CN104990767A - 一种喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置及使用方法，该装置主要由集水装置和抽水装置两部分构成，集水装置包括多孔有机玻璃板(1)和集水盆(2)，抽水装置包括陶土头(5)、进气管(6)、出水管(7)、集水瓶(8)、抽气管(9)和真空泵(10)；本发明结构简单，操作方便，能够长期有效地在喀斯特山区浅薄且富含碎石层的土壤中采集土壤溶液，同时最大限度地保持水样中的离子成分基本不变；每次采样时可将装置中收集存有的土壤溶液全部抽提，保证每次都能收集到上一个时间单位的土壤溶液，对研究土壤溶液理化性质与外界响应方面有明显优势。

Description

一种喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种土壤溶液的收集与抽提装置，尤其涉及一种适用于喀斯特山区浅薄层夹碎石土层的土壤溶液收集与抽提装置及其使用方法，属于土壤溶液收集与抽提技术领域。

背景技术

目前，在国内外用于土壤水抽提的技术和装置有很多，主要包括机械压榨法、共沸法、微量蒸馏法及真空蒸馏法。然而，这些已有的装置主要针对于壤土，沙土等纯粹土壤为取水对象，且设计复杂。而针对于岩溶地区广泛分布的石灰岩基岩上覆夹碎石土层的土壤水抽提装置则十分少见，并且陶土头在喀斯特发育区的土壤中应用的难度较大。国内外通常用测试样品抽提装置或真空泵来抽提土壤水样，费时费力，而且容易造成一些玻璃容器和连接管的碎裂，无法实现实际意义上的大量抽提。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种操作简便、使用可靠的喀斯特山医复杂土壤环境中土壤溶液收集与抽提装置以及该装置的使用方法，实现在喀斯特山区旱雨季均能很好的收集土壤溶液。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置，该装置由集水装置和抽水装置两部分构成，所述的集水装置包括多孔有机玻璃板和集水盆，集水盆和多孔有机玻璃板成对角线固定，在多孔有机玻璃板的上部放置有石英砂并用尼龙网纱布固定；抽水装置包括陶土头、进气管、出水管、集水瓶、抽气管和真空泵；陶土头固定安装在多孔有机玻璃板的底部并用抽水软管与进气管和出水管连通；抽气管连接真空泵；在集水瓶的瓶口上装有打孔橡皮塞，出水管和抽气管分别插入在打孔橡皮塞中并与集水瓶连通。

上述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置中，陶土头、进气管、出水管、集水瓶、抽气管和真空泵的数量可以为一个或两个以上。

前述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置中，优选的，陶土头、进气管、出水管、集水瓶、抽气管和真空泵的数量为两个；两个陶土头分别固定安装在多孔有机玻璃板的下部和上部并分别用抽水软管与两个进气管和出水管连通。

前述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置中，优选的，抽水软管是装在软管保护套中，在软管保护套的外面装有PVC管。

前述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置中，在真空泵上还安装有气压计。

前述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置中，所述的集水盆是用材料硬度为70-96的塑料材料制成；尼龙网纱布为6层。

一种喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置的使用方法，该方法包括如下步骤：

步骤1)、连接好抽提装置的真空泵、抽气管、出水管、进气管以及集水瓶，并对抽提装置进行真空度检验；若检验中无法产生负压，需逐一排查以下原因：软管无密封；真空泵与抽气管连接处进气；集水瓶活塞与抽气管、出水管不密封；陶土头与抽水软管不密封；

步骤2)、对抽提装置进行真空度检验符合要求后，将抽提装置埋设于已经开挖好的1m×1m的土壤坑内，将抽提装置的主体部分按照倾斜角的要求斜置在土层中，保证抽提装置下面的土层坚实，以防止装置侧翻；

步骤3)、对挖出的土方按照土层顺序进行有次序的回填并尽量恢复地表植被，放置三个月后或等上覆土壤的植被密度达到埋置前的程度，才能进行土壤溶液的收集；

步骤4)、在土壤回填后，抽提装置将有以下部分出露在地表之上，即进气管、出水管、抽气管，其中进气管、出水管平常保持夹紧密封的状态；

步骤5)、在采集土壤溶液的时候，需要把两个集水瓶、两个抽气管和两个真空泵带到采样现场，将抽气管连接集水瓶并用打孔橡皮塞连接出水管，连接好后松开一根出水管的管夹，另一根出水管还保持夹紧密封的状态，然后开启一个真空泵，将一个陶土头中的空气抽干，形成真空状态，再将另一根出水管的管夹松开，开启另一个真空泵，将另一个陶土头内的空气抽完，形成真空状态；

步骤6)、观察真空泵的气压表，满足真空需求后，同时松开两根进气管，由于大气压力的作用，气压会将抽提装置中收集的土壤溶液压到两个集水瓶中。

上述喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置的使用方法中，优选的，每次采样时要保证抽提装置中所有的溶液都抽提干净，具体表象是在保持软管中真空的条件下，集水瓶连接的出水管不再出水为止，这样可以保证每次都能收集到上一个时间单位的土壤溶液。

前述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置的使用方法中，所述的集水瓶为100ml锥形瓶。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明由取样管和真空泵两大部分组成，其中取样管头部为多孔陶土头，连接集水瓶部分所使用的材料为常规规格的PVC管，结构简单，操作方便；本发明能够长期有效地在西南喀斯特山区浅薄且富含碎石层的土壤中采集土壤溶液，同时最大限度地保持水样中的离子成分基本不变；每次采样时可将装置中收集存有的土壤溶液全部抽提，保证每次都能收集到上一个时间单位的土壤溶液，对研究土壤溶液理化性质与外界响应方面有明显优势。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：1-多孔有机玻璃板，2-集水盆，3-石英砂，4-尼龙网纱布，5-陶土头，6-进气管，7-出水管，8-集水瓶，9-抽气管，10-真空泵，11-抽水软管，12-打孔橡皮塞，13-软管保护套，14-PVC管，15-气压计，16-土壤层。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

实施例1。如图1所示，由集水装置和抽水装置两部分构成，其中的集水装置包括多孔有机玻璃板1和集水盆2，集水盆2和多孔有机玻璃板1成对角线固定，在多孔有机玻璃板1的上部放置有石英砂3并用尼龙网纱布4固定；集水盆2用材料硬度为70-96的塑料材料制成；尼龙网纱布4为6层。抽水装置包括两个陶土头5、两根进气管6、两根出水管7、两个集水瓶8、两根抽气管9和两个真空泵10；上部的陶土头5用于旱季收集土壤溶液，下部的陶土头5用于雨季收集土壤溶液；两个陶土头5分别固定在多孔有机玻璃板1的下部和上部，并分别用两根抽水软管11与两个进气管6和出水管7连通，抽水软管11装在软管保护套13中，在软管保护套13的外面装有PVC管14；两根抽气管9分别连接两个真空泵10；在每个集水瓶8的瓶口上均装有一个打孔橡皮塞12，出水管7和抽气管9分别插入在打孔橡皮塞12中并与集水瓶8连通。为方便观察，在两个真空泵10上都安装有气压计15。

该抽提装置的使用方法如下：

步骤1)、连接好抽提装置的真空泵、抽气管、出水管、进气管以及集水瓶(集水瓶为100ml锥形瓶)，并对抽提装置进行真空度检验；若检验中无法产生负压，需逐一排查以下原因：软管无密封；真空泵与抽气管连接处进气；集水瓶活塞与抽气管、出水管不密封；陶土头与抽水软管不密封；

步骤2)、对抽提装置进行真空度检验符合要求后，将抽提装置埋设于已经开挖好的1m×1m的土壤坑内，将抽提装置的主体部分按照倾斜角的要求斜置在土层中，保证抽提装置下面的土层坚实，以防止装置侧翻；

步骤3)、对挖出的土方按照土层顺序进行有次序的回填并尽量恢复地表植被，放置三个月后或等上覆土壤的植被密度达到埋置前的程度，才能进行土壤溶液的收集；

步骤4)、在土壤回填后，抽提装置将有以下部分出露在地表之上，即进气管、出水管、抽气管，其中进气管、出水管平常保持夹紧密封的状态；

步骤5)、在采集土壤溶液的时候，需要把两个集水瓶、两个抽气管和两个真空泵带到采样现场，将抽气管连接集水瓶并用打孔橡皮塞连接出水管，连接好后松开一根出水管的管夹，另一根出水管还保持夹紧密封的状态，然后开启一个真空泵，将一个陶土头中的空气抽干，形成真空状态，再将另一根出水管的管夹松开，开启另一个真空泵，将另一个陶土头内的空气抽完，形成真空状态；

步骤6)、观察真空泵的气压表，满足真空需求后，同时松开两根进气管，由于大气压力的作用，气压会将抽提装置中收集的土壤溶液压到两个集水瓶中。

每次采样时要保证抽提装置中所有的溶液都抽提干净，具体表象是在保持软管中真空的条件下，集水瓶连接的出水管不再出水为止，这样可以保证每次都能收集到上一个时间单位的土壤溶液。

Claims (9)

1.一种喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置，由集水装置和抽水装置两部分构成，其特征在于：所述的集水装置包括多孔有机玻璃板(1)和集水盆(2)，集水盆(2)和多孔有机玻璃板(1)成对角线固定，在多孔有机玻璃板(1)的上部放置有石英砂(3)并用尼龙网纱布(4)固定；抽水装置包括陶土头(5)、进气管(6)、出水管(7)、集水瓶(8)、抽气管(9)和真空泵(10)；陶土头(5)固定安装在多孔有机玻璃板(1)的底部并用抽水软管(11)与进气管(6)和出水管(7)连通；抽气管(9)连接真空泵(10)；在集水瓶(8)的瓶口上装有打孔橡皮塞(12)，出水管(7)和抽气管(9)分别插入在打孔橡皮塞(12)中并与集水瓶(8)连通。

2.根据权利要求1所述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置，其特征在于：所述的陶土头(5)、进气管(6)、出水管(7)、集水瓶(8)、抽气管(9)、真空泵(10)的数量为一个或两个以上。

3.根据权利要求2所述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置，其特征在于：所述的陶土头(5)、进气管(6)、出水管(7)、集水瓶(8)、抽气管(9)和真空泵(10)的数量为两个；两个陶土头(5)分别固定安装在多孔有机玻璃板(1)的下部和上部并分别用抽水软管(11)与两个进气管(6)和出水管(7)连通。

4.根据权利要求1或3所述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置，其特征在于：所述的抽水软管(11)装在软管保护套(13)中，在软管保护套(13)的外面装有PVC管(14)。

5.根据权利要求1所述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置，其特征在于：在所述的真空泵(10)上安装有气压计(15)。

6.根据权利要求1所述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置，其特征在于：所述的集水盆(2)用材料硬度为70-96的塑料材料制成；尼龙网纱布(4)为6层。

7.一种喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)、连接好抽提装置的真空泵、抽气管、出水管、进气管以及集水瓶，并对抽提装置进行真空度检验；若检验中无法产生负压，需逐一排查以下原因：软管无密封；真空泵与抽气管连接处进气；集水瓶活塞与抽气管、出水管不密封；陶土头与抽水软管不密封；

步骤2)、对抽提装置进行真空度检验符合要求后，将抽提装置埋设于已经开挖好的1m×1m的土壤坑内，将抽提装置的主体部分按照倾斜角的要求斜置在土层中，保证抽提装置下面的土层坚实，以防止装置侧翻；

步骤3)、对挖出的土方按照土层顺序进行有次序的回填并尽量恢复地表植被，放置三个月后或等上覆土壤的植被密度达到埋置前的程度，才能进行土壤溶液的收集；

步骤4)、在土壤回填后，抽提装置将有以下部分出露在地表之上，即进气管、出水管、抽气管，其中进气管、出水管平常保持夹紧密封的状态；

步骤5)、在采集土壤溶液的时候，需要把两个集水瓶、两个抽气管和两个真空泵带到采样现场，将抽气管连接集水瓶并用打孔橡皮塞连接出水管，连接好后松开一根出水管的管夹，另一根出水管还保持夹紧密封的状态，然后开启一个真空泵，将一个陶土头中的空气抽干，形成真空状态，再将另一根出水管的管夹松开，开启另一个真空泵，将另一个陶土头内的空气抽完，形成真空状态；

步骤6)、观察真空泵的气压表，满足真空需求后，同时松开两根进气管，由于大气压力的作用，气压会将抽提装置中收集的土壤溶液压到两个集水瓶中。

8.根据权利要求7所述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置的使用方法，其特征在于：每次采样时要保证抽提装置中所有的溶液都抽提干净，具体表象是在保持软管中真空的条件下，集水瓶连接的出水管不再出水为止，这样可以保证每次都能收集到上一个时间单位的土壤溶液。

9.根据权利要求8所述的喀斯特山区土壤溶液的收集与抽提装置的使用方法，其特征在于：所述的集水瓶为100ml锥形瓶。