一定的距离；瓶塞为丁基胶瓶塞；瓶盖为柱环状铝盖；瓶盖下端开口，上端中心包括扎针孔；
110.实施例1、对钳口式玻璃真空瓶的内部空间进行抽真空
111.如图5所示，为本发明钳口式玻璃真空瓶抽真空装置示意图；具体的抽真空操作步骤包括：
112.步骤1、首先判断该款钳口式玻璃真空瓶的高度，在电动推杆完全推出后，电动推杆伸出端的控制压板，能否将钳口式玻璃真空瓶上的丁基胶瓶塞完全塞入钳口式玻璃真空瓶中，倘若不能完全塞入，则首先需要将增高垫放入有机玻璃筒体中，以确保控制压板可以将丁基胶瓶塞压入钳口式玻璃真空瓶。
113.步骤2、接着，将多个干燥洁净的钳口式玻璃真空瓶间隔均匀的放置在有机玻璃筒体的底部，再将丁基胶瓶塞塞入钳口式玻璃真空瓶一段距离，需要注意的是，塞入后需保证丁基胶瓶塞上的透气凹槽未完全进入钳口式玻璃真空瓶，需使得通气凹槽可以连通瓶内与瓶外。
114.步骤3、随后将有机玻璃盖体盖在有机玻璃筒体开口上端，使得有机玻璃盖体与内嵌于有机玻璃筒体上端开口处的密封圈紧密接触，确保紧密接触后，操作人员开始按照对角固定原则，调节位于有机玻璃盖体周边的3个可调节搭扣，逐渐将可调节搭扣扣紧，最终确保有机玻璃筒体内部与外界环境隔离开来。此时操作人员将钳口式玻璃真空瓶抽真空装置接通电源，进气阀门与抽气阀门皆贯穿有机玻璃盖体，位于有机玻璃盖体上端；操作人员关闭进气阀门，打开抽气阀门，抽气阀门与真空泵之间通过硅胶材质的连接管连接在一起，连接管的两端皆通过喉箍固定；然后打开真空泵，真空泵开始工作，将有机玻璃筒体内部的空气通过抽气阀门抽出有机玻璃筒体内；操作人员开始观察位于有机玻璃盖体上端中心的真空压力表，真空压力表的压力传感器位于有机玻璃筒体的内部，可以准确实时的反应有机玻璃筒体内的真空度，随着真空泵的持续工作，有机玻璃筒体内的空气逐渐减少，最终达到真空状态，操作人员亦可以通过真空压力表确认有机玻璃筒体内是否达到真空状态。
115.步骤4、确认达到真空状态后，操作人员通过遥控器，控制电动推杆的伸缩，电动推杆一端与有机玻璃盖体下方粘贴在一起，电动推杆的可伸缩推杆头部，通过粘贴固定有控制压板，遥控器可以控制电动推杆的伸缩，进而带动控制压板的升高与下降，随着操作人员操作遥控器，将电动推杆渐渐推出，电动推杆尽头处粘贴连接的控制压板也逐渐下降，逐渐下降的控制压板与钳口式玻璃真空瓶顶端的丁基胶瓶塞接触，随着控制压板的继续下降，将预先塞入钳口式玻璃真空瓶中一段距离的丁基胶瓶塞完全塞入钳口式玻璃真空瓶中，当丁基胶瓶塞完全塞入后，使得钳口式玻璃真空瓶与外界环境隔离开来，使得钳口式玻璃真空瓶内部可以维持真空状态。
116.步骤5，当丁基胶瓶塞全部都完全塞入钳口式玻璃真空瓶后，操作人员关闭真空泵的电源，真空泵停止工作，操作人员打开进气阀门，外界空气得以从进气阀门中进入，待有机玻璃筒体内的压强与外界相同后，操作人员逐渐按照对角调节3个可调节搭扣，最终完全解除可调剂搭扣的固定。随后操作人员打开有机玻璃盖体，取出有机玻璃筒体内的钳口式玻璃真空瓶，紧接着给钳口式玻璃真空瓶，压上材质为铝的瓶盖，此时即获得了完全真空的
本发明的钳口式玻璃真空瓶。
117.实施例2、制备内部空间充有惰性气体的半真空状态的钳口式玻璃瓶
118.采用上述实施例1的步骤1～3的相同操作步骤，步骤4与步骤5的操作步骤不同进行制备，具体为：
119.步骤4、通过真空压力表确认有机玻璃筒体内达到真空状态后，关闭抽气阀门，将惰性气体如氦气、氮气等通过硅胶材质的连接管连接到进气阀门上，打开进气阀门，缓慢注入惰性气体，此时操作人员根据真空压力表的读数来判断有机玻璃筒体内的真空状态，等到真空压力表的读数到达目标真空状态的读数后，关闭进气阀门。需要说明的是目标真空状态根据顶空平衡法所需的顶空体积和水样体积比而定。
120.步骤5、达到目标真空状态后，操作人员通过遥控器控制电动推杆的运动，进而带动控制压板的下降，随着控制压板的下降，将丁基胶瓶塞完全塞入钳口式玻璃真空瓶的瓶口中。随后将接惰性气体与进气阀门之间的连接断开，再打开进气阀门，使得外界空气得以从进气阀门中进入，待有机玻璃筒体内的压强与外界相同后，操作人员逐渐按照对角调节3个可调节搭扣，最终完全解除可调剂搭扣的固定。随后操作人员打开有机玻璃盖体，取出有机玻璃筒体内的钳口式玻璃真空瓶，紧接着给钳口式玻璃真空瓶上，压上材质为铝的瓶盖。此时即获得了充有一定体积的惰性气体的半真空状态的钳口式玻璃瓶，如图10所示。
121.实施例3、表层水体采集
122.采用实施例1得到的真空钳口式玻璃瓶采集河流，湖泊、水库或泉水的表层水体样品，
123.当不需要过滤水样时，如图7所示，采样人员将实施例1经过钳口式玻璃真空瓶抽真空装置抽好真空的钳口式玻璃真空瓶按入表层水体中，当表层水体完全淹没钳口式玻璃真空瓶后，将侧孔针捅破钳口式玻璃真空瓶瓶口的铝盖以及瓶口上的丁基胶瓶塞，此时钳口式玻璃真空瓶瓶内与表层水样相连，钳口式玻璃真空瓶内为真空状态，由于大气压强的作用，表层水样被大气压强通过侧孔针压入钳口式玻璃真空瓶中，待钳口式玻璃真空瓶装满水样后，拔出侧孔针，因为瓶塞是橡胶材质的丁基胶，具有一定的修复性与弹性，当失去外力后，丁基胶的瓶塞会有恢复原装的趋势，紧接着丁基胶瓶塞会再次密封钳口式玻璃真空瓶瓶口，从而达到钳口式玻璃真空瓶与外界隔绝的效果，进而防止外界相关因素对水样的污染。
124.当需要过滤水样时，如图8所示，采样人员将经过钳口式玻璃真空瓶抽真空装置抽好真空的钳口式玻璃真空瓶按入表层水体中，当表层水体完全淹没钳口式玻璃真空瓶后，将带有针式过滤头的侧孔针捅破钳口式玻璃真空瓶瓶口的铝盖以及瓶口上的丁基胶瓶塞，水样通过针式过滤头过滤水样后，再通过侧孔针被真空吸入钳口式玻璃真空瓶中，待钳口式玻璃真空瓶装满水样后，拔出带有针式过滤头的侧孔针。因为瓶塞是橡胶材质的丁基胶，具有一定的修复性与弹性，当失去外力后，丁基胶的瓶塞会有恢复原装的趋势，紧接着丁基胶瓶塞会再次密封钳口式玻璃真空瓶瓶口，从而达到钳口式玻璃真空瓶与外界隔绝的效果，进而防止外界相关因素对水样的污染。
125.采集不方便将钳口式玻璃真空瓶按入表层水体中取样时，如图9所示，可以用注射器采集水样，紧接着将注射器与针式过滤头连接，将注射器中的水样通过针式过滤头与侧孔针注入钳口式玻璃真空瓶中。当钳口式玻璃真空瓶中装满水样后，拔出侧孔针，因为瓶塞
是橡胶材质的丁基胶，具有一定的修复性与弹性，当失去外力后，丁基胶的瓶塞会有恢复原装的趋势，紧接着丁基胶瓶塞会再次密封钳口式玻璃真空瓶瓶口，从而达到钳口式玻璃真空瓶与外界隔绝的效果，进而防止外界相关因素对水样的污染。
126.实施例4、定深水样采集采集
127.如图6所示，采用本发明定深水样采集装置进行定深水样的采集；具体操作步骤为：
128.步骤1、将本发明实施例1制备的本发明的钳口式玻璃真空瓶放入不锈钢圆柱筒体内，不锈钢圆柱筒体均匀分布在不锈钢圆柱腔室内，所述不锈钢圆柱筒体的开口上端左右两侧有可调节角度的压片，将压片打开，将抽好真空的钳口式玻璃真空瓶放置在不锈钢圆柱筒体内，放置好后，再调节压片，将钳口式玻璃真空瓶固定在不锈钢圆柱筒体内。
129.步骤2、连接杆的底端与不锈钢圆柱腔室底部中心通过焊接固定连接；放下套于连接杆上的压板，压板下方有同样套于连接杆的弹簧，所述压板上镶嵌有侧孔针，所述侧孔针贯穿压板，正好对应着位于不锈钢圆柱筒体内的钳口式玻璃真空瓶。
130.步骤3、所述刻度绳一端与连接杆之间通过绳结固定连接，通过刻度绳上的刻度数，将定深水样采集装置缓慢放至到目标深度。承重绳索一端通过绳结与重锤顶端固定连接，然后从船上放下重锤，重锤在重力作用下，沿着连接杆的方向向下运动，采样过程中，为避免扰动水体所带来的采样误差，采样人员需要手提承重绳索，使得重锤缓缓落下，使得重锤缓慢降落在压板上方，重锤受重力作用，将套于连接杆上的弹簧缓缓压下，随着弹簧的被压缩，压板与钳口式玻璃真空瓶之间的距离越来越短，随着重锤的持续落下，压板上镶嵌的侧孔针插入其下方钳口式玻璃真空瓶瓶内，在真空吸入原理的作用下，该深度的水样，经过侧孔针上的针式过滤头过滤，水样通过侧孔针注入钳口式玻璃真空瓶中，一段时间后，钳口式玻璃真空瓶中被注满了水样。
131.步骤4、采样人员提起承重绳索，带动重锤上移，重锤逐渐离开压板，弹簧没有了重锤的压缩，开始恢复原状，压板在弹簧的弹力作用下，向上运动，压板向上运动，带动着镶嵌在压板上的侧孔针离开钳口式玻璃真空瓶。因为钳口式玻璃真空瓶上塞入的瓶塞是橡胶材质的丁基胶，具有一定的修复性以及橡胶弹性，当外力撤去后，丁基胶的瓶塞会自己弹回，修补被侧孔针扎开的孔，重新将钳口式玻璃真空瓶重新密封。接着采样人员收紧刻度绳，将定深水样采集装置回收上来，将套于连接杆的压板提起，采样人员再打开位于不锈钢圆柱筒体开口两端的压片，将钳口式玻璃真空瓶从不锈钢圆柱筒体中取出，得到采集的定深水样样品；
132.将钳口式玻璃真空瓶放入保温箱中恒温保存，带回到实验室，可直接用钳口式玻璃真空瓶上机进行水样的各种指标测试。
133.实施例5、利用顶空平衡法采集水中溶解性气体
134.采用实施例2得到的充有一定体积的惰性气体的半真空状态的钳口式玻璃瓶，进行表层水样采集或者是定深水样采集操作；
135.具体的操作与上述实施例3的表层水体采集的具体步骤和实施例4的定深水样采集的具体步骤相似，水样不能采集满，需要留有一定的顶空空间；如图11所示为顶空平衡法采集了水样后示意图；
136.并在水样采集结束后，采样人员通过剧烈摇晃使瓶中水体内气体浓度与上方空气
中气体浓度达到平衡；如图12所示为顶空平衡法采集水样后剧烈摇晃使水体内气体浓度与上方空气中气体浓度达到平衡示意图；
137.随后将采样完成的钳口式玻璃瓶带回实验室用气相色谱仪进行相关水中溶解性温室气体的检测。采用顶空进样法将瓶内顶空气体进样，使用气相色谱仪分析这部分顶空气体。
138.顶空平衡法的原理是在装有水样和初始惰性气体的密封玻璃瓶中，通过剧烈摇晃使水体内气体浓度与上方空气中气体浓度达到平衡，根据测量上方空气中气体的浓度值而得到平衡前水体待测气体的分压的一种方法。
139.其计算公式如下：
[0140][0141]
式中p(gas)为待测水样中气体分压，μatm；p initial及pfinal分别为平衡前后瓶内上方空气中待测气体分压，μatm；v1和v2为瓶内气体与水体体积(ml)；k0sample及k0equilibrium分别为采样时及样品分析前瓶内水温条件下对应的等测气体溶解度，可列用式(2)～(4)计算。vm为气体的摩尔体积，mol/l。
[0142][0143][0144][0145][0146]
式中，tk为水体绝对温度，k；s为盐度，ppt，在淡水系数中该值可为0；t为采样时的水温，℃；p为采样时的大气压力，kpa。
[0147]
与现有技术的直接罐装取样相比，采用本发明的钳口式玻璃真空瓶进行采样，未
出现污染物入瓶，采样样品未污染，代表水体进行检测结果准确度高；
[0148]
另外，本发明装置制作成本低，水样保真度高、无需样品经过多次转移，采样后可直接上机测试。水样采集完成后，内部无空气空间，不会发生一系列水样中相关含量的变化，以及实现了利用顶空平衡法对各种地质中水中溶解性温室气体的采集，适用范围广，可指定采集深度，取样操作便捷。
[0149]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的试验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。