定深原状水样采集系统及其在静缓水域定深采集原状水样的采集方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水质研究用的水样采样装置和采集方法，具体地说是一种定深原状水样采集系统及其在静缓水域定深采集原状水样的采集方法。
【背景技术】
[0002]根据已经公开的文献资料，目前的定深采样装置主要类型有四类，分述如下:
一、把取样容器置入水中拟定深度，水样进入取样容器并充满取样容器，提出水面，灌入采样瓶保存。其缺点为:1)水样进入取样器是呈紊流状态，水样中的挥发性物质容易溢出；2)取样器中的遗留空气容易氧化水中的氧敏感物质；3)取样器中遗留空气的排出过程和水样呈“对流”状态，扰动水样，水样中的氧敏感性物质容易被空气氧化，挥发性物质容易溢出；4)灌水入瓶的过程，水样呈“柱状”水流进入瓶体，水样始终处于与空气接触状态，水样中的氧敏感性物质容易被空气氧化，挥发性物质容易溢出；5)灌水入瓶的过程是水样压力释放的过程。
[0003]总之，此种方法降低了样品的保真度，不能采集含挥发性、氧敏感性等环境敏感性物质的原状水样。
[0004]二、将真空容器加以保护，放入水中拟定深度，水样从真空容器口直接进入真空容器并充满，提出水面后，灌入采样瓶保存。
[0005]与前一种方法相比，这种方法的样品失真环节主要体现在样品的入瓶过程。其缺点为:I)样品从真空容器灌入采样瓶瓶的过程中，水样呈“柱状”水流进入瓶体，水样始终处于与空气接触状态，水样中所含的氧敏感性物质容易被空气氧化，挥发性物质容易溢出；2)灌水入瓶的过程是水样压力释放的过程。
[0006]可见，此种方法降低了样品的保真度，同样不能采集含挥发性、氧敏感性等环境敏感性物质的原状水样。
[0007]三、将采样瓶置入保护容器内，再一起放入水中拟定深度，水样流入保护容器内，充满保护容器和采样瓶，提出水面后，取出采样瓶，将采样瓶拧盖保存。其缺点为:1)水样从采样瓶口或采样瓶口的进水管呈溢洒四溅状态充满采样瓶。在此过程中，进入瓶内的水流始终和瓶内遗留的空气接触，直至瓶满排干净空气，这就不可避免地对水样中的氧敏感性物质产生影响；2)在采样瓶的进水过程中，由于流速无法控制，水流呈紊流扰动的状态，水样中的部分挥发性物质受扰动而溢出，随瓶内的空气一起排出瓶体；3)若容器内有微量残留污物存在，则会污染瓶内水样；4)采集系统提出水面以及取出采样瓶的过程中，不能保证采样瓶内的水样呈溢满状态，拧盖后瓶内会留有空间，水样中的物质容易被氧化和溢出；5)从采集系统提出水面、取出采样瓶直到拧紧瓶盖的过程，是水样压力释放的过程。
[0008]此种方法降低了样品的保真度，不能采集到含挥发性、氧敏感性等环境敏感性物质的原状水样。
[0009]四、将采样瓶加以保护，放入水中拟定深度，水样从采样瓶口或采样瓶口处的进水管口直接灌入采样瓶内，直至瓶满自动拧盖，提出水面，取下采样瓶保存。其缺点为:I)水样从采样瓶口或采样瓶口的进水管呈溢洒四溅状态充满采样瓶。在此过程中，进入瓶内的水流始终和瓶内遗留的空气接触，直至瓶满排干净空气，对水样中的氧敏感性物质产生影响；
2)在采样瓶的进水过程中，由于流速无法控制，水流呈紊流状态，水样中的挥发性物质受扰动溢出，随瓶内的空气一起排出瓶体。
[0010]此种方法及装置同样不适用于采集含挥发性、氧敏感性等环境敏感性物质的水样。
【发明内容】
[0011]本发明的目的之一就是提供一种定深原状水样采集系统，以解决现有采集装置采集含挥发性、氧敏感性等环境敏感性物质水样存在的保真度低的问题。
[0012]本发明的目的之二就是提供一种在静缓水域定深采集原状水样的采集方法，以实现对含挥发性、氧敏感性等环境敏感性物质的水样的高保真度的采集。
[0013]本发明的目的之一是这样实现的:
一种定深原状水样采集系统，包括采样瓶、取样器、上连接体和刻度管。
[0014]所述采样瓶包括瓶体、瓶盖、压板和保护帽。
[0015]所述瓶体分为上瓶体和下瓶体两部分，所述上瓶体和所述下瓶体为内部口径相同的圆筒体，二者通过对接部的螺纹连接对合成一个直筒体；在所述上瓶体的上部设有圆锥形的斜肩部，所述上瓶体的斜肩部的斜面与水平面的夹角不小于30°，在所述上瓶体的斜肩部上接有上瓶口，所述上瓶口的中心线与所述上瓶体的轴心线在一条直线上，在所述上瓶口的侧壁上制有连接瓶盖的外螺纹，在所述上瓶体的毗邻斜肩部的外侧壁上制有环绕外壁的外螺纹；在所述下瓶体的下部设有斜肩部，所述下瓶体的斜肩部的斜面与水平面的夹角不小于30°，在所述下瓶体的斜肩部上接有下瓶口，所述下瓶口的中心线与所述下瓶体的轴心线在一条直线上，在所述下瓶口的侧壁上制有外螺纹，在所述下瓶体的毗邻斜肩部的外侧壁上制有环绕外壁的外螺纹；所述瓶盖分别扣盖在所述上瓶体的所述上瓶口上和所述下瓶体的所述下瓶口上。
[0016]所述瓶盖由盖顶和筒形侧壁组成，在所述瓶盖的筒形侧壁上制有与瓶口连接的内螺纹，在所述瓶盖的盖顶上表面开有平置的有底穿插槽，所述穿插槽的槽口宽度不超过所述瓶盖盖顶直径的1/3，所述穿插槽的中心线通过所述瓶盖盖顶的中心，所述穿插槽的一端为封头端，另一端为开口端，所述穿插槽的开口端开通在所述瓶盖的盖顶侧壁上，所述穿插槽的侧壁顶部为燕尾槽式穿插口，在所述穿插槽的穿插口中可插接用于遮盖所述穿插槽上口的压板，在所述穿插槽中开有贯通所述盖顶的圆形穿接孔，所述穿接孔的圆心位于所述穿插槽的中心线上，所述穿接孔的直径不大于所述穿插槽槽口宽度的0.625倍，所述穿接孔的开设位置靠近所述穿插槽的开口端；在所述瓶盖的内侧衬垫有密封瓶口用的圆形密封垫，在所述密封垫上一体地制有一个直立的柔性穿接管，所述穿接管的下端口开通在所述密封垫上，所述穿接管的外径略小于所述瓶盖上的所述穿接孔的直径，所述穿接管的高度不大于所述瓶盖上的穿接孔靠近瓶盖中心一侧的边缘与所述穿插槽中心线的交点到穿插槽的封头端内壁的距离，所述穿接管的管体无障碍地穿过所述瓶盖上的所述穿接孔并通过所述穿插槽伸到所述瓶盖的外部。
[0017]所述压板为所述采样瓶在取样前和取样后使用的、用于将所述穿接管折压在所述瓶盖上的所述穿插槽中的压制体；所述压板的两端为圆弧边，其一端与所述穿插槽的封口端内弧面的弧度一致，另一端与所述瓶盖外圆面的弧度一致；所述压板的长度与所述瓶盖上的所述穿插槽的长度相同，在所述压板的两个长边上制有外凸的三角形棱沿，两边的三角形棱沿构成与所述穿插槽槽口上的燕尾槽式穿插口形状相合的燕尾榫；所述压板为楔形体，即其内插端的下缘呈弧形，并以平直的斜面过渡到压板长度的1/2处，压板长度方向上剩余的1/2部分为与压板上缘平行的平面；目的是使压板在滑动阻力较小的情况下顺利插入穿插槽并将所述穿接管挤压在所述穿插槽中；在所述压板的板面上开有方便穿刺法提取样品的取样孔，所述取样孔的直径不大于所述穿接管内径的一半，所述取样孔的圆心位于所述压板的轴线上，在所述压板插入所述穿插槽并完全闭合后，所述取样孔的圆心与所述瓶盖上的所述穿接孔的圆心上下重合；所述压板在插入所述穿插槽并完全闭合后，其顶面高出所述瓶盖上沿2 — 3mm，其底面距所述穿插槽底面的距离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压板的挤压后可产生挤压变形。
[0018]所述保护帽为所述采样瓶在取样前和取样后使用的、扣盖在瓶口和瓶盖上的保护体，所述保护帽的外形呈圆柱状，在所述保护帽中设有扣盖瓶盖用的筒形护套，所述护套的上沿连接在所述保护帽的顶部中心，所述护套的内径略大于所述瓶盖的外径，所述护套的高度小于所述瓶盖的高度；在所述保护帽的内腔下端口处制有内螺纹，用以与瓶体外壁上的螺纹部相连接，使所述护套罩接在瓶盖外侧；所述保护帽的内腔总高度不小于瓶盖上的压板上沿至瓶体外壁螺纹部下缘的垂直距离。
[0019]所述取样器包括进水器、吊梁和下环圈；在所述下环圈的内壁上制有内螺纹，在所述下环圈的一条环圈直径线的两端接有向下垂吊的弧形吊梁，所述吊梁与所述下环圈的环圈平面相垂直；所述下环圈从下向上套接在所述下瓶体外壁上的螺纹段，并与所述下瓶体螺纹连接在一起，在所述吊梁的中心部位设有下通孔，所述进水器的上端出水管从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胶管，所述第一硅胶管的另一端套接在一个长度为50— 60mm的直筒状的第一端管上，所述第一端