技術領域
本發(fā)明涉及一種土壤溶液提取裝置，尤其是一種喀斯特山區(qū)土壤溶液免過濾抽樣及離子活性保存裝置。
背景技術：
目前，在國內外用于土壤溶液抽提的技術和裝置有很多，但是針對于喀斯特山區(qū)廣泛分布的石灰?guī)r基巖上覆夾碎石土層的土壤水免過濾抽提及保存離子活性的裝置十分少見?？λ固厣絽^(qū)土壤具有薄、夾碎石多、旱季土壤溶液少等特點，難以收集到用于科研用途的土壤溶液?？λ固厣絽^(qū)目前收集土壤溶液方法較為傳統(tǒng)且每次收集土壤水樣時需要翻動土壤，破壞原本的土壤分層結構，影響下一次的監(jiān)測效果。傳統(tǒng)的收集方法會導致以下的問題：1）野外采集土壤溶液后，需要帶回室內進行過濾才能進行水樣中陰離子及陽離子含量的檢測，溶液的轉移過濾影響工作效率及實驗的精度。2）現(xiàn)有喀斯特山區(qū)土壤溶液采樣過程中溶液離子活性保存較為困難，不能第一時間對離子活性進行保存，不能保證土壤溶液的原始理化性質，帶回室內實驗室進行濃度檢測時，將對檢測結果精度產(chǎn)生一定影響。3）難以在旱季收集到科研用途的喀斯特山區(qū)土壤溶液。4）收集土壤水樣時需要翻動土壤，破壞其分層結構，且每次翻動土壤后至少需要三個月的時間使其恢復到原始土層狀態(tài)，需要三個月后才能繼續(xù)監(jiān)測，這將嚴重影響到科研進度，且每次通過對土壤進行翻動來取樣，在取樣時已破壞其自然狀態(tài)，這一過程中造成的誤差較大，甚至一定程度上影響科研結果。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種喀斯特山區(qū)土壤溶液免過濾抽樣及離子活性保存裝置，它可以在解決喀斯特山區(qū)土壤溶液收集困難問題的同時避免溶液二次轉移過濾，并避免每次采樣翻動土壤所造成的誤差，保證土壤溶液的原始理化性質，減少科研分析過程中的誤差。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下：
一種喀斯特山區(qū)土壤溶液免過濾抽樣及離子活性保存裝置，它包括采樣瓶和集水盆，在集水盆的上部四周壁面開有若干濾水孔，在集水盆的中部和下部分別設置有細濾網(wǎng)，在兩層細濾網(wǎng)之間設置有高密度海綿；在集水盆的中部和上部分別設置有尼龍紗布，在兩層尼龍紗布之間設置有石英砂；在集水盆的底部開孔并插入有抽水軟管和進氣管，在該進氣管上裝有單向進氣閥門；在抽水軟管上近集水盆一端裝有0.45微米有機洗濾頭、另一端裝有0.22微米有機洗濾頭；在每個采樣瓶上均裝有帶孔的橡皮塞，在其中一個采樣瓶的橡皮塞上插有三根玻璃管，一根玻璃管連接抽水軟管、一根玻璃管連接真空抽氣管、另一根玻璃管通過軟管插入裝有濃硝酸的深棕色玻璃瓶內，在深棕色玻璃瓶上裝有帶孔的橡皮塞，在該橡皮塞上插有進氣管，在該進氣管上裝有單向進氣閥門；在另一個采樣瓶的橡皮塞上插有兩根玻璃管，一根玻璃管連接抽水軟管、另一根玻璃管連接真空抽氣管；真空抽氣管連接智能真空泵，在抽水軟管、軟管和真空抽氣管上裝有軟管夾。
上述的喀斯特山區(qū)土壤溶液免過濾抽樣及離子活性保存裝置中，所述的集水盆優(yōu)選為長方形，集水盆上部的濾水孔孔徑優(yōu)選為2-4cm。
前述的喀斯特山區(qū)土壤溶液免過濾抽樣及離子活性保存裝置中，優(yōu)選的，在抽水軟管的外面還套有軟管保護套。
前述的喀斯特山區(qū)土壤溶液免過濾抽樣及離子活性保存裝置中，所述的高密度海綿厚度優(yōu)選為3-5cm。
本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明合理科學的解決了傳統(tǒng)方法收集科研用途的喀斯特山區(qū)土壤溶液困難及二次過濾與離子活性保存的問題，依靠石英砂、海綿的強大吸水性最大限度的收集土壤水，采用密閉的容器并利用智能真空泵進行土壤溶液收集，在抽取裝置中加入兩道過濾裝置，抽取土壤溶液的同時即可對溶液進行過濾，解決了喀斯特山區(qū)土壤溶液收集困難問題的同時避免了溶液二次轉移過濾，并在抽取過程中加入濃硝酸以保持溶液中陽離子活性，避免了每次采樣翻動土壤所造成的誤差，保證了土壤溶液的原始理化性質，減少了科研分析過程中的誤差，具有廣泛的應用前景。
本發(fā)明具有以下特點：1）合理解決了土壤溶液野外收集后，室內陰陽離子濃度檢測實驗時溶液轉移二次過濾問題，在抽取裝置上安裝兩道過濾裝置，抽取土壤溶液的同時即可對溶液進行過濾。2）解決了現(xiàn)有土壤溶液采樣過程中溶液離子活性保存困難問題，同時本裝置使用的是密封裝置進行土壤溶液的收集，保證了喀斯特山區(qū)土壤溶液的原始理化性質，減少了科研分析過程中的誤差。本發(fā)明操作簡便，組裝與拆卸簡單，方便野外作業(yè)，適用于團隊作業(yè)。3）合理科學地解決了在喀斯特山區(qū)特別是喀斯特石漠化地區(qū)科研用途土壤溶液收集困難的問題，可以在復雜土壤環(huán)境中依靠石英砂的強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，樣品收集可靠的優(yōu)勢。4）采用一臺智能真空泵對喀斯特山區(qū)土壤溶液抽取，真空泵工作模式為“極限模式”，當取樣瓶中氣壓達0.6個大氣壓時，智能真空泵自動停止運行。解決了傳統(tǒng)土壤溶液每次收集時因需要翻動土壤而對土壤層造成破壞、影響下一次監(jiān)測以及在翻動土壤取樣時破壞土壤溶液的原始理化性質造成影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準性問題。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明。
具體實施方式
實施例1：如圖1所示，包括采樣瓶3和集水盆13，集水盆13的形狀為長方形，在集水盆13的上部四周壁面開有若干濾水孔5，濾水孔5的孔徑為3cm左右，在集水盆13的中部和下部各設置有一層細濾網(wǎng)14，在兩層細濾網(wǎng)14之間設置有一塊厚度為4cm左右的高密度海綿15；在集水盆13的中部和上部分別設置有四層優(yōu)質的尼龍紗布16，在集水盆13中部和上部的尼龍紗布16之間設置有精制石英砂17；在集水盆13的底部開孔并插入有抽水軟管9和進氣管18，在該進氣管18上裝有單向進氣閥門19，在抽水軟管9外面套有軟管保護套。在抽水軟管9上近集水盆13一端裝有0.45微米有機洗濾頭1、另一端裝有0.22微米有機洗濾頭2；采樣瓶3的數(shù)量為兩個，容量為250ml，一瓶用于陰離子含量檢測，另一瓶用于陽離子含量檢測；在每個采樣瓶3上均裝有帶孔的橡皮塞6，在其中一個采樣瓶3的橡皮塞6上插有三根玻璃管7，一根玻璃管7連接抽水軟管9、一根玻璃管7連接真空抽氣管11、另一根玻璃管7通過軟管10插入裝有濃硝酸的深棕色玻璃瓶4內，在深棕色玻璃瓶4上裝有帶孔的橡皮塞6，在橡皮塞6上插有進氣管18，在該進氣管18上裝有單向進氣閥門19；在另一個采樣瓶3的橡皮塞6上插有兩根玻璃管7，一根玻璃管7連接抽水軟管9、另一根玻璃管7連接真空抽氣管11；真空抽氣管11連接智能真空泵12，在抽水軟管9、真空抽氣管11和軟管10上裝有軟管夾8。
工作原理及使用步驟如下：
步驟1)：在長方形的集水盆13上部四周壁面均勻打若干濾水孔5，濾水孔5的孔徑為3cm左右，在距集水盆13底部3cm處平放入細濾網(wǎng)14，將細濾網(wǎng)14固定于集水盆13上，然后從下至上依次放入：一塊厚度為4cm左右的高密度海綿15、細濾網(wǎng)14、四層優(yōu)質的尼龍紗布16、精制石英砂17、四層尼龍紗布16，以便集水盆13內的高密度海綿15與精制石英砂17能盡可能吸收到更多的土壤溶液。在集水盆13的底部開孔并插入PVC抽水軟管9，并在PVC抽水軟管9外套入軟管保護套，在距集水盆13底部3厘米處開孔并插入進氣管18，在該進氣管18的一端裝單向進氣閥門19。之后將整個土壤溶液收集裝置放置到預先挖好的土層中，并將抽水軟管9及進氣管18的一端出露于地面，以便抽取溶液時單向進氣閥門19打開，利用大氣壓力將集水盆13內土壤溶液壓入采樣瓶3中；挖出的土方進行有次序的回填，并盡量恢復地表植被，放置三個月后或等上覆土壤的植被密度達到埋置前的程度，才能進行土壤溶液的收集。
步驟2）：在抽水軟管9近集水盆一端裝入0.45微米有機洗濾頭1，另一端裝入0.22微米有機洗濾頭2，準備兩個容量為250ml的采樣瓶3，每個采樣瓶3均配有帶孔的橡皮塞6。將兩根玻璃管7穿過橡皮塞6分別插入兩個采樣瓶3，每個采樣瓶3中的玻璃管7，一根緊密連接抽水軟管9，另一根緊密連接真空抽氣管11，再將兩根真真空抽氣管11緊密連接到一臺智能真空泵12，每根真空抽氣管11上配有軟管夾8。
步驟3)：將其中一瓶采樣瓶3上的橡皮塞6打孔插入第三根玻璃管7，玻璃管7的另一端插入裝有濃硝酸的深棕色玻璃瓶4內。
步驟4)：以步驟1）、2）、3）方法依次完成并檢查裝置的密閉性，尤其塞緊各采樣瓶3對應的橡皮塞6，然后對裝置進行真空度檢驗，真空度檢驗符合要求后，打開真空抽氣管11上的軟管夾8，開啟智能真空泵12，將智能真空泵12調為極限模式，當瓶內氣壓大于0.6時自動停止，將兩個采樣瓶3內的空氣抽完形成真空狀態(tài)后，將進氣管18上的單向進氣閥門19打開，利用大氣壓力作用，集水盆13中的土壤溶液在負壓作用下通過抽水軟管9分別進入到兩個對應的采樣瓶3中，當連接深棕色玻璃瓶4的采樣瓶3即將收集滿水樣時，打開連接深棕色玻璃瓶4的軟管上的軟管夾8，深棕色玻璃瓶4里的濃硝酸則在負壓下流入采樣瓶3，之后立即將軟管夾8夾上，當采樣瓶3收集滿土壤溶液后智能真空泵12自動停止工作。
步驟5)：每次采樣時要保證裝置中近乎所有的溶液都抽提干凈，具體表象是在保持軟管中真空的條件下，采樣瓶3緊密連接的抽水軟管9不再出水為止，這樣可以保證每次都能收集到上一個時間單位的土壤溶液。
步驟6)：采集完畢后，撤除智能真空泵12、真空抽氣管11、采樣瓶3、深棕色玻璃瓶4，繼續(xù)將軟管用管夾夾緊密封，等待下一個時間單位的采集。