[实用新型]用于河流或湖泊不同深度底泥的冰冻取样器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于河流或湖泊不同深度底泥的冰冻取样器，属于冰冻取样器技术领域。

背景技术

河流或湖泊的底泥是由粘土、粉砂、砂、有机物或各种矿物质组成的沉积于水体底部区域的泥状物。对于河道而言，底泥主要来源于土壤的侵蚀作用、动植物机体的分解以及排入河道的污水中所含的颗粒物。外源物质进入湖泊，并沉积于底泥中。作为河流、湖泊的污染物的主要蓄积库，底泥不仅可以直接反映水体的污染历史，而且在一定条件下底泥中的污染物也可以通过解吸、溶解、生物分解等作用，向上覆水体释放各种污染物，是水体二次污染的重要来源，对人类健康和环境构成严重威胁。因此，作为污染的源，了解源的污染现状是治理河流、湖泊、港湾等水体污染的第一步，而底泥采样器为分析河流或湖泊底泥污染奠定了基础。目前研制开发的沉积物柱芯采样器种类繁多，主要有重力采样器、活塞式采样器、连杆式采样器以及钻进式采样器等。应用较多的是重力式采样器和活塞式采样器。现将国内外主要的底泥采样器简介如下：

重力式柱状取样器，国内外常用的重力式柱状取样器适用水深5米以内，采样器一般长1m，主要部件包括切割头、PVC采样管、延长杆、击打手柄、提升装置等。其工作原理是：在采样前，切割头安装在采样管底部，垫圈安装在顶部且切割头和垫圈用带子紧密连接以箍紧采样管。这种构造可用的采样管最大为1.5米。切割头里安装有橡胶隔膜，可以在一定压力下膨胀并完全关闭切割头以保证采样器提起时样品完好保存。扩展连接杆和顶部的锤击头，可以将采样器插入到底泥中。切割头中活塞的使用，避免了采样器对样品产生压缩。采样器采集的样品压缩率最大只有4～5％，其它的采样系统通常会压缩30％以上。

采样管被密封以后，通过使用额外的水-气动排放和分离系统，样品可以再细分成10cm长度的小段样品，并用于化学分析等领域。保持样品原始的剖面结构和密度。主要优势在于：充分的直径空间，减少样品的交叉分散。采样器轻便，简单易用，可在一天内采集很多样品。小型压力泵和大型的软管连接器的使用，使系统具有最大的灵活性和广泛应用。可以用于各种不同类型的沉积物，从非常松软无粘性的，到非固化的沙地，也与土壤的层次无关。

然而，重力式柱状取样器仍存在一些问题，主要表现在：(1)采样时存在部分扰动，有时甚至会破坏沉积物层序；(2)采样方式单一，对不同采样环境的综合适应性较差，特别是无法满足不同水深条件下的采样工作。

活塞式柱状取样器，该取样器能到达水体底部淤泥较深处采集淤泥，对淤泥分层分析更佳。活塞式柱状取样器用于从软的、沙质和中等硬度的水体底部取样，使用非常简单且在浅水和深水中都适用。原理：当采样器下水时候，采样器顶端会自动向外排出空气和水，当采样器进入水底，进入泥中的时候，水会完全排除，此时向上拉采样器，在活塞的作用下透明采样管成真空状态，保证采样管里的淤泥不往外漏。

活塞式柱状取样器仍有一些不足，国内常用的活塞式柱状采样器的取样长度约为0.6～1m，使用该设备无法满足对于更深的沉积物的取样工作。另外，为满足取样工作，活塞式柱状取样器的材质多为塑料，对有机污染的底泥分析工作有一定影响，且现场取样时容易变形，对较为坚硬的沉积物取样也难以顺利完成。

冰冻取样器，冰冻取样技术主要是为了解决湖泊、水库等水域浅层沉积物的取样问题。所使用的冷冻方法多数是干冰加酒精溶液，以获取高品质非扰动淤泥质样品和界面水样品。其工作原理是：在取样头内装冷冻液，依靠重力贯入沉积层，停留一定时间后，由于冷冻液汽化带走热量，样品被冻结在取样器的外表面(片状样品)或者内腔室(柱状样品)，从而获得原状的沉积物样品和界面。

冰冻取样器的缺点是：(1)采样器进入底泥后，若干冰量不足，还需将采样器拉出水面，补充干冰后继续采样；(2)对不同季节的适用性较差，如在夏季，干冰极易挥发，增加取样难度；(3)由于采用干冰填充采样管或切割头，采样器设计比较粗，对于比较硬的底泥，采样器进入底泥的难度较大。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有底泥沉积物取样器的取样深度小、样品原状保留性差的问题，进而提供一种用于河流或湖泊不同深度底泥的冰冻取样器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于河流或湖泊不同深度底泥的冰冻取样器，包括：锥形头、采样管、液氮导入管、密封垫、端盖和排气接头，所述锥形头的上端与采样管的下端固接，液氮导入管设置在采样管内，液氮导入管和排气接头分别与端盖5固接，排气接头的下端与采样管相连通，采样管的上端与端盖螺纹连接，采样管和端盖之间设有密封垫，端盖上设有缆绳孔。

本实用新型的有益效果是：