CN208603826U - 一种反硝化原位培养装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种反硝化原位培养装置，其包括样品室、底盖、顶盖、活动柱塞及循环管路，底盖及顶盖设置在样品室的两端；所述顶盖的中部设置有安装孔，所述活动柱塞设置在安装孔的内部；所述活动柱塞的顶部设置有盖板，盖板与活动柱塞螺纹连接，所述盖板与顶盖之间设置有弹性件；所述样品室上设置有出水口及入水口，循环管路设置在出水口与入水口之间，所述循环管路上设置有蠕动泵。本实用新型提供的一种反硝化原位培养装置，其结构合理，设置带有排气孔的活动柱塞结构，及时将样品室中的气体排出；设置循环管路，模拟水体中的动态过程，提高定期采样检测结果的准确性。

Description

一种反硝化原位培养装置

技术领域

本实用新型涉及氮循环技术领域，尤其涉及一种反硝化原位培养装置。

背景技术

反硝化作用是氮循环的重要环节，其能够导致农田土壤氮素损失，降低土壤肥力，促进温室气体排放，对生态系统的初级生产力、水体质量、大气环节具有重要影响。但从生态学的角度考虑，反硝化作用能够把生态系统固定的氮和人为活化氮以氮气的形态返回大气中，是活性氮最终以惰性气体离开土壤、水体等内部生物循环而回到大气的唯一自然途径。因而，反硝化的培养研究成为新的研究热点。

水体反硝化过程是氮循环的关键环节，也是富营养化水体氮素去除的重要途径，然而，大气高N₂背景值和反硝化过程的高时空异质性使得反硝化定量研究变得十分困难.现有技术中，膜进样质谱仪测定N₂:Ar法精度很高，而且Ar是惰性气体，含量非常稳定，因此该方法可以相对准确的测定非扰动水体沉积物的反硝化速率，这种方法的主要缺点是需要建立复杂的密闭系统，而且降低N₂背景值需要的时间很长，通常在水环境现场，可用有机玻璃采水器(2500mL)采集水样，样品瓶宜选用气密性好且不与被测组分发生反应的40mL带橡胶垫片的细长型螺口瓶，现场采样时，根据研究需要将带绳采水器缓慢放至水面下不同深度，适当停留后缓慢提出水面.使用硅胶管引流至样品瓶底部，通过调整采样器水面与样品瓶高度差，控制引流速度，避免产生气泡和漩涡.当水样装满整个样品瓶后应继续引流，让其溢出样品瓶1/2体积以上，然后缓慢抽出硅胶管，小心旋紧瓶盖，检查样品瓶内是否有气泡，如有则重新采集，将样品瓶放入恒温箱保存，运回实验室尽快测定，如果采样与质谱分析时间间隔较长，建议将水样蜡封保存，此外，现场还要测定水温、DO、pH、气温、风速等参数，用于反硝化速率估算和相关分析。可见为了数据的准确，采样的步骤和条件都非常严格，易于出错。

因此，亟需设计一种反硝化原位培养装置，以便开展反硝化过程的研究。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述技术问题，本实用新型提供的一种反硝化原位培养装置，其结构合理，设置带有排气孔的活动柱塞结构，及时将样品室中的气体排出；设置循环管路，模拟水体中的动态过程，提高定期采样检测结果的准确性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种反硝化原位培养装置，其包括样品室、底盖、顶盖、活动柱塞及循环管路，底盖及顶盖设置在样品室的两端；所述顶盖的中部设置有安装孔，所述活动柱塞设置在安装孔的内部；所述活动柱塞的顶部设置有盖板，盖板与活动柱塞螺纹连接，所述盖板与顶盖之间设置有弹性件；所述样品室上设置有出水口及入水口，循环管路设置在出水口与入水口之间，所述循环管路上设置有蠕动泵。

在一些实施例中，所述活动柱塞的中部设置有排气孔，排气孔沿活动柱塞的轴向贯穿设置。

在一些实施例中，所述活动柱塞的下部设置有曲面槽，所述曲面槽向内凹入活动柱塞，排气孔将曲面槽与活动柱塞的顶面相连通。

在一些实施例中，所述弹性件为弹簧或柔性膜，其设置在盖板与顶盖之间。

在一些实施例中，所述顶盖上的安装孔的侧壁上设置有密封槽，密封圈安装在密封槽的内部并位于活动柱塞与密封槽之间。

在一些实施例中，所述反硝化原位培养装置还包括采样瓶，其通过采样软管与循环管路上的采样接口连接；所述采样软管上设置有开关阀。

在一些实施例中，所述样品室为圆筒形结构，其外侧壁面上设置有探测孔。

本实用新型提供的一种反硝化原位培养装置，其结构合理，有益效果如下：

1，设置带有排气孔的活动柱塞结构，且在弹性件的作用下，保持对样品室的轻微压力，在样品室密封前及时将大气排出，减少背景气体的干扰，保持采样时取得的是实时水样组成，采样时不影响样品室水样组成，使培养能连续进行；

2，通过设置带蠕动泵的循环管路，对样品室中水进行内循环，模拟水体中的动态过程，且不会对沉积物进行扰动，不会改变底物浓度，保持水相体系的均匀性，提高采样检测结果的准确性；

3，该装置在水体中原位取样原位培养，可充分模拟水底温度、压力等原位参数，保持了样品的物理环境，防止传统装置在地面上培养时的环境气体、温度、压力改变的干扰，获得的检测结果更加准确可靠。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型，其中：

图1是本实用新型所述一种反硝化原位培养装置的结构示意图；

图2是图1对应的爆炸图；

图3是本实用新型之活动柱塞的结构示意图；

图4是本实用新型之顶盖的结构示意图；

图5是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图中：

1.样品室；2.底盖；3.顶盖；4.活动柱塞；5.安装孔；6.盖板；7.弹性件；8.循环管路；9.出水口；10.入水口；11.蠕动泵；12.排气孔；13.曲面槽；14.密封槽；15.密封圈；16.采样接口；17.开关阀；18.探测孔；19.采样瓶。

具体实施方式

图1至图5是本实用新型所述一种反硝化原位培养装置的相关示意图，下面结合具体实施例和附图，对本申请进行详细说明。

在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本实用新型实施例的各部件的结构，相同的参考标记用于表示相同的部分。

本申请所述一种反硝化原位培养装置的结构示意图，如图1所示，其具体包括样品室1、底盖2、顶盖3、活动柱塞4及循环管路8，底盖2及顶盖3设置在样品室1的两端。

图2是反硝化原位培养装置的爆炸图，所述顶盖3的中部设置有安装孔5，所述活动柱塞4设置在安装孔5的内部；所述活动柱塞4的顶部设置有盖板6，盖板6与活动柱塞4螺纹连接，所述盖板6与顶盖3之间设置有弹性件7；所述样品室1上设置有出水口9及入水口10，循环管路8设置在出水口9与入水口10之间，所述循环管路8上设置有蠕动泵11，如图1所示。

本申请中，蠕动泵11设置在循环管路8上，这样样品室1内部的流体循环流动，以模拟水体中的动态过程，且不会对沉积物进行扰动，不会改变底物浓度，使反硝化原位培养装置更加贴近真实情况，提高定期采样检测结果的准确性。

在一些实施例中，所述活动柱塞4的中部设置有排气孔12，如图3所示，排气孔12沿活动柱塞4的轴向贯穿设置。在一些实施例中，所述活动柱塞4的下部设置有曲面槽13，所述曲面槽13向内凹入活动柱塞4，排气孔12将曲面槽13与活动柱塞4的顶面相连通。这样样品室1中采用时带入的气体可以暂存在曲面槽13中，活动柱塞4弹性件7的拉力作用下，保持对样品室的压力，因而曲面槽13中的气体可通过排气孔12持续排出，减少背景气体的干扰，以保证反硝化培养的正常进行，气体从排气孔12排出后可用密封塞将排气孔12塞住密封。另外，排气孔12亦可以用来取样，减少取样位置造成的误差。

本申请中，所述弹性件7为弹簧或柔性膜，其设置在盖板6与顶盖3之间。在图1所示的实施例中，所述弹性件7为弹簧，其数量为两件，其一端悬挂在盖板6上，其另一端悬挂在顶盖3上。使用时，将活动柱塞4沿安装孔5压入样品室1的内部，然后将弹性件7拉伸，之后将弹性件7与盖板6和顶盖3连接，在弹力收缩作用下，活动柱塞4保持在样品室1的内部，且对样品室中样品产生压力。

图4是本实用新型之顶盖的结构示意图，所述顶盖3上的安装孔5的侧壁上设置有密封槽14，密封圈15安装在密封槽14的内部并位于活动柱塞4与密封槽14之间，活动柱塞4可沿安装槽5上下移动。

图5是本实用新型一个实施例的结构示意图，所述反硝化原位培养装置还包括采样瓶19，其通过采样软管与循环管路8上的采样接口16连接；所述采样软管上设置有开关阀17。操作人员通过循环管路8上的采用接口16定期采样，以便获取样品室1中的试验参数。

本申请中，所述样品室1为圆筒形结构，其外侧壁面上设置有探测孔18。在探测孔18中设置探测器，可以定期检测样品室1中的相关参数，如溶解氧探头等，以监测反硝化原位培养装置内部的情况。探测孔18在不使用时，通过相适配的密封塞进行密封。

本申请所述反硝化原位培养装置的具体操作步骤如下：

首先，通过采样套管将样品室1插入沉积物中，插入深度约为20cm，转动提取样品室1；

接着，快速将底盖2安装在样品室1的下部，再将顶盖3安装在样品室1的上部，加入标记物，如99％高丰度的N15硝酸盐；

接着，插入密封活动柱塞4并轻压排出空气，固定好弹性件7；

接着，连接采样软管及采样瓶19，将循环管路8与样品室1上的出水口9及入水口10连接，将反硝化原位培养装置沉放回水底原位；

接着，启动蠕动泵11使水体循环流动，保持水体均匀；

最后，定时打开开关阀17，使用采用瓶19进行采样；

采集的样品可送至实验室15N同位素测定，并进行反硝化速率估算和相关分析。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种反硝化原位培养装置，其结构合理，设置带有排气孔的活动柱塞结构，在样品室密封前及时将大气排出，采样时不影响样品室水样组成，使培养能连续进行；设置循环管路，模拟水体中的动态过程，提高定期采样检测结果的准确性。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种反硝化原位培养装置，其特征在于，包括样品室(1)、底盖(2)、顶盖(3)、活动柱塞(4)及循环管路(8)，底盖(2)及顶盖(3)设置在样品室(1)的两端；所述顶盖(3)的中部设置有安装孔(5)，所述活动柱塞(4)设置在安装孔(5)的内部；所述活动柱塞(4)的顶部设置有盖板(6)，盖板(6)与活动柱塞(4)螺纹连接，所述盖板(6)与顶盖(3)之间设置有弹性件(7)；所述样品室(1)上设置有出水口(9)及入水口(10)，循环管路(8)设置在出水口(9)与入水口(10)之间，所述循环管路(8)上设置有蠕动泵(11)。

2.根据权利要求1所述的反硝化原位培养装置，其特征在于，所述活动柱塞(4)的中部设置有排气孔(12)，排气孔(12)沿活动柱塞(4)的轴向贯穿设置。

3.根据权利要求2所述的反硝化原位培养装置，其特征在于，所述活动柱塞(4)的下部设置有曲面槽(13)，所述曲面槽(13)向内凹入活动柱塞(4)，排气孔(12)将曲面槽(13)与活动柱塞(4)的顶面相连通。

4.根据权利要求1所述的反硝化原位培养装置，其特征在于，所述弹性件(7)为弹簧或柔性膜，其设置在盖板(6)与顶盖(3)之间。

5.根据权利要求1所述的反硝化原位培养装置，其特征在于，所述顶盖(3)上的安装孔(5)的侧壁上设置有密封槽(14)，密封圈(15)安装在密封槽(14)的内部并位于活动柱塞(4)与密封槽(14)之间。

6.根据权利要求1所述的反硝化原位培养装置，其特征在于，所述反硝化原位培养装置还包括采样瓶(19)，其通过采样软管与循环管路(8)上的采样接口(16)连接；所述采样软管上设置有开关阀(17)。

7.根据权利要求1所述的反硝化原位培养装置，其特征在于，所述样品室(1)为圆筒形结构，其外侧壁面上设置有探测孔(18)。