CN106769217B - 一种喀斯特山区土壤溶液免过滤抽样及离子活性保存装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喀斯特山区土壤溶液免过滤抽样及离子活性保存装置，它在集水盆（13）的上部四周壁面开有滤水孔（5），在集水盆（13）中设置有细滤网（14）、高密度海绵（15）、尼龙纱布（16）和石英砂（17）,在集水盆（13）的底部装有抽水软管（9）和进气管（18）；在采样瓶（3）上插有玻璃管（7），玻璃管（7）连接抽水软管（9）和真空抽气管（11），真空抽气管（11）连接智能真空泵（12）。本发明解决了喀斯特山区土壤溶液收集困难问题，同时避免了溶液二次转移过滤和每次采样翻动土壤所造成的误差，保证了土壤溶液的原始理化性质，减少了科研分析过程中的误差，具有广泛的应用前景。

Description

一种喀斯特山区土壤溶液免过滤抽样及离子活性保存装置

技术领域

本发明涉及一种土壤溶液提取装置，尤其是一种喀斯特山区土壤溶液免过滤抽样及离子活性保存装置。

背景技术

目前，在国内外用于土壤溶液抽提的技术和装置有很多，但是针对于喀斯特山区广泛分布的石灰岩基岩上覆夹碎石土层的土壤水免过滤抽提及保存离子活性的装置十分少见。喀斯特山区土壤具有薄、夹碎石多、旱季土壤溶液少等特点，难以收集到用于科研用途的土壤溶液。喀斯特山区目前收集土壤溶液方法较为传统且每次收集土壤水样时需要翻动土壤，破坏原本的土壤分层结构，影响下一次的监测效果。传统的收集方法会导致以下的问题：1）野外采集土壤溶液后，需要带回室内进行过滤才能进行水样中阴离子及阳离子含量的检测，溶液的转移过滤影响工作效率及实验的精度。2）现有喀斯特山区土壤溶液采样过程中溶液离子活性保存较为困难，不能第一时间对离子活性进行保存，不能保证土壤溶液的原始理化性质，带回室内实验室进行浓度检测时，将对检测结果精度产生一定影响。3）难以在旱季收集到科研用途的喀斯特山区土壤溶液。4）收集土壤水样时需要翻动土壤，破坏其分层结构，且每次翻动土壤后至少需要三个月的时间使其恢复到原始土层状态，需要三个月后才能继续监测，这将严重影响到科研进度，且每次通过对土壤进行翻动来取样，在取样时已破坏其自然状态，这一过程中造成的误差较大，甚至一定程度上影响科研结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种喀斯特山区土壤溶液免过滤抽样及离子活性保存装置，它可以在解决喀斯特山区土壤溶液收集困难问题的同时避免溶液二次转移过滤，并避免每次采样翻动土壤所造成的误差，保证土壤溶液的原始理化性质，减少科研分析过程中的误差。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种喀斯特山区土壤溶液免过滤抽样及离子活性保存装置，它包括采样瓶和集水盆，在集水盆的上部四周壁面开有若干滤水孔，在集水盆的中部和下部分别设置有细滤网，在两层细滤网之间设置有高密度海绵；在集水盆的中部和上部分别设置有尼龙纱布，在两层尼龙纱布之间设置有石英砂；在集水盆的底部开孔并插入有抽水软管和进气管，在该进气管上装有单向进气阀门；在抽水软管上近集水盆一端装有0.45微米有机洗滤头、另一端装有0.22微米有机洗滤头；在每个采样瓶上均装有带孔的橡皮塞，在其中一个采样瓶的橡皮塞上插有三根玻璃管，一根玻璃管连接抽水软管、一根玻璃管连接真空抽气管、另一根玻璃管通过软管插入装有浓硝酸的深棕色玻璃瓶内，在深棕色玻璃瓶上装有带孔的橡皮塞，在该橡皮塞上插有进气管，在该进气管上装有单向进气阀门；在另一个采样瓶的橡皮塞上插有两根玻璃管，一根玻璃管连接抽水软管、另一根玻璃管连接真空抽气管；真空抽气管连接智能真空泵，在抽水软管、软管和真空抽气管上装有软管夹。

上述的喀斯特山区土壤溶液免过滤抽样及离子活性保存装置中，所述的集水盆优选为长方形，集水盆上部的滤水孔孔径优选为2-4cm。

前述的喀斯特山区土壤溶液免过滤抽样及离子活性保存装置中，优选的，在抽水软管的外面还套有软管保护套。

前述的喀斯特山区土壤溶液免过滤抽样及离子活性保存装置中，所述的高密度海绵厚度优选为3-5cm。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明合理科学的解决了传统方法收集科研用途的喀斯特山区土壤溶液困难及二次过滤与离子活性保存的问题，依靠石英砂、海绵的强大吸水性最大限度的收集土壤水，采用密闭的容器并利用智能真空泵进行土壤溶液收集，在抽取装置中加入两道过滤装置，抽取土壤溶液的同时即可对溶液进行过滤，解决了喀斯特山区土壤溶液收集困难问题的同时避免了溶液二次转移过滤，并在抽取过程中加入浓硝酸以保持溶液中阳离子活性，避免了每次采样翻动土壤所造成的误差，保证了土壤溶液的原始理化性质，减少了科研分析过程中的误差，具有广泛的应用前景。

本发明具有以下特点：1）合理解决了土壤溶液野外收集后，室内阴阳离子浓度检测实验时溶液转移二次过滤问题，在抽取装置上安装两道过滤装置，抽取土壤溶液的同时即可对溶液进行过滤。2）解决了现有土壤溶液采样过程中溶液离子活性保存困难问题，同时本装置使用的是密封装置进行土壤溶液的收集，保证了喀斯特山区土壤溶液的原始理化性质，减少了科研分析过程中的误差。本发明操作简便，组装与拆卸简单，方便野外作业，适用于团队作业。3）合理科学地解决了在喀斯特山区特别是喀斯特石漠化地区科研用途土壤溶液收集困难的问题，可以在复杂土壤环境中依靠石英砂的强大吸水性最大限度的收集土壤水，并且在旱雨季均能很好的收集土壤水，具有成本低，操作方便，样品收集可靠的优势。4）采用一台智能真空泵对喀斯特山区土壤溶液抽取，真空泵工作模式为“极限模式”，当取样瓶中气压达0.6个大气压时，智能真空泵自动停止运行。解决了传统土壤溶液每次收集时因需要翻动土壤而对土壤层造成破坏、影响下一次监测以及在翻动土壤取样时破坏土壤溶液的原始理化性质造成影响监测数据的精准性问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

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，包括采样瓶3和集水盆13，集水盆13的形状为长方形，在集水盆13的上部四周壁面开有若干滤水孔5，滤水孔5的孔径为3cm左右，在集水盆13的中部和下部各设置有一层细滤网14，在两层细滤网14之间设置有一块厚度为4cm左右的高密度海绵15；在集水盆13的中部和上部分别设置有四层优质的尼龙纱布16，在集水盆13中部和上部的尼龙纱布16之间设置有精制石英砂17；在集水盆13的底部开孔并插入有抽水软管9和进气管18，在该进气管18上装有单向进气阀门19，在抽水软管9外面套有软管保护套。在抽水软管9上近集水盆13一端装有0.45微米有机洗滤头1、另一端装有0.22微米有机洗滤头2；采样瓶3的数量为两个，容量为250ml，一瓶用于阴离子含量检测，另一瓶用于阳离子含量检测；在每个采样瓶3上均装有带孔的橡皮塞6，在其中一个采样瓶3的橡皮塞6上插有三根玻璃管7，一根玻璃管7连接抽水软管9、一根玻璃管7连接真空抽气管11、另一根玻璃管7通过软管10插入装有浓硝酸的深棕色玻璃瓶4内，在深棕色玻璃瓶4上装有带孔的橡皮塞6，在橡皮塞6上插有进气管18，在该进气管18上装有单向进气阀门19；在另一个采样瓶3的橡皮塞6上插有两根玻璃管7，一根玻璃管7连接抽水软管9、另一根玻璃管7连接真空抽气管11；真空抽气管11连接智能真空泵12，在抽水软管9、真空抽气管11和软管10上装有软管夹8。

工作原理及使用步骤如下：

步骤1)：在长方形的集水盆13上部四周壁面均匀打若干滤水孔5，滤水孔5的孔径为3cm左右，在距集水盆13底部3cm处平放入细滤网14，将细滤网14固定于集水盆13上，然后从下至上依次放入：一块厚度为4cm左右的高密度海绵15、细滤网14、四层优质的尼龙纱布16、精制石英砂17、四层尼龙纱布16，以便集水盆13内的高密度海绵15与精制石英砂17能尽可能吸收到更多的土壤溶液。在集水盆13的底部开孔并插入PVC抽水软管9，并在PVC抽水软管9外套入软管保护套，在距集水盆13底部3厘米处开孔并插入进气管18，在该进气管18的一端装单向进气阀门19。之后将整个土壤溶液收集装置放置到预先挖好的土层中，并将抽水软管9及进气管18的一端出露于地面，以便抽取溶液时单向进气阀门19打开，利用大气压力将集水盆13内土壤溶液压入采样瓶3中；挖出的土方进行有次序的回填，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2）：在抽水软管9近集水盆一端装入0.45微米有机洗滤头1，另一端装入0.22微米有机洗滤头2，准备两个容量为250ml的采样瓶3，每个采样瓶3均配有带孔的橡皮塞6。将两根玻璃管7穿过橡皮塞6分别插入两个采样瓶3，每个采样瓶3中的玻璃管7，一根紧密连接抽水软管9，另一根紧密连接真空抽气管11，再将两根真真空抽气管11紧密连接到一台智能真空泵12，每根真空抽气管11上配有软管夹8。

步骤3)：将其中一瓶采样瓶3上的橡皮塞6打孔插入第三根玻璃管7，玻璃管7的另一端插入装有浓硝酸的深棕色玻璃瓶4内。

步骤4)：以步骤1）、2）、3）方法依次完成并检查装置的密闭性，尤其塞紧各采样瓶3对应的橡皮塞6，然后对装置进行真空度检验，真空度检验符合要求后，打开真空抽气管11上的软管夹8，开启智能真空泵12，将智能真空泵12调为极限模式，当瓶内气压大于0.6时自动停止，将两个采样瓶3内的空气抽完形成真空状态后，将进气管18上的单向进气阀门19打开，利用大气压力作用，集水盆13中的土壤溶液在负压作用下通过抽水软管9分别进入到两个对应的采样瓶3中，当连接深棕色玻璃瓶4的采样瓶3即将收集满水样时，打开连接深棕色玻璃瓶4的软管上的软管夹8，深棕色玻璃瓶4里的浓硝酸则在负压下流入采样瓶3，之后立即将软管夹8夹上，当采样瓶3收集满土壤溶液后智能真空泵12自动停止工作。

步骤5)：每次采样时要保证装置中近乎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，采样瓶3紧密连接的抽水软管9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。

步骤6)：采集完毕后，撤除智能真空泵12、真空抽气管11、采样瓶3、深棕色玻璃瓶4，继续将软管用管夹夹紧密封，等待下一个时间单位的采集。

Claims (3)

1.一种喀斯特山区土壤溶液免过滤抽样及离子活性保存装置，其特征在于：包括采样瓶（3）和集水盆（13），在集水盆（13）的上部四周壁面开有滤水孔（5），在集水盆（13）的中部和下部分别设置有细滤网（14），在两层细滤网（14）之间设置有高密度海绵（15）；在集水盆（13）的中部和上部分别设置有尼龙纱布（16），在两层尼龙纱布（16）之间设置有石英砂（17）；在集水盆（13）的底部开孔并插入有抽水软管（9）和进气管（18），在该进气管（18）上装有单向进气阀门（19）；在抽水软管（9）上近集水盆（13）一端装有0.45微米有机洗滤头（1）、另一端装有0.22微米有机洗滤头（2）；在采样瓶（3）上装有带孔的橡皮塞（6），在其中一个采样瓶（3）的橡皮塞（6）上插有三根玻璃管（7），一根玻璃管（7）连接抽水软管（9）、一根玻璃管（7）连接真空抽气管（11）、另一根玻璃管（7）通过软管（10）插入装有浓硝酸的深棕色玻璃瓶（4）内，在深棕色玻璃瓶（4）上装有带孔的橡皮塞（6），在该橡皮塞（6）上插有进气管（18），在该进气管（18）上装有单向进气阀门（19）；在另一个采样瓶（3）的橡皮塞（6）上插有两根玻璃管（7），一根玻璃管（7）连接抽水软管（9）、另一根玻璃管（7）连接真空抽气管（11）；真空抽气管（11）连接智能真空泵（12），在抽水软管（9）、软管（10）和真空抽气管（11）上装有软管夹（8）；所述真空泵工作模式为“极限模式”，当采样瓶（3）中气压达0.6个大气压时，智能真空泵自动停止运行；在所述的抽水软管（9）外面套有软管保护套。

2.根据权利要求1所述的喀斯特山区土壤溶液免过滤抽样及离子活性保存装置，其特征在于：所述的集水盆（13）为长方形，集水盆（13）上部的滤水孔（5）孔径为2-4cm。

3.根据权利要求1所述的喀斯特山区土壤溶液免过滤抽样及离子活性保存装置，其特征在于：所述的高密度海绵（15）厚度为3-5cm。