[发明专利]一种用于土壤溶液取样的系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤环境监测与污染物迁移转化领域，特别是涉及一种用于土壤溶液取样的系统与方法。

技术背景

土壤是由固相(矿物质、有机质)、液相(土壤水分)、气相(土壤空气)等三相物质组成的有机整体。土壤溶液是土壤水分及其所含溶质的总称。土壤溶液在重力、分子引力、毛管力等作用下，存在不同的形态和运动形式，包括固态(冰)、汽态、束缚态和自由态等几种类型。其中的自由态溶液包括毛管力吸持和重力作用下自由运动的水分。一般情况下，土壤中存在的水分(溶液)大部分为毛管力吸持的水分，在环境监测过程中，需要采集的深层土壤水主要是毛管力吸持的水分。

土壤溶液的组成变化有一定规律，它反映土壤类型、季节性动态、农用情况及受污染状况。土壤溶液组成成分包含无机离子、有机离子和聚合离子以及他们的盐类。土壤中的水分主要来自大气降水、灌溉水、地下水。这些不同来源的水分之间是相互联系，相互转化的。在进入土壤前所溶解的各种组分都会寄居在土壤中，加上土壤中原来已经有的各种可溶性物质后形成土壤溶液的组分。因此土壤溶液是土壤类型、地表可溶性物质、农田化肥与农药及各种污染物的汇聚体。土壤是联系陆地生态系统中的水、岩石、大气与生物的中心，各种组分不但在土壤内进行交换与循环，而且与水域、大气和生物之间也不断进行物质交换，一旦土壤发生污染，三者之间就会有污染物质的相互传递。因此，土壤溶液收集取样是环境研究与监测的重要内容。

最传统的土壤溶液取样是在野外采集土壤样品后，利用浸泡土壤获取溶液，这种做法工作量大且不能定点、实时的监测土壤溶质的动态变化。

后来利用陶土材料可透过水和多种溶质的性质，形成了陶土探头土壤溶液取样器，使用中把陶土探头埋入设定深度土壤中，可长期保持并用于定点定位连续采集土壤溶液，监测土壤溶质变化规律。这种方法已经在土肥研究、土壤污染、水环境监测等领域得到广泛的应用。

然而在高寒地区，冬季土壤结冻后会产生胀压作用，春季解冻后土壤会有一定的缩减。而陶土探头耐压性能较差，冻胀容易使多孔陶土探头破碎，而土壤融缩时又容易使陶土探头与周围土壤接触不实，更换和维护采样器的过程繁琐且影响取样的持续进行。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种用于土壤溶液取样的系统与方法，可用于高寒地区冬季冻胀和春季融缩时的土壤溶液连续取样。

其中，本发明实施例提供的一种用于土壤溶液取样装置，包括：取样器、样品收集管、集液瓶；其中，所述取样器由质地坚硬、水与溶质透过性能良好的材料构成，在使用时，掩埋在土壤内，通过样品收集管与地表上集液瓶连接。

其中，本发明实施例提供的一种用于土壤溶液连续取样的方法，包括：

在土壤中钻取一定直径且到达设定取样深度的孔穴；

将连接了样品收集管和集液瓶的取样器用空钻头送入孔穴；其中，所述取样器由质地坚硬、水与溶质透过性能良好的材料构成；所述集液瓶位于地表上；

固定所述取样器，保证所述取样器与土壤毛细管的接触。

利用本发明实施例提供的一种用于土壤溶液连续取样的装置与方法，取样器探头、样品收集管和集液瓶内可保持一定的吸力条件，抽取取样器探头周围一定范围土壤中的溶液。特别地，该取样器探头由不污染土壤溶液、质地坚硬、具有导水与溶质性能的材料构成，既使在高寒地区冬季冻胀和春季融缩的时候，也可以连续使用。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种用于土壤溶液取样装置的结构示意图。

图2是本发明实施例中的一种用于土壤溶液取样方法的流程图。

图3是本发明实施例中的一种用于土壤溶液取样的系统在使用过程中的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明实施例公开了一种用于土壤溶液取样的系统和方法，该土壤溶液取样系统和方法利用负压渗透法用于在土壤剖面收集不同土壤深度的溶液样品，供理化分析监测使用，特别的，该土壤溶液取样系统和方法适应高寒地区作业。

图1是本发明实施例中的一种用于土壤溶液取样系统的结构示意图。如图1所示，该系统由取样器①和集液瓶③组成，其中，取样器①和集液瓶③之间通过样品收集管②连接。具体来说，在取样器①一端留有接口，供安装时联接样品收集管②。在使用时，取样器①掩埋在土壤内，通过样品收集管②与地表上的集液瓶③连接，