Батометр

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Батометр Петтерссона - Нансена

Бато́метр (греч. bathos — глубина и metron — мера) — гидрологический прибор для взятия проб воды с различных глубин водоёма, основной прибор для получения проб воды в океанографических, лимнологических и гидробиологических экспедициях.

За рубежом часто батометрами называют приборы для измерения глубины водоёмов, предпочитая приборы для отбора проб воды называть бутылями Нансена или Нискина (а также именами других авторов в зависимости от конструкции).

Батометр — специально приспособленный сосуд, обычно цилиндрической формы, с клапанами, крышками или кранами для закрывания под водой. Основное назначение любого батометра — взятие пробы на заданной глубине и дальнейшее предохранение её от смешивания с окружающей водой при подъёме прибора на поверхность. Взятие проб воды с одновременной автоматической записью температуры проводится с помощью батометра-батитермографа[1].

Взятие проб воды для проведения в лабораторных условиях физико-химических исследований и изучения состава планктона производится двумя основными способами: шланговым (обычно с использованием насосов), используемым сравнительно редко, и батометрическим. Вакуумный захват используется при отлове беспозвоночных при помощи всасывания с использованием давления воды (батометр Рутнера).

Типы батометров[править | править код]

Батометр Нискина (Shale Niskin)

Среди современных батометров выделяют:

  • Сериальные — имеющие боковой подвес, позволяющий легко укрепить их на тросе или снять с троса, вытравленного за борт и натянутого грузом нижних батометров.
  • Малые — компактной конструкции. Первый малый батометр был предложен в 1935 году и изготовлен для дрейфующей станции «Северный полюс».
  • Концевые — применяются, чтобы избавиться от подъёма и спуска излишней тяжести груза при спуске нескольких батометров. Проба воды из концевого батометра, в котором используется стеклянный или другой химически стойкий сосуд, более надёжна (является контрольной). Вес батометра Международной гидрографической лаборатории 12 кг, полная ёмкость 1700 см³, ёмкость внутреннего сосуда 450 см³.
  • Донные — предназначены для получения проб воды из слоя, непосредственно прилегающего ко дну. Строятся как одиночные (по типу концевых) и закрываются автоматически от прикосновения ко дну (без посыльного груза). Первый донный батометр создан в 1870 году.
  • Промерные — употребляются для добывания придонных проб воды во время глубоководного промера. Такой батометр лёгкий (около 3 кг) и закрывается автоматически при начале подъёма лотлиня (проволоки).
  • Большого объёма — применяются, когда необходимо с одной глубины получить большое количество воды (для детального химического анализа, гидробиологических работ), имеют большой объём (как правило, 10 литров и более).
  • Специального назначения — батометры особой конструкции для выполнения специальных работ, например бактериологических, либо с тефлоновым покрытием для анализа проб на следовые количества металлов и т.д.

Батометры также можно классифицировать и по другим признакам. С учётом потребности во времени наполнения батометры могут быть быстрого (мгновенного) или длительного наполнения объёма. Батометр быстрого (мгновенного) наполнения имеет крышку, которая закрывается на заданной глубине в результате переворачивания батометра, происходящего под воздействием посылаемого по тросу груза[2][3]. Одновременно установленным на батометре термометром регистрируется и температура воды. Сходное устройство имеет речной батометр Жуковского, но он опускается в водоём в горизонтальном положении. Батометры Нискина также могут быть смонтированы для погружения в горизонтальном положении.

В батометр длительного наполнения вода поступает со скоростью течения воды в исследуемой точке.

История развития батометра[править | править код]

Попытки получить воду с глубины предпринимались давно. А. Норденшельд приводит рисунок батометра с лоции 1602 года, при помощи которого со дна Средиземного моря была получена пресная вода[4]. Также он упоминает о приборе, с помощью которого в 1500 году получена вода в устье реки Ориноко. Это были батометры-бутылки, которые применяются и сейчас, но они пригодны только до глубин 50 метров, пока небольшая продолжительность подъёма позволяет сохранить взятую пробу от перемешивания с водой верхних горизонтов. Кроме того, на больших глубинах давление воды вдавливает пробку в бутылку[5].

Появление в XVIII веке термометров привело к разработке батометров цилиндрической формы с клапанами, которые открывались при спуске в воду и закрывались из-за сопротивления воды при подъёме с глубины. Первый такой батометр появился в 1749 году, но он пропускал воду и нагревался в верхних слоях, поэтому не подходил для измерения температуры глубинных вод. Во время кругосветного плавания в 1803 — 1806 годах И. Ф. Крузенштерн пользовался разработкой русского мастера О. И. Шишорина. Но клапаны прибора были ненадёжны и медный корпус нагревался. Первый настоящий надёжно закрывающийся и герметичный батометр создан для плавания на шлюпе «Предприятие» О. Е. Коцебу в 1823 году. Адмирал С. О. Макаров в плавании на «Витязе» в 1886 году создал свой батометр, который учитывал конструктивные недостатки других существовавших к тому времени приборов. Батометр Макарова имел высоту 61 см, диаметр 15 см и был обшит снаружи войлоком и парусиной[6].

Особенности применения батометров[править | править код]

Чаще всего, для сокращения времени работы на глубоководных океанографических станциях, батометры (сериальные) опускаются сразу на несколько глубин на одном тросе. Независимо от типа батометра, каждый батометр при спуске на глубину в открытом состоянии должен свободно, без задержки создающимися завихрениями, пропускать воду через цилиндр. Спусковое приспособление, закрывающее батометр, должно действовать надёжно, обеспечивая получение пробы точно с заданного горизонта[3]. Внутренняя поверхность батометра не должна оказывать химического воздействия на пробу воды. Батометр должен закрываться герметично, все части батометра должны делаться из одного металла, чтобы избежать образования при соприкосновении с морской водой гальванической пары.

Большая часть цилиндров современных батометров изготавливается из пластика.

Примечания[править | править код]

  1. В настоящее время при океанологических исследованиях используются целые телеметрические комплексы, автоматические буйковые станции, позволяющие фиксировать одновременно множество параметров — температуру, солёность и другие метеорологические и гидрологические параметры. Однако для исследований воды в лабораторных условиях остаётся потребность в получении проб с помощью батометров. Также они необходимы при биологических исследованиях.
  2. Снежинский В. А. Практическая океанография, с. 127
  3. 1 2 Этому условию удовлетворяет большинство батометров, действующих при помощи посыльного груза, который ударяет по планке откидной вилки батометра, вызывая закрытие батометра клапанами.
  4. В. А. Снежинский. Практическая океанография, с.128
  5. В некоторых случаях, например, при исследовании газов, бутылки всё же предпочитают металлическим батометрам
  6. В. А. Снежинский. Практическая океанология, с.132.

Литература[править | править код]

  • Батометр // Военная энциклопедия : [в 18 т.] / под ред. В. Ф. Новицкого [и др.]. — СПб. ; [М.] : Тип. т-ва И. Д. Сытина, 1911—1915.
  • Дерюгин К. К., Степанюк И. А. Морская гидрометрия. — Л.: Гидрометиздат, 1974. 392 °C.
  • Маклаков А. Ф., Снежинский В. А., Чернов Б. С. Океанографические приборы. — Л.: Гидрометиздат, 1975. 384 °C.
  • Снежинский В. А., Практическая океанография. — Л.: Гидрометиздат, 1954. 672 °C.

Ссылки[править | править код]