[发明专利]一种土壤水分连续抽提装置及其使用方法

说明书

 

技术领域

本发明属于土壤水抽提技术领域，具体涉及一种土壤水分连续抽提装置及其使用方法。

背景技术

目前，在国内外用于土壤水抽提的技术和装置有很多，主要包括机械压榨法、共沸法、离心法、微量蒸馏法及真空蒸馏法。其中，由于真空蒸馏技术操作相对简单且无需添加化学物质，近年来在诸多学科领域中得到了越来越广泛的应用。然而，已有的装置主要用于研究测试样品，而专门用于土壤水同位素分馏机理研究的装置十分少见。国内外通常用测试样品抽提装置来抽提土壤水样，费时费力，而且误差大，无法实现连续抽提。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种土壤水分连续抽提装置，使其能够实现连续抽提，省时省力，本发明的另一目的是提供该装置的使用方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种土壤水分连续抽提装置，包括真空泵、装样瓶、温控加热器、真空管路、压力指示器、装满液氮的保温杯、水样收集冷阱和阀门；所述的真空管路包括主真空管、支真空管和连接管；装满液氮的保温杯套装在水样收集冷阱上；所述的真空泵与主真空管相连通，主真空管通过支真空管分别与水样收集冷阱相连，水样收集冷阱之间依次通过连接管串联，在每个连接管上均设有阀门，在每个支真空管上均设有阀门；所述的水样收集冷阱包括第一水样收集冷阱、第二水样收集冷阱、第三水样收集冷阱、第四水样收集冷阱、第五水样收集冷阱、第六水样收集冷阱和第七水样收集冷阱；所述的第七水样收集冷阱通过连接管与装样瓶相连，装样瓶通过温控加热器加热控温；所述的阀门包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门、第十一阀门、第十二阀门、第十三阀门、第十四阀门和第十五阀门；其中，所述的第一水样收集冷阱通过设置在支真空管上的第九阀门与主真空管相连通，第二水样收集冷阱通过设置在支真空管上的第十阀门与主真空管相连通，以此类推，所述的第七水样收集冷阱通过设置在支真空管上的第十五阀门与主真空管相连通。

所述的主真空管、支真空管、连接管和阀门均是玻璃材质。

在所述的主真空管上设有用于指示压力的压力指示器。

所述的第一水样收集冷阱通过连接管经第八阀门与装样瓶相连，装样瓶通过温控加热器加热控温。

所述的土壤水分连续抽提装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1）在抽提前，对装置进行真空度检验：

关闭第一阀门和第八阀门，其余阀门全部打开，打开真空泵，看装置的真空度是否符合要求，如不符合，逐一排查故障；

步骤2）检验后的真空度符合要求后，将样品装入装样瓶中，在第一水样收集冷阱的下方套装上装满液氮的保温杯，关闭其余阀门，将第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门和第九阀门打开，在第一水样收集冷阱内收集水分，当收集x分钟后，关闭第七阀门和第九阀门，在第二水样收集冷阱的下方套装上装满液氮的保温杯，打开第十阀门，在第二水样收集冷阱内收集水分，x分钟后，关闭第六阀门和第十阀门，在第三水样收集冷阱的下方套装上装满液氮的保温杯，打开第十一阀门，在第三水样收集冷阱内收集水分，以此类推，依次打开第十二阀门、第十三阀门、第十四阀门和第十五阀门，进而完成第四水样收集冷阱、第五水样收集冷阱、第六水样收集冷阱和第七水样收集冷阱的收集，即可关闭第一阀门，完成对一个样品土壤水分连续抽提，进行下一个样品的收集。

其中，每个冷阱收集水分的时间x，可以是5分钟或者10分钟等，可根据研究者的研究目的而自行设计。这样就可以对同一土壤在不同时间段分馏出来的水分进行同位素测定和对比，从而来满足研究者的实验需要。

所述的土壤水分连续抽提装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1）在抽提前，对装置进行真空度检验：

关闭第一阀门和第八阀门，其余阀门全部打开，打开真空泵，看装置的真空度是否符合要求，如不符合，逐一排查故障；

步骤2）连接装样瓶：

第一水样收集冷阱通过连接管经第八阀门与第1个装样瓶相连；第七水样收集冷阱通过连接管经第一阀门与第2个装样瓶相连；

步骤3）开始交替抽提装样瓶内的样品：