水质 采样技术指导（2）

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5 采样设备

5.1 测定物理或化学性质的采样设备

5.1.1 概述

所采集样品的体积应满足分析和重复分析的需要。采集的体积过小会使样品没有代表性。另外，小体积的样品也会因比表面积大而使其吸附严重。

符合要求的采样设备应：

1）使样品和容器的接触时间降至最低；

2）使用不会污染样品的材料；

3）容易清洗，表面光滑，没有弯曲物干扰流速，尽可能减少旋塞和阀的数量；

4）有适合采样要求的系统设计。

5.1.2 瞬时非自动采样设备

5.1.2.1 概述

瞬时采样采集表层样品时，一般用吊桶或广口瓶沉入水中，待注满水后，再提出水面。

对于分层水选定深度的定点采样建议按 5.1.2.3 中叙述的方法。如果只需要了解水体某一垂直断面的平均水质，可按 5.1.2.2 中叙述的综合深度法采样。

5.1.2.2 综合深度采样设备

综合深度法采样需要一套用以夹住瓶子并使之沉入水中的机械装置。 配有重物的采样瓶以均匀的速度沉入水中，同时通过注入孔使整个垂直断面的各层水样进入采样瓶。

为了在所有深度均能采得等分的水样，采样瓶沉降或提升的速度应随深度的不同作出相应的变化，或者采样瓶具备可调节的注孔，用以保持在水压变化的情况下，注水流量恒定。无上述采样设备时，可采用排空式采样器，分别采集每层深度的样品，然后混合。

排空式采样器是一种手动、简便易行的采样器。此采样器是两端开口，侧面带刻度、温度计的玻璃或塑料的圆筒式，下侧端接有一胶管，底部加重物的一种装置。顶端和底端各有同向向上开启的两个半圆盖子，当采样器沉入水中时，两端各自的两个半圆盖子随之向上开启，水不停留在采样器中，到达预定深度上提，两端半圆盖子随之盖住，即取到所需深度的样品。上述排空式采样器只是其中一种，其他只要能达到同等效果的采样器，均可使用。

5.1.2.3 选定深度定点采样设备

将配有重物的采样瓶瓶口塞住，沉入水中，当采样瓶沉到选定深度时，打开瓶塞，瓶内充满水样后又塞上。对于特殊要求的样品（如溶解氧）此法不适用。

对于特殊要求的样品，可采用颠倒式采水器、排空式采水器等。

采集分层水的样品，也可采用 5.1.2.2 中所述排空式采水器，取得垂直断面的样品。

5.1.2.4 采集沉积物的抓斗式采泥器

用自身重量或杠杆作用设计的深入泥层的抓斗式采泥器，其设计的特点不一，包括弹簧制动、重力或齿板锁合方法，这些要随深入泥层的状况而不同，以及随所取样品的规模和面积而异。因此，所取样品的性质受下列因素的影响：

a）贯穿泥层的深度；

b）齿板锁合的角度；

c）锁合效率（避免物体障碍的能力） ；

d）引起扰动和造成样品的流失或者在泥水界面上洗掉样品组分或生物体；

e）在急流中样品的稳定性。在选定采泥器时，对生境、水流情况、采样面积以及可使用船只设备

均应考虑。

5.1.2.5 抓斗式挖斗

抓斗式挖斗与地面挖斗设备很相似。 它们是通过一个吊杆操作将其沉降到选定的采样点上， 采集较大量的混合样品，所采集到的样品比使用采泥器更能准确地代表所选定的采样地点的情况。

5.1.2.6 岩芯采样器

岩芯采样器可采集沉积物垂直剖面样品。 采集到的岩芯样品不具有机械强度， 从采样器上取下样品时应小心保持泥样纵向的完整性，以便得到各层样品。

5.1.2.7 溶解性气体（或挥发性物质）的采样设备

适合精确测量溶解气体的采样设备应能使采集到的水样排出采样器中原有的水， 而不是空气。 如果应用泵系统采集溶解气体样品，泵水的压力不能明显低于大气压。样品应直接泵入容器中。如果不要求精确测定，可以用一个瓶子或者桶来采集溶解氧样品。其误差源于样品和空气的接触，误差的大小随气体在水中的饱和度而变化。 样品从泵出口处流到采样瓶中， 应用一条柔软且有化学惰性的管子将样品输送到样品瓶的底部，防止样品因大面积接触空气（曝气）而被污染。在冰面覆盖的水体中采集溶解氧样品时，要特别注意，避免样品被空气污染。

5.1.3 自动采样设备

5.1.3.1 概述

自动采样设备有其自身的优势， 它可以自动采集连续样品或一系列样品而不用人工参与， 尤其是应用在采集混合样品和研究水质随时间的变化情况方面。

适宜的设备类型的选择取决于特定的采样情况， 例如， 为了评估一条江河或河川中微量溶解金属的平均组分（或负荷） ，最好使用一个连续流量比例设备，利用一个蠕动泵系统。

自动采样器可以连续或不连续采样，也可以定时或定比例采样。

自动采样设备可以被设定在预定的时间间隔内采样，或者由外部因素引发采样，例如，当降雨量超过界定限时产生一个信号引发了采样。许多时间间隔采样器在一个周期内采集 24 个样品，通过对时间的设定可以在不同的时间周期内采集 24 个样品。 常见的时间设定可以覆盖一昼夜 24 h， 也就是每隔 1 h采集一个样品；也可以覆盖 8 h 工作日，也就是每隔 20 min 采集一个样品；还可以覆盖一整周，也就是每隔 7 h 采集一个样品。

如果采集后的样品需要留在采样器中一段时间， 应确保样品不会分解。 使用的自动采样设备不能污染所采集的样品。例如，如果要对样品进行金属元素分析，采样器中不能使用铜管，最好使用化学惰性材料，如聚四氟乙烯和不锈钢。安装在入口处的过滤器也要注意这一点。为了防止沉淀物沉淀下来，应在入口管处保持足够的流量，建议入口管的恒定内径大于 9 mm。应能冲洗掉设备中残留的样品，其相关的死体积（固定体积）要尽可能小。为了防止细菌大量繁殖，应定期清洗采样器，对于在线采样设备应在其采样间歇时清洗。 目前一些先进的自动采样器可以自动清空残余样品并进行清洗， 不需要测试的样品将被自动清空，采样可以连续进行而没有间歇。

5.1.3.2 非比例自动采样器

a）非比例等时不连续自动采样器

按设定采样时间间隔与储样顺序， 自动将定量的水样从指定采样点分别采集到采样器的各储样容器中。

b）非比例等时连续自动采样器

按设定采样时间间隔与储样顺序， 自动将定量的水样从指定采样点分别连续采集到采样器的各储样容器中。

c）非比例连续自动采样器

自动将定量的水样从指定采样点连续采集到采样器的储样容器中。

d）非比例等时混合自动采样器

按设定采样时间间隔，自动将定量的水样从指定采样点采集到采样器的混合储样容器中。

e）非比例等时顺序混合自动采样器

按设定采样时间间隔与储样顺序， 并按设定的样品个数， 自动将定量的水样从指定采样点分别采集到采样器的各混合储样容器中。

此种采样器应具有在单个储样容器中收集 2～10 次混合样的功能。

5.1.3.3 比例自动采样器

a）比例等时混合自动采样器

按设定采样时间间隔， 自动将与污水流量成比例的定量水样从指定采样点采集到采样器的混合样品容器中。

b）比例不等时混合自动采样器

每排放一设定体积污水，自动将与定量水样从指定采样点采集到采样器的混合样品容器中。

c）比例等时连续自动采样器

按设定采样时间间隔， 与污水排放流量成一定比例， 连续将水样从指定采样点分别采集到采样器中的各储样容器中。

d）比例等时不连续自动采样器

按设定采样时间间隔与储样顺序， 自动将与污水流量成比例的定量水样从指定采样点分别采集到采样器中的各储样容器中。

e）比例等时顺序混合自动采样器

按设定采样时间间隔与储样顺序， 并按设定的样品个数， 自动将与污水流量成比例的定量水样从指定采样点分别采集到采样器中的各混合样品容器中。

5.2 采集生物特性样品的设备

5.2.1 概述

有些生物的测定和理化分析的采样情况一样，可在现场完成。但绝大多数样品须送回实验室检验。

一些采样设备可以人工进行（通过潜水员）或自动化的遥测观察，以及采集某些生物种类或生物群体。

本节中叙述的采样范围主要涉及常规使用的简单设备。

采集生物样品的容器，最理想的是广口瓶。广口瓶的瓶口直径最好是接近广口瓶体直径，瓶的材质为塑料或玻璃的。

5.2.2 浮游生物

5.2.2.1 浮游植物

采样技术和设备类似于检测水中化学品采集的瞬间和定点样品中叙述的那些内容。 在大多数湖泊调查中，使用容积为 1～3 L 的瓶子或塑料桶，用 5.1.2.3 中的采样装置采集。定量检测浮游植物，不宜使用网具采集。

5.2.2.2 浮游动物

采集浮游动物需要大量样品（多达 10 L） 。采集浮游动物样品时，除使用缆绳操纵水样（见 5.1.2.3）外，还可以用计量浮游生物的尼龙网，所使用网格的规格取决于检验的浮游动物种类。

5.2.3 底栖生物

5.2.3.1 水生附着生物

对于定量地采集水生附着生物，用标准显微镜载玻片（直径为 25 mm×75 mm）最适宜。为适宜两种不同的水栖处境，载玻片要求两种形式的底座支架。

在小而浅的河流中，或者湖泊沿岸地区，水质比较清澈，载玻片装在架子上或安置在固定于底部的柜架上。在大的河流或湖泊中部水质比较混浊，载玻片可固定在聚丙烯塑料制成的柜架上，该架子的上端处连接聚苯乙烯泡沫块，使其能漂浮于水中。载玻片在水中暴露一定的时间（视水质情况自定时间，一般在水中暴露两周左右） 。

注：载玻片在水中暴露的时间不是固定的，应视附着情况而定。如水质比较混浊，暴露时间相同，附着的生物过多，影响镜检。

5.2.3.2 大型水生植物

对于定性采样，采样设备根据具体情况，随水的深度而变，在浅水中，可用园林耙具，对较深的水，可使用采泥器，目前在潜水探查中已开始使用配套的水下呼吸器（简称 SCUBA） 。

定量采样，除确定采样地区已定，或大型水生植物已测定过，或者在其他方面已评价过，可采用类似上述的技术。

5.2.3.3 大型无脊椎动物

当前使用的采样设备，还不能提供所有生境类型的定量数据。通常局限于某一指定的水域内采样。

在某些情况下，要求化验人员主要依靠定性采样，分析这些样品需要大量的重复样品和时间。

在进行底栖生物的对照调查中，必须认真地记录不同采样点之间自然生境差别的影响。然而，由于采样技术和适用的设备都很不相同， 因此对调查的生境类型相对地不作限制。 使用何种形式采样器取决于很多参数——水的深度、流量、底质的理化性质等。

采集大型无脊椎动物使用的设备为：

a）抓斗和采泥器；

b）手柄网；

c）圆筒和箱式采样器；

d）钻探设备（供沉积物水样） ；

e）气动抽水器；

f）人工基质；

g）径流网。

5.2.4 鱼

集鱼类采用活动的或不活动的两种方法。活动的采样方法包括使用拉网、拖网、电子捕鱼法、化学药品以及鱼钩和钩绳。不活动的采样方法包括陷捕法（如刺网、细网）和诱捕法（如拦网、陷井网等） 。

鱼类的迁移性和鱼类的“迅速补充” （即鱼群的高速增长）使用的采样设备对鱼类的定性和定量检验产生了一定局限性。

5.3 采集微生物的设备

灭菌玻璃瓶或塑料瓶适用采集大多数样品。在湖泊、水库的水面以下较深的地点采样时，可使用深水采样装置（见 5.1.2.3） 。

所有使用的仪器包括泵及其配套设备，必须完全不受污染，并且设备本身也不可引入新的微生物。

采样设备与容器不能用水样冲洗。

5.4 采集放射性特性样品的设备

对采集水和废水化学组分的采样技术和设备一般适用于放射性测定。

一般物理、 化学分析用的硬质玻璃和聚乙烯塑料瓶适用于放射性核素分析。 但要针对检验核素存在的形态选取合适的取样容器（例如测量总α、总β放射性可用聚乙烯瓶，测定氚，只能使用玻璃容器） 。

取样之前，应将样品瓶洗净晾干。采集水样时，则尽量防止放射性核素吸附在容器表面而损失（例如用待测核素的稳定同位素浸泡 1 d 以上） 。

5.5 采样设备的准备

设备	准备
采样容器 漏斗 绳 手柄 过滤器和过滤系统	检查是否有划痕，是否有破损和不牢固的部件。
箱和样品传送器	数量充足，检查是否有破损，必要的话，用消毒剂把箱搽干净。
样品瓶	检查样品瓶和盖子，有破损的要及时丢掉以防别人误用。 确保瓶子已盖好以减少污染的机会并安全存放，确保用于微生物研究的瓶子原包装完好，无菌显示器条纹清晰。
固定剂	检查“按日期使用”的固定剂是否超期，检查点滴器和移液器是否有损坏，必要的话进行更换，确保与空的样品瓶分开。
野外作业用具	确保在有效的检验期内，如果已超期，要进行更换
检定试剂盒	确保作业指导书有效且可用，确保其未超期使用，必要时进行更换，与取样瓶分开存放。
标签和抽样文件	如果标签是先印刷好的，检查其是否填写完整
个人安全防护用具	确保有足够的一次性手套、手机、冰锚、急求箱
冰钻	检查发动机是否正常