[发明专利]一种沉积物无氧保护高分辨率分层收集装置及收集方法

说明书

本发明公开了一种沉积物无氧保护高分辨率分层收集装置及收集方法，收集装置包括切割器及其两侧的延伸管、采样管，切割器上设有通孔，切割器与延伸管、采样管可拆卸、密封连接；延伸管的另一端口封住，并置于惰性气体仓内，仓内还设有密封座；采样管内设有活塞；收集方法包括采样管采集样品，隔绝空气保存；将采样管、延伸管安装至切割器的两侧；推动采样管的活塞，切割器切割所需深度的样品；将惰性气体保护仓内的延伸管转移至密封座上密封。本发明可减小沉积物采集过程扰动，保持样品原状以及便捷取出样品，加强分层收集过程的无氧保护，深度上实现高分辨率定量收集，操作简单，携带方便。

技术领域

本发明涉及沉积物采样设备及采样方法，特别是涉及一种沉积物无氧保护高分辨分层收集装置及收集方法。

背景技术

湿地是陆生生态系统和水生生态系统间的关键过渡带，广泛分布在世界各地，对支持生态系统稳定性和维持生物多样性有重要意义。湿地通常土壤含水充足，主要包括各种咸水淡水沼泽地、湖泊、河流以及泛洪平原、湿草原等。随着我国快速工业化的进展，工业废弃物对湿地环境的胁迫日益加剧，随之导致如水体富营养化，沉积物中重金属、有机污染物累积，进而污染物在水体中通过物理传输、生物和化学转化作用而进一步威胁到水生生物甚至进入人体。因此，借助便利的原位采样装置探求湿地沉积物中污染物或生源要素的迁移转化机制的规律，有助于我们高效管理或修复被污染的湿地环境，而进行原位原状的沉积物样本采集也是最有效的开展相关研究工作的重要前提。

目前，已经存在的沉积物采样器主要为抓斗式采样器和柱状采样器。抓斗式采样器封闭性不佳，采样过程中易流失部分样品，难以保证沉积物样品原状，同时抓斗式采样器一般尺寸较大，难实现高分辨率分层采样的预期和采样后难以进行样品无氧保护。因此，针对以上问题，传统柱状采样器部分考虑了抓斗采样器存在的不足，通过垂直插入沉积物采集样品，根据需要采集相应深度的沉积物柱芯，但传统柱状采样器在取出样品时存在不便取出、取出过程易导致样品分层被破坏、样品被氧化等问题。通过不断的研究和改进，部分采样器已经能在尽可能少地破坏样品条件的情况下取出样品，如专利201110087077.3，该专利通过环切刀使沉积物内管与外管内壁分离，但该装置无无氧保护环节，且切割过程无法定量操作。专利申请号为201721054647.8的一种快速分层的沉积物采样管，该装置根据不同长度有机玻璃套管来实现不同沉积物样品的分层需求，由于套管长度固定，难实现深度上高分辨率样品收集的目的；此外，申请号为201711479977.6的一种柱状沉积物分层采样装置的设计较为完善，但操作相对复杂，样品收集过程无固定装置，无沉积物切割装置，且无法定量切割。

综上所述，抓斗式采样器采集过程扰动大，封闭性差，传统柱状采样器难以取出样品，并且易导致取样过程破坏样品，现有分层采样装置在沉积物的分层收集过程中缺少无氧保护措施，且无法实现深度上高分辨率定量收集的目的。分层切割收集和培养一体的装置研发存在较大空缺，有待进一步研究。

发明内容

发明目的：本发明解决的技术问题是现有的沉积物收集装置及收集方法在采集样品时易破坏样品，缺少无氧保护装置，无法实现深度上高分辨率分层定量收集。

技术方案：本发明提供了一种沉积物无氧保护高分辨率分层收集装置，包括切割器及其两侧的延伸管、采样管，切割器上设有通孔，切割器与延伸管、采样管可拆卸、密封连接；延伸管的另一端口封住，并置于惰性气体仓内，仓内还设有密封座；采样管内设有活塞。

其中，惰性气体仓内可以通入氮气、氩气等惰性气体，以保证沉积样品无氧保护。延伸管和采样管均是可拆卸的，可拆卸设置使得装置易组装，携带方便。

为了提高无氧保护的效果，惰性气体仓的仓体材质为软质材料。材料一般选择耐温、耐磨、耐老化、耐腐蚀等性能较好的合成橡胶，如丁基橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶等；软质材料可在外力作用下凹陷，因此可以实现在取延伸管中的沉积物样品时，隔着惰性气体仓直接操作，无需打开仓体，提高了无氧保护效果。如实验室常用的手套箱。