一種濕地原位監測與取樣輔助器及其使用方法與流程

本發明涉及一種輔助于濕地原位監測與取樣的工具。

背景技術：

自然濕地（淹沒型或非淹沒型）或正在運行的人工濕地（表面流型或潛流型）一般需要進行原位監測，以了解濕地的內部一些參數指標的分布。一些監測探頭（分別測定DO、ORP、pH等指標的探頭）提前埋入的話，時間長了之后，導致探頭污染，得不到清洗，使得測定不準。對于一些室內人工潛流濕地，較大的采樣器會破壞或影響尺寸本來就在幾十或一百多厘米的濕地的結構。濕地取樣工具過粗的話，會破壞設定點位處的濕地結構，而取出的水樣或泥水樣，也不是“當時的”，也不是設定點位處的，不具備代表性。

中國專利（103558057A）公開了一種室內人工濕地水樣和基質樣品采集器，由采樣管主體、弧形擋板和樣品勾取裝置組成，所述采樣管主體上設置采樣孔，采樣孔內面設有橡膠插槽；弧形擋板由插板、握柄和連接桿構成，插板用于插入橡膠插槽內；樣品填料勾取裝置由握柄和采樣鉤構成。該發明適用范圍有限，沒有輔助原位監測功能且取樣難度較大。

因而，需要發明一種適于濕地原位監測的輔助裝置，兼有較好的取樣功能。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服以上不足，提供一種濕地原位監測與取樣輔助器，可易于實現原位監測，取樣方便。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種濕地原位監測與取樣輔助器，由主體管、錐形體、進樣孔、插槽、弧形擋板、連桿和手柄組成，主體管下端為實心的錐形體，錐形體上部為主體管，錐形體向上為2個相對的進樣孔，進樣孔位于主體管上，進樣孔內側設插槽和弧形擋板，通過連桿連接弧形擋板，使弧形擋板在插槽中上下運動，以控制進樣孔的開啟度，主體管外表面上從采樣孔自下而上設有刻度，主體管最上端設置橫向手柄。

優選地，主體管上的進樣孔為邊長為1.5~3cm的正方形，進樣孔兩側對開，互相貫通，并向上與主體管連通。

優選地，主體管內徑4~6cm，長100~150cm，主體管壁、弧形擋板和手柄均采用不銹鋼制成，連桿為硬質細桿，直徑3~5mm。

一種濕地原位監測與取樣輔助器的使用方法：

（1）將濕地原位監測與取樣輔助器垂直插入濕地某一深度，拉動連桿及弧形擋板向上，打開兩側進樣孔，使得整體連通，濕地中的水在大氣壓力下進入主體管中，將測定溶解氧、氧化還原電位等指標的探頭依次放入主體管，直達進樣孔處，尾端與測定儀器相連，控制弧形擋板的開啟度，使得主體管內進水上升不要過快，剛好淹沒探頭或超過探頭5~10cm，均可進行原位監測和記錄。

（2）換成其它類型的探頭如測量水溫、pH值的探頭，其它控制條件同上，進行原位監測和記錄。

（3）原位監測結束之后，控制弧形擋板，增大使進樣孔開啟度，使得進水或泥水在主體管內上升，由小型泵抽取獲得的水樣或泥水樣為1號樣；待濕地運行30分鐘~1小時后，由小型泵抽取進樣孔處的水樣或泥水樣為2號樣，將1號樣和2號樣進行混合，測定其他所需的指標。

（4）在測定完某一深度點位之后，可繼續向下插入，依次進行某一深度點位之下的點位的測定。

優選地，當測定DO、ORP等指標的探頭受到污染而導致影響測定時，可將探頭取出清洗后，再放至進樣孔當中進行測定。

優選地，必要時可每隔半小時取一次，最終一起混合測定。

本發明采用的技術原理是：

濕地中有些指標需要在線測定或原位測定。如溶解氧，溶解氧（dissolved oxygen）是指溶解在水里氧的量，通常記作DO，用每升水里氧氣的毫克數表示。溶解氧是研究自然濕地或人工濕地的一個重要的指標。通過監測不同位置、不同深度處的溶解氧能了解不同深度下的微生物所處的環境。氧化還原電位，簡稱ORP （是英文Oxidation-Reduction Potential的縮寫）或Eh。ORP作為介質（包括土壤、天然水、培養基等）環境條件的一個綜合性指標，已沿用很久，它表征介質氧化性或還原性的相對程度。ORP值（氧化還原電位）是水質中一個重要指標，它雖然不能獨立反應水質的好壞，但是能夠綜合其他水質指標來反映水生系統中的生態環境。

而溶解氧和氧化還原電位的測定較為苛刻，特別是對于濕地中的溶解氧測定，最優方案是進行在線測定或原位測定。在線測定中，探頭提前埋入的話，時間長了之后，導致探頭污染，得不到清洗，使得測定不準。氧化還原電位也是如此，需要進行原位測定，即時測定。

一種濕地原位監測與取樣輔助器，其上面的刻度便于觀察監測點位的深度，手柄也是用來使得輔助器能順利向下，便于操作。弧形擋板在插槽中上下運動，以控制進樣孔的開啟度。在未到達預定的監測點位時，處于全閉狀態；開始原位監測時，部分打開；進行取樣時，可以放大進樣孔的開啟度，直至全部打開。

主體管上的進樣孔兩側對開，互相貫通，并向上與主體管連通。濕地中的水在大氣壓力下進入主體管中。兩側進樣孔與主體管構成連通器原理，便于水樣或泥水進入主體管內，同時通過控制進樣孔的開啟度，控制水樣或泥水進入主體管的流速或高度，便于取樣。對于淹沒型自然濕地或表面流型人工濕地絲毫不影響濕地的原位測定與取樣。因為，不管是淹沒型還是非淹沒型自然濕地，表面流型人工濕地還是潛流型，水要進入到主體管中，必須要經過進樣孔，而首先進入進樣孔的主體管內的就是要測定的原位的水樣，通過控制進樣孔的開啟度，讓水流不要上升太快，其他部位的水流即不易進入主體管，那么保證了主體管處的進樣為設定的點位處的水樣。

主體管壁、弧形擋板和手柄均采用不銹鋼制成，連桿為硬質細桿。主體管管徑比較小，對實驗型的人工濕地破壞很小，而其高度保持了進樣基本屬于設定點位處的水或泥水。

一種濕地原位監測與取樣輔助器的使用方法：

（1）將濕地原位監測與取樣輔助器垂直插入濕地某一深度的設定點位，拉動連桿及弧形擋板向上，打開兩側進樣孔，使得整體連通，濕地中的水在大氣壓力下進入主體管中，將測定溶解氧、氧化還原電位等指標的探頭依次放入主體管，直達進樣孔處，尾端與測定儀器相連，控制弧形擋板的開啟度，使得主體管內進水上升不要過快，剛好淹沒探頭或超過探頭5~10cm，均可進行原位監測和記錄；進水上升過快或過高，會導致非設定點位處的水流順流進入主體管。當測定DO、ORP等指標的探頭受到污染而導致影響測定時，可將探頭取出清洗后，再放至進樣孔當中進行測定。

（2）換成其它類型的探頭如測量水溫、pH值的探頭，其它控制條件同上，進行原位監測和記錄。為保證主體管的管徑較小，依次進行不同探頭的原位測定。而且將重要參數或對環境比較敏感的容易受到影響的探頭先測定，次重要的參數或不易受到影響的探頭后測定。

（3）原位監測結束之后，控制弧形擋板，增大使進樣孔開啟度，使得進水或泥水在主體管內上升，由小型泵抽取獲得的水樣或泥水樣為1號樣；待濕地運行30分鐘~1小時后，由小型泵抽取進樣孔處的水樣或泥水樣為2號樣，將1號樣和2號樣進行混合，測定其他所需的指標。必要時可每隔半小時取一次，最終一起混合測定。隔半小時取一次的某一深度設定點位的水樣可以認為是濕地正常運行時的某一深度設定點位處的水流，同時其他位置的水流進入主體管的影響會下降，正常運行時，其他位置的水流有出處，不會通過進樣孔進入主體管。

（4）在測定完某一深度設定點位之后，可繼續向下插入，依次進行設定點位之下的點位的測定。

有益效果：與現有的裝置相比本發明具有以下有益效果。

1、本發明提供的濕地原位監測與取樣輔助器，主體管筒體較細，對取樣影響小，對濕地影響小，尤其對于室內的構建的實驗型人工濕地。因而，適用面更廣，輔助監測與取樣的性能更優。

2、本發明提供的濕地原位監測與取樣輔助器，結構優化，充分利用連通原理和弧形擋板加以控制，使得取樣更容易，更精確。輔助器的功能多樣化，同時使得輔助濕地原位監測與取樣的方法得到優化。

3、本發明提供的濕地原位監測與取樣輔助器，對進樣口改善了進樣條件，對防漏要求不高，對于淹沒型自然濕地或表面流型人工濕地都適用。輔助器與探頭的原位監測充分體現了“即時性”，輔助器與小型泵的取樣充分體現了“原位精確性”，且方便快捷。

附圖說明

下面是結合附圖和實施例對本發明進一步描述。

圖1為一種濕地原位監測與取樣輔助器結構圖。

圖2為一種濕地原位監測與取樣輔助器的進樣孔原理圖。

圖3為一種濕地原位監測與取樣輔助器的進樣孔結構詳圖。

圖4為一種濕地原位監測與取樣輔助器取樣示意圖。

在圖1、2、3、4中：1:錐形體, 2:進樣孔,3:主體管,4:手柄,5:引線，6：監測設備，7：探頭，8:弧形擋板，9:連桿，10:插槽，11：取樣軟管，12：取樣泵，A、B、C：監測點位。

具體實施方式

實施例1

如圖1、2、3、4，一種濕地原位監測與取樣輔助器，由主體管、錐形體、進樣孔、插槽、弧形擋板、連桿和手柄組成，主體管下端為實心的錐形體，錐形體上部為主體管，錐形體向上為2個相對的進樣孔，進樣孔位于主體管上，進樣孔內側設插槽和弧形擋板，通過連桿連接弧形擋板，使弧形擋板在插槽中上下運動，以控制進樣孔的開啟度，主體管外表面上從采樣孔自下而上設有刻度，主體管最上端設置橫向手柄。主體管上的進樣孔為邊長為2cm的正方形，進樣孔兩側對開，互相貫通，并向上與主體管連通。主體管內徑5cm，長120cm，主體管壁、弧形擋板和手柄均采用不銹鋼制成，連桿為硬質細桿，直徑4mm。

使用輔助器對某人工濕地進行監測和取樣。設定取樣點位深度，A—地面以下0.3m處，B—地面以下0.5m處，C—地面以下0.7m處。具體使用方法：

（1）設定將濕地原位監測與取樣輔助器垂直插入濕地點位A處，拉動連桿及弧形擋板向上，打開兩側進樣孔，使得整體連通，濕地中的水在大氣壓力下進入主體管中，將測定溶解氧、氧化還原電位等指標的探頭依次放入主體管，直達進樣孔處，尾端與測定儀器相連，控制弧形擋板的開啟度，使得主體管內進水上升不要過快，剛好淹沒探頭或超過探頭5~10cm，均可進行原位監測和記錄。

（2）換成其它類型的探頭如測量水溫、pH值的探頭，其它控制條件同上，進行原位監測和記錄。

（3）原位監測結束之后，控制弧形擋板，增大使進樣孔開啟度，使得進水或泥水在主體管內上升，由小型泵抽取獲得的水樣或泥水樣為1號樣；待濕地運行30分鐘~1小時后，由小型泵抽取進樣孔處的水樣或泥水樣為2號樣，將1號樣和2號樣進行混合，測定其他所需的指標。

（4）在測定完某一深度點位之后，可繼續向下插入，依次進行某一深度點位之下的點位的測定。

當測定DO、ORP等指標的探頭受到污染而導致影響測定時，可將探頭取出清洗后，再放至進樣孔當中進行測定。每隔半小時取一次，最終一起混合測定。