CN104502158A

CN104502158A - 土壤气体取样系统

Info

Publication number: CN104502158A
Application number: CN201410676771.2A
Authority: CN
Inventors: 张宇清; 刘振; 秦树高
Original assignee: Beijing Forestry University
Current assignee: Beijing Forestry University
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2015-04-08

Abstract

本发明涉及土壤环境检测领域，提供了一种土壤气体取样系统。该系统包括：气体采集装置，气体采集装置包括多个气体采集管，多个气体采集管分别用于插设到待取样土壤的不同深度处，气体采集管上设有若干进气孔；多通道输气装置，多通道输气装置包括多个输气管，多个输气管的一端分别与多个气体采集管连通，每个输气管上均设有阀门；抽气装置，抽气装置设有进气端和排气端，进气端与多个输气管的另一端连接；储气装置，储气装置与排气端连接。本系统可以实现长期、定位采集特定深度足量的土壤气体，且对土壤扰动小，不受取样深度的限制，取样气体一致性好。

Description

土壤气体取样系统

技术领域

本发明涉及土壤环境检测领域，特别提供一种土壤气体取样系统。

背景技术

土壤剖面的气体取样方法一直备受关注，近年来，多位学者在解决气体取样方面发明了多种不同的土壤气体取样装置，多是以提前挖取竖井剖面，然后再将取样仪器放置入气井中的方式来进行气体取样，由于取样管壁气孔分布，装置取样深度限制和密封性等原因，其结果是均难以采集特定深度足量的土壤气体，且对土壤扰动性大，取样深度有限，取样气体一致性差。且目前所设计取样装置多只能采集有限个样点，对于多个样点的取样只能通过多设置取样装置来解决，此举浪费人工且操作不便所以并不方便，且只能通过人工的方式进行测量，不能自动进行，难以实现野外长期、定位气体采样。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是现有的土壤气体取样系统均难以采集特定深度足量的土壤气体，且对土壤扰动性大，取样深度有限，取样气体一致性差。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种土壤气体取样系统，包括：

气体采集装置，所述气体采集装置包括多个气体采集管，多个所述气体采集管分别用于插设到待取样土壤的不同深度处，所述气体采集管上设有若干进气孔；

多通道输气装置，所述多通道输气装置包括多个输气管，多个所述输气管的一端分别与多个所述气体采集管连通，每个所述输气管上均设有阀门；

抽气装置，所述抽气装置设有进气端和排气端，所述进气端与多个所述输气管的另一端连接；

储气装置，所述储气装置与所述排气端连接。

优选的，所述气体采集管的外壁包设有防水透气膜。

优选的，所述输气装置还包括控制器，所述控制器分别与每个所述输气管上的所述阀门连接，用于单独控制每个所述输气管上的所述阀门的通断。

优选的，所述控制器为弱电控制器。

优选的，所述多通道输气装置还包括有机玻璃板，所述输气管、阀门、控制器均连接在所述有机玻璃板上。

优选的，所述气体采集管为PVC管。

优选的，所述输气管为聚四氟乙烯软管。

优选的，所述的储气装置为储气袋或真空瓶。

(三)有益效果

本发明提供了一种土壤气体取样系统，包括：气体采集装置，气体采集装置包括多个气体采集管，多个气体采集管分别用于插设到待取样土壤的不同深度处，气体采集管上设有若干进气孔；多通道输气装置，多通道输气装置包括多个输气管，多个输气管的一端分别与多个气体采集管连通，每个输气管上均设有阀门；抽气装置，抽气装置设有进气端和排气端，进气端与多个输气管的另一端连接；储气装置，储气装置与排气端连接。本系统可以实现长期、定位采集特定深度足量的土壤气体，不受取样深度的限制，对土壤扰动性小，取样气体一致性好。

附图说明

图1是本发明实施例的一种土壤气体取样系统的示意图；

图2是本发明实施例的气体采集管的侧视图；

图3是本发明实施例的输气装置的示意图。

附图标记：

1、气体采集管；2、输气管；3、进气孔；4、插设孔；5、塞子；6、有机玻璃板；7、五通阀；8、控制器；9、阀门；100、气体采集装置；200、多通道输气装置；300、抽气装置；400、储气装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

结合图1、图2和图3所示，本发明实施例提供的一种土壤气体取样系统，包括气体采集装置100，多通道输气装置200，抽气装置300和储气装置400。气体采集装置100包括多个气体采集管1，本实施例中气体采集管1的数量为4个，气体采集管1管长20cm，外径2cm，内径1.8cm，气体采集管1可选用常用的、在市场上容易买到的PVC管；将气体采集管1的两端分塞入塞子5进行封堵，PVC管管腔起到了收集气体和缓存气体的作用，另外，由于PVC管的硬度和柔韧性适中，且材质的稳定性好，不容易被腐蚀，能够长期、多次使用；取样前按照所需测量深度挖取土壤剖面，多个气体采集管1分别用于插设到待取样土壤的不同深度处，气体采集管1上设有若干进气孔3，进气孔3开在气体采集管1的周向上均匀布设，每个进气孔3相隔2cm，孔径1.5mm。

多通道输气装置200包括多个输气管2，输气管2的管径D＝5mm，在气体采集管1的一端开设相应孔径D＝5mm的插设孔4，使输气管2插设在该插设孔4中，并用瞬间胶粘紧，由此，使多个输气管2的一端分别与多个气体采集管1连通；输气管2优选为聚四氟乙烯软管，聚四氟乙烯软管每个输气管2上均设有阀门9，能够通过各个阀门9单独控制各路输气管2的通断，阀门9的通断可以通过手动控制，也可以通过控制器设置为自动控制，优选的，输气装置还包括控制器8，控制器8分别与每个输气管2上的阀门9连接，用于单独控制每个输气管2上的阀门9的通断，控制器8为弱电控制器8，控制器8通过低电压控制，在野外作业时便于通过电池等提供启动电源。

优选的，多通道输气装置200还包括有机玻璃板6，上述输气管2、阀门9和控制器8均连接在有机玻璃板6上，有机玻璃板6不仅对各输气管2、阀门9、控制器8起到固定的作用，同时还方便观察输气管2的输气状态，查看是否有水进入，方便及时关闭阀门。另外有机玻璃材质坚硬，野外使用不易损坏。

抽气装置300设有进气端和排气端，进气端通过五通阀7与多个输气管2的另一端连接，当然，可以理解的是，由于输气管2的数量并不止局限于本实施例的4个，对于本发明而言，可根据实际需要选取适当通路的多通阀；储气装置400与排气端连接，抽气装置300可以是抽气泵，也可以是注射器，抽气泵的好处是提供的负压力大，持续性强，另外使用时可以先进行短时间的排气，将管路中带入的原有气体排出，再接入储气装置进行收集，这样可以获得较为纯净的土壤气体；注射器的好处是集抽气装置300和储气装置400于一身，注射器的注射腔相当于储气装置400。

储气装置400可以是集气袋、真空瓶或其他气体检测装置，集气袋可配合抽气泵使用；若采用真空瓶作为储气装置400，本土壤气体取样系统可不包括抽气装置300，集气瓶操作简便，接入后便可进行自动抽气和集气，无需人为做功。

优选的，气体采集管1的外壁包设有防水透气膜，防水透气膜可通过后续绑扎的方式包设到气体集气管外，防水透气膜为防水并透气的半透膜，在市场上可以买到。半透膜的使用可以防止在集气的过程中将地下水吸入气体采集管1中，从而有效的保证了系统的正常运行和检测结果的准确性。

操作过程：

在试验样地上选取地势平坦的地方，按照所需测量深度挖取土壤剖面，土壤剖面上量取待测深度进行水平钻孔，钻孔应采用如空心钻头等钻孔装置，这样在钻孔后能够将钻孔所产生的土壤带出，由此能够避免破坏土壤及剖面的原状结构，减小对土壤的扰动；在钻孔深度和孔径大小与所述气体采集管的外径和长度相当，然后将气体采集管插入到水平钻孔内，将聚四氟乙烯软管与气体采集管接好，将土分层填实埋好，待土壤气体浓度恢复稳定后，开始测量。若是手动采集土样气体，在测量过程中，先驱动弱电控制多通道转换阀门打开所要抽气阀门，再用注射器或抽气泵等所述抽气装置进行土壤气体的抽取，最终将气体储存在储气装置中；若储气装置为气体检测装置，可以通过控制器设定阀门开闭的时间，进行自动测量。

由上可知，本系统可以实现长期、定位采集特定深度足量的土壤气体，不受取样深度的限制，对土壤扰动性小，取样气体一致性好

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种土壤气体取样系统，其特征在于，包括：

气体采集装置(100)，所述气体采集装置(100)包括多个气体采集管(1)，多个所述气体采集管(1)分别用于插设到待取样土壤的不同深度处，所述气体采集管(1)上设有若干进气孔(3)；

多通道输气装置(200)，所述多通道输气装置(200)包括多个输气管(2)，多个所述输气管(2)的一端分别与多个所述气体采集管(1)连通，每个所述输气管(2)上均设有阀门(9)；

抽气装置(300)，所述抽气装置(300)设有进气端和排气端，所述进气端与多个所述输气管(2)的另一端连接；以及

储气装置(400)，所述储气装置(400)与所述排气端连接。

2.根据权利要求1所述的土壤气体取样系统，其特征在于，所述气体采集管(1)的外壁包设有防水透气膜。

3.根据权利要求1所述的土壤气体取样系统，其特征在于，所述输气装置还包括控制器(8)，所述控制器(8)分别与每个所述阀门(9)连接，用于单独控制每个所述输气管(2)上的所述阀门(9)的通断。

4.根据权利要求3所述的土壤气体取样系统，其特征在于，所述控制器(8)为弱电控制器。

5.根据权利要求3或4所述的土壤气体取样系统，其特征在于，所述多通道输气装置(200)还包括有机玻璃板(6)，所述输气管(2)、阀门(9)和控制器(8)均连接在所述有机玻璃板(6)上。

6.根据权利要求1所述的土壤气体取样系统，其特征在于，所述气体采集管(1)为PVC管。

7.根据权利要求1所述的土壤气体取样系统，其特征在于，所述输气管(2)为聚四氟乙烯软管。

8.根据权利要求1所述的土壤气体取样系统，其特征在于，所述的储气装置(400)为储气袋或真空瓶。