CN109521156B - 三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置 - Google Patents

Abstract

一种三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，其特征在于：带刻度的储雨水箱的下部出水口与水泵的进水口相连，水泵的出水口通过导水管把人工模拟雨水送至与导水管另一端相连的喷头，实验土槽放置在氨气采样桶的底部，焊接了氨气采样支架，实验土槽开有四个采样口，实验土槽右侧放置有带刻度的接水槽，接水槽一侧有导水管与水槽相连；氨气采样瓶固定在在氨气采样支架上，一端接在氨气采样瓶上，另一端接有大气采样器，大气采样器与氨气空白样采样瓶连接，采样瓶固定在氨气空白样采样桶的氨气空白样采样支架上，放置在氨气采样桶底部的实验土槽的结构从上至下分别为，表面雨水滞留层、土壤覆盖层、植被及种植土壤层和碎石层。

Description

三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置

(一)技术领域

本发明涉及一种三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，它主要用于人工模拟降雨作用条件下，设计的植物滞留元中铵态氮在气液固三相中迁移转化的动态平衡关系的研究，属于环境工程和生态工程领域。

(二)背景技术

植物滞留元作为城市非点源控制的最佳管理措施之一，对城市非点源污染的控制效果较显著。土壤中的氮素有多种存在形态,可归为无机态氮和有机态氮2大类。土壤无机氮主要包括铵态氮、硝态氮以及有机质矿化、分解过程中产生的氮氧化物等。在生物圈的氮素循环中，氮素以氨的形式输入，经过微生物的同化、氨化、硝化、异化性硝酸盐还原等生物转化作用及其相伴的迁移运动，最终以氮气的形式输出。植物滞留元由滞留层、覆盖层、土壤种植层、砂石层及碎石层组成，目前，降雨径流收集到的雨水在植物滞留元中的氮的迁移转化机理还不太清楚，尤其对植物滞留元中铵态氮在气液固三相中的动态平衡模拟研究还没有较好的实验方法。

国内外研究者虽然进行了一些关于氮元素在植物滞留元中迁移转化的相关室内和现场实验，但将人工模拟降雨作用条件下，动态考虑植物滞留元中氨态氮在气固液三相中的平衡模拟过程，构建人工模拟降雨条件下氨态氮在气固液三相中动态平衡模拟控制的植物滞留元实验装置也未见报道。

在评价植物滞留元中氮元素的迁移转化过程影响的研究中，迫切需要氨态氮的气固液三相动态模拟平衡实验来获取相关技术参数。对城市降雨和径流中氮元素的迁移转化过程，人工模拟降雨条件下气液固三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置能反映植物滞留元在不同雨强、不同类型植物、不同介质成分及深度、不同空间和时间等对氨态氮在气液固三相中的动态分布的影响，通过氨态氮在三相中动态平衡模拟实验来获取氨态氮运移及动态平衡的相关技术参数，因而能满足实际工程应用的各种要求。研究降雨径流中氨态氮在植物滞留元中长时间运移机理的动态变化过程急需通过模拟实验来完成。

针对实验需求本发明对人工模拟降雨径流作用条件下一种三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置进行设计。为此，本实验装置提供人工模拟降雨径流作用条件下一种三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，能够确定铵态氮在气液固三相中的动态平衡情况，对模拟铵态氮在系统中分布分析提供有效、可行、可靠的实验装置。

(三)发明内容

1、目的：

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置。该装置实验机理清晰、操作简便、结构简单、经济实用，适用于模拟城市降雨径流实验的一种气液固三相中铵态氮的动态模拟控制研究。

2、技术方案：

见图1所示，本发明一种三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，它包括带刻度的储雨水箱、储雨水箱盖、水泵、导水管、弯头、喷头、氨气采样桶、氨气采样支架、实验植物、实验土槽、第一采样口、第二采样口、第三采样口、第四采样口、导水管、带刻度的接水槽、接水槽盖、大气采样器、氨气采样管、氨气采样瓶、氨气空白样采样管、氨气空白样采样瓶、氨气空白样采样支架、氨气空白样采样、表面雨水滞留层、土壤覆盖层、植被及种植土壤层和碎石层。它们之间的位置连接关系是：

带刻度的储雨水箱1的下部出水口与水泵3的进水口相连，储雨水箱盖2盖在带刻度的储雨水箱1的顶部，水泵3的出水口通过导水管4把人工模拟雨水送至与导水管4另一端相连的喷头6，喷头6在实验土槽10上，导水管4的弯曲部分用弯头5相接，实验土槽10放置在氨气采样桶7的底部，氨气采样桶7上离上端30cm处，焊接了氨气采样支架8，人工模拟雨水经喷头6均匀喷洒在实验土槽10中，实验植物9种植在实验土槽10中，实验土槽10开有四个采样口，从上至下分别为第一采样口11、第二采样口12、第三采样口13、第四采样口14，实验土槽10右侧放置有带刻度的接水槽16，带刻度的接水槽16顶部用接水槽盖17盖住，接水槽16一侧有导水管15与接水槽16相连。氨气采样瓶20固定在在氨气采样支架8上，氨气采样管19一端接在氨气采样瓶20上，另一端接有大气采样器18，大气采样器18同时接有氨气空白样采样管21，氨气空白样采样管21的另一端接到氨气空白样采样瓶22，氨气空白样采样瓶22固定在氨气空白样采样桶24的氨气空白样采样支架23上，氨气空白样采样支架23焊接在氨气空白样采样桶上，距离氨气空白样采样桶上端30cm处。放置在氨气采样桶7底部的实验土槽10的主要结构从上至下分别为，表面雨水滞留层25、土壤覆盖层26、植被及种植土壤层27和碎石层28。

所述带刻度的储雨水箱是带有刻度的透明的有机玻璃圆柱体；

所述水泵是基本型蠕动泵，其功能为将储雨水箱中的水通过导水管自动抽压至喷头中；

所述导水管是具有导水作用的塑料管，塑料管型号为16^#；

所述喷头是莲蓬型的铝合金防锈材料制成，具有在多孔布水板表面喷洒雨水的作用，孔径为2mm；

所述弯头是按需要选购的PVC弯头，弯角为90⁰；

所述的氨气采样桶是铝铁圆柱套住透明塑料袋所成；

所述氨气采样桶附有氨气采样支架是铝铁杆，焊在铝铁圆柱上；

所述实验植物为植物滞留元常采用的实验植物黑麦草。

所述实验土槽是圆柱型PVC盆，高为60cm，最上端直径为30cm。用于长时间盛装实验所用的各种类型的潮湿土壤、覆盖层材料及碎石等；

所述的第一采样口,设在土壤覆盖层底部，距表面5cm处，可采水样和覆盖层样。

所述的第二采样口，设在距植被及种植土壤层顶部10cm处，距覆盖层顶部15cm处，可采水样及土壤样。

所述的第三采样口，设在植被及种植土壤层20cm处，距表层25cm，可采水样及土壤样。

所述的第四采样口，设在植被及种植土壤层30cm处，距表层35cm，可采水样及土壤样。

所述导水管，带有三通阀的的PVC管。

所述带刻度的接水槽，透明的有机玻璃圆柱体，上面标有刻度，以便动态标记排水量。用来收集植物滞留元排出的水样。

所述接水槽盖，材料为橡胶软套，套入收集桶中。

所述大气采样器，型号QC-2B型

所述氨气采样管，材质软橡胶管。

所述氨气采样瓶，装入氨气吸收液，采集由植物滞留元排放出的氨气。

所述氨气空白样采样管，材质软橡胶管。

所述氨气空白样采样瓶，装入氨气吸收液，采集空白大气中所含的氨气。

所述氨气空白样采样支架，长为60cm，直径为3cm的不锈钢钢管；

所述氨气空白样采样桶，直径为60cm高为120cm的透明塑料桶；

所述表面雨水滞留层,滞留人工模拟雨水，此层厚度为15cm，距实验土槽上端至15cm处；

所述土壤覆盖层，该层深度为5cm，表面雨水滞留层底到5cm处，主要成分为树皮(bark)，作用为保持植被及种植土壤层土壤水份、对植物提供养分及去除一定量污染物等；

所述植被及种植土壤层，深度为30cm，土壤覆盖层底到30cm处，主要成分表层土壤和有机物，污染物的主要去除层，上面种植有植物。

所述碎石层，深度为10cm，植被及种植土壤层底到10cm处，防止植被及种植土壤层土壤被人工模拟雨水冲洗出来。

本发明工作流程如下：

本发明工作流程分三相进行：

水样的流程，所述的喷头置于实验土槽的顶部，人工模拟雨水用泵抽到与导水管另一端相连的喷头，人工模拟雨水由喷头均匀喷洒在实验土槽中，实验土槽设有4个采样口，分别接覆盖层，土壤层10cm处，20cm处及30cm处的水样。接水槽收集由实验土槽排出的人工模拟雨水，再由收集桶收集排出的人工模拟雨水，直接读取排放量。实验主体装置为实验土槽，包括表面雨水滞留层、土壤覆盖层、植被及种植土壤层、碎石层、出水管。为了节约费用，实验土槽主要以PVC作为实验材料，易获得。

气体样品的获取，植物滞留元释放的氨气采用大气采样器取样，本发明所设计的植物滞留元放置在大气氨采样筒中，同时也设置一个空白样采样筒，采样筒设置有采样支架为固定采样瓶作用。可以动态采集植物滞留元释放的氨气和大气中所含的空白氨气的量。

固体样品的获取，第一采样口设置在覆盖层底部，可获得覆盖层固体样品；第二采样口，设置在土壤层顶部至10cm处，可获得土壤样。第三采样口，设置在土壤层顶部至20cm处，可获得20cm土壤样品。第四采样口，设置在土壤层底部，土壤层30cm处。用国标法《环境空气和废气氨的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 533-2009)测其中所含的氨态氮的量。

采用上述技术方案，用一种气液固三相中铵态氮的总量(动态)平衡模拟控制的植物滞留元实验装置，能反映植物滞留元在不同雨强、不同类型植物、不同介质成分及深度、不同空间和时间等对氨态氮在气液固三相中的动态分布的影响，为植物滞留元中氮的动态平衡提供定量数据，因而能满足实际工程应用的各种要求。

3、优点及功效：本发明一种三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，具有结构简单、造价低和经济实用等特点。该实验装置能反映植物滞留元在不同雨强、不同类型植物、不同介质成分及深度、不同空间和时间等对氨态氮在气液固三相中的动态分布的影响，通过氨态氮在三相中动态平衡模拟实验来获取氨态氮运移及动态平衡的相关技术参数。为此，本实验装置提供在不同人工模拟降雨作用条件下，设计的植物滞留元中氨态氮在气液固三相中动态平衡模拟的动力学参数，实验参数信息量大、准确并能实现自动读取数据的目的。

(四)附图说明

图1三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置的结构示意图。

图2三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置的俯瞰示意图。

图3三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置的正面示意图。

图4三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置主体设备即实验土槽的结构示意图。

图中符号说明如下：

1.带刻度的储雨水箱；2.储雨水箱盖；3.水泵；4.导水管；5.弯头；6.喷头；7.氨气采样桶；8.氨气采样支架；9.实验植物；10.实验土槽；11.第一采样口；12.第二采样口；13.第三采样口；14.第四采样口；15.导水管；16.带刻度的接水槽；17.接水槽盖；18.大气采样器；19.氨气采样管；20.氨气采样瓶；21.氨气空白样采样管；22.氨气空白样采样瓶；23.氨气空白样采样支架；24.氨气空白样采样桶；25.表面雨水滞留层；26.土壤覆盖层；27.植被及种植土壤层；28.碎石层。

(五)具体实施方式

具体的实施案例：

实验前需检测植被及种植土壤层27所用土壤的各形态氮含量，于实验土槽10中依次填入碎石层28、植被及种植土壤层27，并在植被及种植土壤层27中种植实验植物9，最后在植被及种植土壤层表面填入土壤覆盖层26。在氨气采样桶7内的氨气采样支架8上悬挂已装入吸收液氨气采样瓶20，用氨气采样管19连接氨气采样瓶20和大气采样器18。在氨气空白样采样桶24内的氨气空白样采样支架23上悬挂已装入吸收液的氨气空白样采样瓶22，用氨气空白样采样管21连接氨气空白样采样瓶22和大气采样器18,开启大气采样器18，同时采集未注水时氨气采样桶7内实验土壤10挥发的氨气量，和氨气空白样采样桶24内大气中的氨气量，采集45min后分别取下两个采样桶内的采样瓶，吹出吸收液检测吸收液中氨气含量。在带刻度的储雨水箱1中倒入定量的模拟雨水，开启水泵3，模拟雨水通过导水管4、弯头5和喷头6匀速喷洒到实验土槽10中，实验土槽10盛满模拟雨水后，模拟雨水通过导水管15进入带刻度的接水槽16，待储雨水箱中的模拟雨水全部喷洒到土槽后，记录接水槽内出水水量，在两个采样桶中重新悬挂已装入吸收液的采样瓶，并连接大气采样器，同时采集注水后氨气采样桶7内实验土壤10挥发的氨气量，和氨气空白样采样桶24内大气中的氨气量，采集45min后检测氨气含量。检测同时，分别于采样口11、采样口12、采样口13、采样口14中采集1g土壤，检测土槽内不同深度土壤中各形态氮含量。可根据实验需要，以不同间隔时间重复上述采样步骤，采集注水一定时间后氨气采样桶7内实验土壤10挥发的氨气量，和氨气空白样采样桶24内大气中的氨气量，以及土槽内不同深度土壤中各形态氮含量。

本采样装置，可采集铵态氮在固、液、气三相中的动态变化：

固态：(1)在喷洒模拟雨水前于采样口11、采样口12、采样口13、采样口14中采集土壤样品。

(2)喷洒模拟雨水时的10min、25min、45min、70min于采样口11、采样口12、采样口13、采样口14中采集土壤样品。可根据不同实验设计中的模拟雨水水量、喷洒速度、土壤渗透率改变喷洒模拟雨水的采样时间和采样时长。

(3)喷洒模拟雨水后的0min、1h、1.5h、3h、6h、12h、24h、48h，直至土槽挥发氨气量与大气中氨气含量相同后，停止采集土壤样品。

液态：(1)喷洒模拟雨水时的10min、25min、45min、70min于带刻度的接水槽16中观察并记录出水水量。观察记录的时间点需与采集土壤样品的时间点一致。

(2)喷洒模拟雨水结束后，记录出水水量总量。

气态：(1)在喷洒模拟雨水前于氨气采样桶7内采集实验土壤10挥发的氨气量，和氨气空白样采样桶24内采集大气中的氨气量。

(2)喷洒模拟雨水后的0min、1h、1.5h、3h、6h、12h、24h、48h…于氨气采样桶7内采集实验土壤10挥发的氨气量，和氨气空白样采样桶24内采集大气中的氨气量，直至土槽挥发氨气量与大气中氨气含量相同后，停止采集土壤样品。大气样品采集时间点需与采集土壤样品的时间点一致。

下面结合附图对本发明进行进一步详细描述：

见图1，本发明一种三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，它包括带刻度的储雨水箱1、储雨水箱盖2、水泵3、导水管4、弯头5、喷头6、氨气采样桶7、氨气采样支架8、实验植物9、实验土槽10、第一采样口11、第二采样口12、第三采样口13、第四采样口14、导水管15、带刻度的接水槽16、接水槽盖17、大气采样器18、氨气采样管19、氨气采样瓶20、氨气空白样采样管21、氨气空白样采样瓶22、氨气空白样采样支架23、氨气空白样采样桶24、表面雨水滞留层25、土壤覆盖层26、植被及种植土壤层27和碎石层28。它们之间的位置连接关系是：

带刻度的储雨水箱1的下部出水口与水泵3的进水口相连，储雨水箱盖2盖在带刻度的储雨水箱1的顶部，水泵3的出水口通过导水管4把人工模拟雨水送至与导水管4另一端相连的喷头6，喷头6在实验土槽10上，导水管4的弯曲部分用弯头5相接，实验土槽10放置在氨气采样桶7的底部，氨气采样桶7上离上端30cm处，焊接了氨气采样支架8，人工模拟雨水经喷头6均匀喷洒在实验土槽10中，实验植物9种植在实验土槽10中，实验土槽10开有四个采样口，从上至下分别为第一采样口11、第二采样口12、第三采样口13、第四采样口14，实验土槽10右侧放置有带刻度的接水槽16，带刻度的接水槽16顶部用接水槽盖17盖住，接水槽16一侧有导水管15与接水槽16相连。氨气采样瓶20固定在在氨气采样支架8上，氨气采样管19一端接在氨气采样瓶20上，另一端接有大气采样器18，大气采样器18同时接有氨气空白样采样管21，氨气空白样采样管21的另一端接到氨气空白样采样瓶22，氨气空白样采样瓶22固定在氨气空白样采样桶24的氨气空白样采样支架23上，氨气空白样采样支架23焊接在氨气空白样采样桶上，距离氨气空白样采样桶上端30cm处。放置在氨气采样桶7底部的实验土槽10的主要结构从上至下分别为，表面雨水滞留层25、土壤覆盖层26、植被及种植土壤层27和碎石层28。

所述带刻度的储雨水箱1的结构为带刻度的圆柱体，材质为透明的有机玻璃，直径为50cm，高为95cm的圆柱体；

所述的储雨水箱盖2，材料为橡胶软套，厚度为1cm；

所述水泵3是基本型蠕动泵、型号为BT100-2J、泵头YZ1515X、功能为将储雨水箱中的水通过导水管把人工模拟雨水送至与导水管另一端相连的喷头；

所述导水管4，是具有导水作用的塑料管，塑料管型号为16#；

所述弯头5，是市购的塑料弯头，弯角为900；

所述喷头6，莲蓬型的铝合金防锈材料制成，型号：400PL，具有在实验土槽表面均匀喷洒人工模拟雨水的作用，孔径为2mm；

所述氨气采样桶7，直径为60cm，高为120cm的透明塑料桶；

所述氨气采样支架8，长为60cm，直径为3cm的不锈钢钢管；

所述实验植物9，植物滞留元常采用的实验植物黑麦草；

所述实验土槽10，是圆柱型PVC盆，高为60cm，直径为30cm。用于长时间盛装实验所用的各种类型的潮湿土壤、覆盖层材料及碎石等；由于是花卉市场常见产品，具有价格便宜，易获得等特点；

所述第一采样口11，设在覆盖层底部，距表面5cm处，可采水样和覆盖层样。

所述第二采样口12，设在土壤介质10cm处，距表层15cm，可采水样及土壤样。

所述第三采样口13，设在土壤介质20cm处，距表层25cm，可采水样及土壤样。

所述第四采样口14，设在土壤介质30cm处，距表层35cm，可采水样及土壤样。

所述导水管15，直径为5cm，长为10cm的PVC管；

所述带刻度的接水槽16，其直径为50cm，高为95cm的带刻度的透明的有机玻璃槽；

所述接水槽盖17，材料为橡胶软套，厚度为1cm；

所述大气采样器18，型号为QC-2B型

所述氨气采样管19，长为200cm的塑料软管

所述氨气采样瓶20，材质为透明玻璃，高为15cm；

所述氨气空白样采样管21，长为200cm的塑料软管；

所述氨气空白样采样瓶22，材质为透明玻璃，高为15cm；

所述氨气空白样采样支架23，长为60cm，内外直径为3cm的不锈钢钢管；

所述氨气空白样采样桶24，直径为60cm，高为120cm的透明塑料桶；

所述表面雨水滞留层,滞留人工模拟雨水，此层厚度为15cm，距实验土槽上端至15cm处；

所述土壤覆盖层，该层深度为5cm，表面雨水滞留层底到5cm处，主要成分为树皮(bark)，作用为保持植被及种植土壤层土壤水份、对植物提供养分及去除一定量污染物等；

所述植被及种植土壤层，深度为30cm，土壤覆盖层底到30cm处，主要成分表层土壤和有机物，污染物的主要去除层，上面种植有植物。

所述碎石层，深度为10cm，植被及种植土壤层底到10cm处，防止植被及种植土壤层土壤被人工模拟雨水冲洗出来。

图2为三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置的俯瞰示意图，图2从左向右分别为氨气空白样采样桶,直径为60cm的透明塑料桶；氨气空白样采样支架，长为60cm的不锈钢钢管；氨气空白样采样瓶，材质为透明玻璃，直径为10cm；氨气空白样采样管直径为3cm的塑料软管；氨气采样瓶材质为透明玻璃，直径为10cm；氨气采样管直径为3cm的塑料软管；大气采样器，长宽高分别为：210mm、110mm、125mm；接水槽盖，直径为52cm的塑料套盖；带刻度的接水槽，其直径为50cm的带刻度的透明的有机玻璃槽；导水管直径为5cm的PVC管；采样口，长为10cm；实验土槽直径为30cm；氨气采样支架，长为60cm的不锈钢钢管，氨气采样桶，直径为60cm的透明塑料桶；喷头，直径为25cm；弯头，直径为7cm；导水管，直径为5cm；水泵内外直径分别为15cm、20cm，长为20cm；储雨水箱盖,直径为52cm的塑料套盖；带刻度的储雨水箱，其直径为50cm的带刻度的透明的有机玻璃箱；

图3为三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置的正面示意图，从图可见，从左向右分别为氨气空白样采样桶,直径为60cm高为120cm的透明塑料桶；氨气空白样采样支架，长为60cm，直径为3cm的不锈钢钢管；氨气空白样采样瓶，材质为透明玻璃，高为15cm；氨气空白样采样管长为200cm的塑料软管；氨气采样瓶材质为透明玻璃，高为15cm；氨气采样管长为200cm的塑料软管；大气采样器，长宽高分别为：210mm、110mm、125mm；接水槽盖，厚度为2cm的塑料套盖；带刻度的接水槽，其直径为50cm，高为120cm的带刻度的透明的有机玻璃槽；导水管直径为5cm，长为10cm的PVC管；第一采样口，长为10cm，直径为5cm；第二采样口长为10cm，直径为5cm；第三采样口长为10cm，直径为5cm；第四采样口长为10cm，直径为5cm；实验土槽直径为30cm，高为60cm；氨气采样支架，长为60cm，直径为3cm的不锈钢钢管；氨气采样桶，直径为60cm，高为120cm的透明塑料桶；喷头，厚度为5cm；弯头，直径为7cm；导水管，直径为5cm，长为200cm；水泵为内外直径分别为11cm、15cm、20cm；储雨水箱盖,厚度为2cm的塑料套盖；带刻度的储雨水箱，其直径为50cm，高为120cm的透明塑料桶的带刻度的透明的有机玻璃箱；

三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置主体设备即实验土槽的结构为图4所示，包括表面雨水滞留层25，该层深度为150mm；土壤覆盖层26，该层深度为50mm，主要成分为树皮(bark)；植被及种植土壤层27，深度为300mm，主要成分表层土壤和有机物；碎石层28，深度为100mm；第一采样口，长为10cm，直径为5cm；第二采样口长为10cm，直径为5cm；第三采样口长为10cm，直径为5cm；第四采样口长为10cm，直径为5cm；导水管直径为5cm，长为10cm的PVC管,目的是排放渗滤水。

Claims (10)

1.一种三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，其特征在于：它包括带刻度的储雨水箱、储雨水箱盖、水泵、第一导水管、弯头、喷头、氨气采样桶、氨气采样支架、实验植物、实验土槽、第一采样口、第二采样口、第三采样口、第四采样口、第二导水管、带刻度的接水槽、接水槽盖、大气采样器、氨气采样管、氨气采样瓶、氨气空白样采样管、氨气空白样采样瓶、氨气空白样采样支架、氨气空白样采样桶、表面雨水滞留层、土壤覆盖层、植被及种植土壤层和碎石层；它们之间的位置连接关系是：

带刻度的储雨水箱的下部出水口与水泵的进水口相连，储雨水箱盖盖在带刻度的储雨水箱的顶部，水泵的出水口通过第一导水管把人工模拟雨水送至与第一导水管另一端相连的喷头，喷头在实验土槽上，第一导水管的弯曲部分用弯头相接，实验土槽放置在氨气采样桶的底部，距离氨气采样桶上离上端30cm处，焊接了氨气采样支架，人工模拟雨水经喷头均匀喷洒在实验土槽中，实验植物种植在实验土槽中，实验土槽开有四个采样口，从上至下分别为第一采样口、第二采样口、第三采样口、第四采样口；实验土槽右侧放置有带刻度的接水槽，带刻度的接水槽顶部用接水槽盖盖住，带刻度的接水槽一侧通过第二导水管与实验土槽相连；氨气采样瓶固定在在氨气采样支架上，氨气采样管一端接在氨气采样瓶上，另一端接有大气采样器，大气采样器同时接有氨气空白样采样管，氨气空白样采样管的另一端接到氨气空白样采样瓶，氨气空白样采样瓶固定在氨气空白样采样桶的氨气空白样采样支架上，氨气空白样采样支架焊接在氨气空白样采样桶上，距离氨气空白样采样桶上端30cm处；放置在氨气采样桶底部的实验土槽的结构从上至下分别为，表面雨水滞留层、土壤覆盖层、植被及种植土壤层和碎石层。

2.根据权利要求1所述的三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，其特征在于：所述带刻度的储雨水箱是带有刻度的透明的有机玻璃圆柱体；所述带刻度的接水槽是透明的有机玻璃圆柱体，上面标有刻度，以便动态标记排水量，用来收集植物滞留元排出的水样；所述接水槽盖材料为橡胶软套，套入收集桶中。

3.根据权利要求1所述的三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，其特征在于：所述实验土槽是圆柱型PVC盆，高为60cm，最上端直径为30cm；用于长时间盛装实验所用的各种类型的潮湿土壤、覆盖层材料及碎石。

4.根据权利要求1所述的三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，其特征在于：所述氨气采样桶是铝铁圆柱套住透明塑料袋所成；氨气采样桶附有氨气采样支架是铝铁杆，焊在铝铁圆柱上。

5.根据权利要求1所述的三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，其特征在于：所述的第一采样口,设在土壤覆盖层底部，距表层5cm处，采水样和覆盖层样；所述的第二采样口，设在距植被及种植土壤层顶部10cm处，距表层15cm处，能采水样及土壤样；所述的第三采样口，设在植被及种植土壤层20cm处，距表层25cm，能采水样及土壤样；所述的第四采样口，设在植被及种植土壤层30cm处，距表层35cm，能采水样及土壤样。

6.根据权利要求1所述的三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，其特征在于：所述氨气采样管，材质为软橡胶管；所述氨气采样瓶，装入氨气吸收液，采集由植物滞留元排放出的氨气；所述氨气空白样采样管，材质为软橡胶管；所述氨气空白样采样瓶，装入氨气吸收液，采集空白大气中所含的氨气；所述氨气空白样采样支架是长为60cm，直径为3cm的不锈钢钢管；所述氨气空白样采样桶是直径为60cm，高为120cm的透明塑料桶。

7.根据权利要求1所述的三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，其特征在于：所述土壤覆盖层，该层深度为5cm，设置在表面雨水滞留层底到5cm处，成分为树皮，能保持植被及种植土壤层土壤水份、为植物提供养分及去除污染物；所述植被及种植土壤层，深度为30cm，设置在土壤覆盖层底到30cm处，成分为表层土壤和有机物，是污染物的去除层，上面种植有植物；所述表面雨水滞留层,滞留人工模拟雨水，此层厚度为15cm，设置在实验土槽上端至15cm处。

8.根据权利要求1所述的三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，其特征在于：所述碎石层深度为10cm，设置在植被及种植土壤层底到10cm处，防止植被及种植土壤层土壤被人工模拟雨水冲洗出来。

9.根据权利要求1所述的三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置，其特征在于：所述实验植物为植物滞留元常采用的实验植物黑麦草。

10.一种根据权利要求1所述的三相介质中铵态氮的动态模拟控制的植物滞留元实验装置的实验方法，其特征在于：实验前需检测植被及种植土壤层所用土壤的各形态氮含量，于实验土槽中依次填入碎石层、植被及种植土壤层，并在植被及种植土壤层中种植实验植物，最后在植被及种植土壤层表面填入土壤覆盖层；在氨气采样桶内的氨气采样支架上悬挂已装入吸收液氨气采样瓶，用氨气采样管连接氨气采样瓶和大气采样器；在氨气空白样采样桶内的氨气空白样采样支架上悬挂已装入吸收液的氨气空白样采样瓶，用氨气空白样采样管连接氨气空白样采样瓶和大气采样器；开启大气采样器，同时采集未注水时氨气采样桶内实验土壤挥发的氨气量和氨气空白样采样桶内大气中的氨气量，采集45min后分别取下两个采样桶内的采样瓶，吹出吸收液检测吸收液中氨气含量；在带刻度的储雨水箱中倒入定量的模拟雨水，开启水泵，模拟雨水通过第一导水管、弯头和喷头匀速喷洒到实验土槽中，实验土槽盛满模拟雨水后，模拟雨水通过第二导水管进入带刻度的接水槽，待储雨水箱中的模拟雨水全部喷洒到土槽后，记录接水槽内出水水量，在两个采样桶中重新悬挂已装入吸收液的采样瓶，并连接大气采样器，同时采集注水后氨气采样桶内实验土壤挥发的氨气量和氨气空白样采样桶内大气中的氨气量，采集45min后检测氨气含量；同时分别于第一采样口、第二采样口、第三采样口、第四采样口中采集1g土壤，检测土槽内不同深度土壤中各形态氮含量；根据实验需要，以不同间隔时间重复采样过程，采集注水后氨气采样桶内实验土壤挥发的氨气量和氨气空白样采样桶内大气中的氨气量，以及土槽内不同深度土壤中各形态氮含量。