一种土壤剖面梯度气体样本的负压同步采集方法及专用装置

1.一种土壤剖面梯度气体样本的负压同步采集方法，其特征在于：将 一组气井单元垂直置入待测土壤同一剖面不同位置处，每个气井单元与管 件和负压装置相连；气体采集前，应用负压装置除去气井及管件中的残留 气体，土壤剖面不同位置处的待测气体经气井单元的进气孔扩散至管件， 在充分平衡之后进行气体同步采集。
2.按照权利要求1所述采集方法，其特征在于：将一组气井单元分 别置入待测土壤不同土体剖面不同位置处，每个气井单元与管件和负压装 置相连。
3.一种按照权利要求1所述采集方法的专用装置，其特征在于：主 要由气井(1)、负压装置(2)组成，其中气井(1)由多个气井单元(11) 组成，每个单元高度依采样梯度而定，其上具有进气孔(12)、出气孔(13)； 负压装置(2)由与气井(1)匹配连接的多个负压引流器(21)、置于负 压引流器(21)上的施加外力的施力板(22)以及置于负压引流器(21) 下的支撑板(23)构成；所述气井(1)的气井单元(11)中出气孔(13) 分别通过与其安装在一起的管件(3)与负压装置(2)中的负压引流器(21) 衔接。
4.按照权利要求3所述采集方法的专用装置，其特征在于：所述进气 孔(12)由钢网覆盖。
5.按照权利要求3所述采集方法的专用装置，其特征在于：所述出气 孔(13)为一与气井单元(11)本体固装在一起的管座。
6.按照权利要求3所述采集方法的专用装置，其特征在于：所述施力 板(22)上设有用于安装负压引流器(21)的固定用孔(221)。
7.按照权利要求3所述采集方法的专用装置，其特征在于：所述支撑 板(23)上设有用于安装负压引流器(21)、并排除负压引流器(21)的空 气死空间的凸起部位(231)。
8.按照权利要求3所述采集方法的专用装置，其特征在于：所述负压 引流器(21)为中部设有弹簧(211)的塑料圆柱体(212)，或具有褶皱 结构的塑料圆柱体(212)，在圆柱体(212)上端分别设换气口(213)、 进气口(215)及固定部(214)，圆柱体(212)的底座与所述支撑板(23) 上凸起部位(231)紧密配合安装在一起，固定部(214)与施力板(22) 上的固定用孔(221)配合安装，进气口(215)通过管件(3)与各气井 单元(11)的出气孔(13)连接。

技术领域\n本发明涉及农业、林业及环境研究中的土壤气体样品采集，具体地说 是一种土壤剖面梯度气体样本的负压同步采集方法及专用装置。\n背景技术\n土壤剖面气体样品的无损采集方法一直倍受关注。长期以来，人们在 解决土壤剖面不同位置处气体采集时，通常的方法要么是逐个获取不同土 体剖面的气体样本(如图1所示)，要么是逐个获取同一土体剖面不同位 置处的气体样本(如图2所示)，其结果是均难以实现同一土体剖面、不 同梯度的气体同步采集，均采用注射器手工逐个采样。\n发明内容\n为了克服现有技术中单一采集的不足，本发明的目的是提供一种能对 同一土壤剖面不同梯度及不同土壤剖面不同梯度的气体实现同步采集的土 壤剖面梯度气体样本的负压同步采集方法及专用装置。\n为了实现上述目的，本发明的技术方案是：将一组气井单元垂直置入 待测土壤同一剖面不同位置处，每个气井单元与管件和负压装置相连；气 体采集前，应用负压装置除去气井及管件中的残留气体，土壤剖面不同位 置处的待测气体经气井单元的进气孔扩散置管件，在充分平衡之后进行气 体同步采集；\n将一组气井单元分别置入待测土壤不同土体剖面不同位置处，每个 气井单元与管件和负压装置相连；\n其专用装置主要由气井、负压装置组成，其中气井由多个气井单元组 成，每个单元高度依采样梯度而定，其上具有进气孔、出气孔；负压装置 由与气井匹配连接的多个负压引流器、置于负压引流器上的施加外力的施 力板以及置于负压引流器下的支撑板构成；所述气井的气井单元中出气孔 分别通过与其安装在一起的管件与负压装置中的负压引流器衔接；\n所述进气孔由钢网覆盖；所述出气孔为一与气井单元本体固装在一起 的管座；所述施力板上设有用于安装负压引流器的固定用孔；所述支撑板 上设有用于安装负压引流器、并排除负压引流器的空气死空间的凸起部 位；所述负压引流器为中部设有弹簧的塑料圆柱体，或具有褶皱结构的 塑料圆柱体，在圆柱体上端分别设换气口、进气口及固定部，圆柱体的 底座与所述支撑板上凸起部位紧密配合安装在一起，固定部与施力板上 的固定用孔配合安装，进气口通过管件与各气井单元的出气孔连接。\n本发明具有如上优点：本发明由手工操作，方法简单，适于同一土壤 剖面不同梯度气体的同步采集或不同土壤剖面不同梯度气体的同步采集， 可方便地应用于农业、林业及环境研究等领域。\n附图说明\n图1为现有技术中不同剖面不同梯度气体样本的逐个采集示意图。\n图2为现有技术中同一土体剖面不同梯度气体样本的逐个采集示意图。\n图3为本发明专用装置结构示意图。\n图4a为图3中气井单元结构示意图。\n图4b为图3中负压装置中施力板结构示意图。\n图4c为图3中负压装置中支撑板结构示意图。\n图4d为图3中负压装置中负压引流器另一个实施例结构示意图。\n图5a为本发明一个实施例负压装置位于土壤表面与管件的衔接安装 示意图。\n图5b为本发明另一个实施例负压装置位于土坑中与管件的衔接安装 示意图。\n具体实施方式\n实施例1\n本发明一种土壤剖面梯度气体样本的负压同步采集方法是将一组气井 单元11垂直置入待测土壤同一剖面不同位置处，每个气井单元11与管件 3和负压装置2相连实现同一土体剖面、不同梯度的气体样本的同步采集； 气体采集前，应用负压装置2除去气井1及管件3中的残留气体，土壤剖 面不同位置处的待测气体经气井单元11的进气孔12扩散置管件3，在充 分平衡之后进行气体同步采集；\n本发明专用装置如图3、图4a～4d所示，主要由气井1、负压装置2组 成，其中气井1由10个气井单元11(n＝10)串联焊接在一起，每个单元高 度依采样梯度而定，其上具有进气孔12、出气孔13，所述进气孔12由钢 网覆盖，所述出气孔13为一与气井单元11本体固装在一起的管座；负压 装置2由与气井1中气井单元11匹配连接的10个负压引流器21、置于负 压引流器21上的施加外力的施力板22以及置于负压引流器21下的支撑板 23构成，所述施力板22上设有用于安装负压引流器21的固定用孔221； 所述支撑板23上设有用于安装负压引流器21、并排除负压引流器21的空 气死空间的凸起部位231；所述气井1的气井单元11中出气孔13分别通过 与其安装在一起的管件3与负压装置2中的负压引流器21衔接；\n所述负压引流器21为中部设有弹簧211的塑料圆柱体212，在圆柱体 212上端分别设换气口213、进气口215及固定部214，圆柱体212的底座 与所述支撑板23上凸起部位231紧密配合安装在一起，固定部214与施 力板22上的固定用孔221配合安装，进气口215通过管件3与各气井单 元11的出气孔13连接。\n如图5a所示，将焊接在一起的气井单元11连同PVC管件3一同埋入 土壤剖面中(PVC管件3与负压引流器21的连接端要暴露在土壤之外)， 负压装置2在地上；气体采集前，应用负压装置2除去气井1及PVC管 件3中的残留气体，再用一段乳胶管将PVC管件3的暴露端封闭；土壤 剖面不同位置处的待测气体经气井单元11的进气孔12扩散置PVC管件3， 在充分平衡之后便可进行气体采集，具体操作步骤如下：\n第一步：首先将负压引流器21放置在支撑板23的凸起部位231上， 再将施力板22放在负压引流器21之上，将引流器的固定部214要与施力 板22上的固定孔221吻合；\n第二步：用外力作用于施力板22上，负压引流器21被压缩，负压引 流器21中的空气逐渐排除并在其中形成负压，此时将负压引流器21的进 气口215连接到PVC管件3的暴露端，此时外力作用始终保持；\n第三步：撤除外力：在弹簧211的弹性力作用下负压引流器21逐渐 伸张，负压引流器21内的负压逐渐减少，气井单元11与PVC管件3中 的气体被自动收集；\n第四步：夹注负压引流器21的进气口215或将负压引流器21中的气 体输入到气袋之中。\n本发明所述气井单元11的线度、所需气井单元11及负压引流器21 个数以及PVC管件3长度，取决于研究目的。\n实施例2\n与实施例1不同之处在于：\n本发明土壤剖面梯度气体样本的负压同步采集方法是将一组气井单元 11分别置入待测土壤不同土体剖面不同位置处，每个气井单元11与管件 3和负压装置2相连，实现不同土体剖面、不同梯度的气体样本的同步采 集；气体采集前，应用负压装置2除去气井1及管件3中的残留气体，土 壤剖面不同位置处的待测气体经气井单元11的进气孔12扩散置管件3， 在充分平衡之后进行气体同步采集；\n所述负压引流器21为一具有褶皱结构的塑料圆柱体212；操作时：将 一组气井单元11分别置入待测土壤不同土体剖面不同位置处，每个气井 单元11与管件3和负压装置2相连，如图5b所示，本发明气井1连同负 压装置2与PVC管件3的衔接水平安装土坑中。