專利名稱：附石周叢生物的原位采樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及附石周叢生物的原位采樣裝置，用于解決河流周叢生物采樣過程中，遇到水體流速較高(速度大于lm/S)、石塊基質(zhì)較大，無法對樣品進行異位采集的問題。
背景技術(shù)：
周叢生物為附著在基質(zhì)上生長的生物群落，包括藻類、細(xì)菌、真菌、動物、有機或無機碎屑等，其附生基質(zhì)可以是有機或無機物，可以是有生命的或非生命的形式?，F(xiàn)有周叢生物樣品采集過程中的主要參考其所含藻類的形態(tài)，因為在周叢生物的各種組成成分中，藻類是最為重要的組成部分。對于由絲狀綠藻組成的周叢生物，可采用鑷子、刮刀等工具直接進行采集。通常對于小型石塊上的周叢生物的采集則要相對容易得多。通常可直接將石塊從河道取出后，用鑷子、刷子或刮刀等工具將附著在石塊上的周叢生物移至采樣容器內(nèi)。該采樣方式采用將周叢生物的生長基質(zhì)(石塊)從河道中移出，即異位采樣法。對于靜水或者低流速(速度小于0. 3m/s)條件下，周叢生物會以團狀(水綿群落)或聚集態(tài)(剛毛藻群落)形式存在，可直接用濾網(wǎng)等工具進行撈取，這是一種原位采集方法。現(xiàn)有采樣方法主要針對生物調(diào)查研究領(lǐng)域，盡管可以滿足多數(shù)周叢生物采集的需要，但存在以下問題1.異位采集方法無法滿足附生在大型石塊上的周叢生物樣品采集需求?，F(xiàn)有的采樣工具只能放棄或者選取小石塊作為替代樣品，即轉(zhuǎn)原位采樣為異位采樣。2.在異位取樣過程中，由于石塊表面形狀不規(guī)則，對于取樣面積的控制易產(chǎn)生偏差，影響取樣精度。3.激流條件下從河道中取出石塊，易對石塊表面周叢生物造成破壞，影響取樣精度。4.由于周叢生物非常粘滑，而其附生石塊質(zhì)量往往較大，異位采樣存在一定的安全隱患。5.現(xiàn)有原位、異位采樣方法均為手工采樣，采樣時間長，效率低。6.異位采樣無法全面滿足水生態(tài)養(yǎng)分循環(huán)研究需要。即該研究不僅限于抽樣分析調(diào)查，更需要對河流周叢生物生物量做出評估和分析。對于由大量大型石塊構(gòu)成的河床，目前尚無可行、有效的原位取樣工具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明附石周叢生物原位采樣裝置，用于解決河流周叢生物研究中，處于激流條件下(速度大于lm/s)不能用異位采樣替代的問題。其特征在于1.以電動機為動力，刷下附石周叢生物，然后在真空泵的吸力下將樣品吸入樣品瓶。2.利用采樣管直徑來確定采樣橫截面積，從而保證每個周叢生物樣品在石塊基質(zhì)的生長面積相等，定量控制取樣面積，便于進行生物量的分析和其他評估計算。
3.利用偏心尼龍毛刷，快速刷下周叢生物，并方便從刷毛上取下纏繞的周叢生物中的絲狀綠藻。4.樣品采集時間短，因此可以在短時間內(nèi)采集更多樣品，不僅采樣效率大大提高，而且對于平行樣品分析具有重要意義。5.不但可滿足大型石塊原位采樣需求，也同樣適用于異位采樣。


圖1是激流條件下附石基周叢生物的原位采樣裝置流程圖。圖2是原位采樣裝置的取樣裝置詳解，即圖1的A部分詳細(xì)圖。圖中1-真空泵、2-緩沖瓶、3-樣品搜集器、4-樣品分離閥門、5-探頭手柄、6-電動機、7-探頭身、8-密封橡膠圈、9-樣品吸收孔、10-偏心尼龍毛刷。
具體實施例方式1.如圖1所示，附石周叢生物的原位采樣裝置，該裝置通過真空泵I產(chǎn)生負(fù)壓；真空泵I連接緩沖瓶2，防止液體倒吸入真空泵I ;緩沖瓶2連接樣品搜集器3 ;樣品搜集器3連接由探頭手柄5、電動機6、探頭身7、密封橡膠圈8、樣品吸收孔9、偏心尼龍毛刷10組成的吸取裝置A。2.在河流中選取要搜集樣品的石塊基質(zhì)，因為周叢生物的生長需要光照，通常水深在0.1 0. 5m之間。采樣探頭身7長度為10cm，直徑4cm，材料為有機玻璃；探頭身7連接有探頭手柄5,長度為lm。3.真空泵I和電動機6分別連接電源。4.在探頭尚未觸及石塊表面時，提前打開電動機6的電源開關(guān)，使其聯(lián)動的偏心尼龍毛刷10處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。5.通過探頭手柄5逐步下放吸取裝置A，在密封橡膠圈8與石塊表面接觸的同時打開真空泵I的開關(guān)，此時，偏心尼龍毛刷10產(chǎn)生機械刷動石塊表面；大約停留3 5秒鐘后，先關(guān)閉電動機6的開關(guān)，但不關(guān)閉真空泵I的開關(guān)，而后迅速取出探頭并保持密封橡膠圈8向上，此時可關(guān)閉真空泵I的電源開關(guān)。因為周叢生物的組成特點決定可能會有絲狀綠藻纏繞在尼龍刷上，故先停止旋轉(zhuǎn)后，可保證真空泵繼續(xù)抽取，在探頭身7內(nèi)形成負(fù)壓，水流沿樣品吸收孔8繼續(xù)上行，因而可形成一定吸力，防止尼龍刷上的絲狀藻類在探頭身7移出水面時，被水流沖走。6.周叢生物經(jīng)過偏心尼龍毛刷10的刷洗后，形成懸濁液體，樣品搜集器3在氣壓作用下，吸入懸濁液。偏心尼龍毛刷10的刷毛采用尼龍材料，毛刷兩邊長度不等，并呈120度角；偏心尼龍毛刷10在電動機6的帶動下高速旋轉(zhuǎn)。因大型石塊表面并非平面，而是弧形。對于內(nèi)凹型石塊，由于可能沉積泥沙等雜物，并非采樣所需。因此，絕大多數(shù)可采樣石塊外型均為外凸型，偏心設(shè)計有利于在采集過程中操作探頭手柄5，左右調(diào)整以刷下全部采樣面積的周叢生物。外部河流水體從密封橡膠圈8和石塊縫隙處進入，從而保證刷洗的周叢生物不會溢出。密封橡膠圈8為硬質(zhì)橡膠材料構(gòu)成，形狀為碗狀，直徑為5cm，高度為3cm，厚度為0. 5cm ;具有足夠的厚度可防止因下壓吸取裝置A導(dǎo)致橡膠圈變形過大，產(chǎn)生反轉(zhuǎn)。另一方面厚度太低其橡膠機械強度不夠，導(dǎo)致密封性不好。
7.懸濁液體收集至樣品搜集器3，可以在錐形底部聚集沉淀，然后利用樣品分離閥門4將樣品取出。
權(quán)利要求
1.附石周叢生物的原位采樣裝置，其特征在于:該裝置由真空泵1、緩沖瓶2、樣品搜集器3、樣品分離閥門4、探頭手柄5、電動機6、探頭身7、密封橡膠圈8、樣品吸收孔9、偏心尼龍毛刷10構(gòu)成；通過真空泵I產(chǎn)生負(fù)壓；真空泵I連接緩沖瓶2，防止液體倒吸入真空泵I ;緩沖瓶2連接樣品搜集器3 ;樣品搜集器3連接由探頭手柄5、電動機6、探頭身7、密封橡膠圈8、樣品吸收孔9、偏心尼龍毛刷10組成的吸取裝置A。
2.按照權(quán)利要求1所述的附石周叢生物的原位采樣裝置中，含有探頭身7，其特征在于:圓柱型結(jié)構(gòu)，長度為10cm，直徑4cm，材料為有機玻璃，探頭身7頂部連有電動機5，并有樣品吸收孔8。
3.按照權(quán)利要求1所述的附石周叢生物的原位采樣裝置中，含有密封橡膠圈8，其特征在于:采用碗狀密封橡膠組成，直徑為5cm,高度為3cm,厚度為0.5cm,該厚度防止探頭下探過程中，發(fā)生碗狀形狀發(fā)生反轉(zhuǎn)導(dǎo)致樣品流失。
4.按照權(quán)利要求1所述的附石周叢生物的原位采樣裝置中，含有偏心尼龍毛刷10，其特征在于:刷毛采用尼龍材料，毛刷兩邊長度不等，并呈120度角；偏心尼龍毛刷10在電動機6的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，刷下·周叢生物樣品。
全文摘要
本發(fā)明公開了附石周叢生物的原位采樣裝置。該裝置固定采樣橫截面積，利用探頭上的偏心尼龍刷，在電動機帶動下高速旋轉(zhuǎn)，刷下附石周叢生物；位于探頭末端的碗狀密封橡膠圈、探頭身在真空泵的作用下形成負(fù)壓，使水沿石塊與密封橡膠圈縫隙處進入探頭，保證周叢生物不會在刷下的同時被激流帶走；周叢生物懸濁液經(jīng)探頭上的樣品吸收孔吸入樣品搜集瓶中，并在錐形底部聚集沉淀，而后通過樣品分離閥門分離周叢生物樣品。本發(fā)明操作簡單，樣品保真度高，采樣速度快，解決了傳統(tǒng)手工采樣方法中，無法在激流條件下，原位采集大型石塊上的附石周叢生物的問題；另外異位手工采樣能夠進行的樣區(qū)，本發(fā)明也同樣適用。
文檔編號G01N1/14GK103076205SQ20111032790
公開日2013年5月1日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者單保慶, 崔經(jīng)國, 唐文忠 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心