[发明专利]一种土壤气体主动采集装置及采集方法

说明书

技术领域

本发明属于场地土壤环境调查与监测和土壤气体采集领域，具体涉及一种土壤气体主动采集装置及一种采集土壤气体的方法。

背景技术

目前我国对于土壤中挥发性有机污染监测的研究不多，特别是对于原位土壤气体中挥发性有机物的监测采集全过程缺乏严格的质量控制指标体系，挥发性有机物在土壤中含量小，且土壤气体易挥发，土壤微生物对挥发性有机物降解会影响土壤气体中CO₂、O₂的含量，因此，土壤中挥发性有机物含量监测过程需要更有效的土壤气体采集装置。

准确地采集土壤气体样品是研究土壤气体中CO₂、O₂和挥发性有机污染物含量的前提，研究者多采用定位埋植采样瓶来被动收集土壤气体或者将土壤从地下挖出采集到塑封袋中用便携式分析仪检测土壤中挥发性有机物含量。该两种方法均要破坏土壤原始结构，不能随时随地采集土壤样品(郑乐平，1999)。而且，利用采集后的土壤中的挥发性有机物含量不能代表原始土壤所在土体位置中的实际情况。

目前已有的土壤气体采样器可实现的有效采样深度为1-1.5m，需要提前将土壤钻孔到一定深度，将体让气体采样器放入，监测后取出，还需要采样泵、流量计等设备安装调试，费时费力，操作繁琐且采集样品深度有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种土壤气体主动采集装置及其采集方法，要解决目前存在的土壤气体采集设备和方法采集深度有限、操作复杂、耗时费工、不易安装等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种土壤气体主动采集装置，包括气体收集袋、气体采样装置、过滤器、尼龙导气管、土壤气体吸滤装置；气体采样装置的进气管经过过滤器，通过连接软管与土壤气体吸滤装置的尼龙导气管连接，气体收集袋与气体采样装置的出气管连接。

其中，所述的气体采样装置包括隔膜泵、调节阀、缓冲器、流量计、电子时控电路、欠压指示电路、电源、进气口和出气口；气体采样装置为便携式气体采样器。气体经过滤器进入采样装置进气口，由电子时控电路控制的隔膜泵，进入气体缓冲器，经调节阀调节流量后进入出气口端出气管连接的气体收集袋。气体进入进气口前需接上过滤器。

其中，所述的隔膜泵动力电机采用电子调速，在电压波动及干电池电压下降变化较大的情况下，可确保电机稳速运转，使隔膜泵流量稳定。

其中，所述的土壤气体吸滤装置包括固定筒架、滤网、砾石、尼龙导气管、螺纹管接头；尼龙导气管在土壤气体吸滤装置外的一端带有采样阀门，通过转接软管与过滤器连接，后与采样装置联通。尼龙导气管在吸滤装置内的一端，与土壤气体联通，外包覆小颗粒砾石，砾石由滤网包裹置于固定筒架内，由螺纹接头将尼龙导气管和固定筒架固定成土壤气体吸滤装置。

其中，尼龙导气管在吸滤装置内的一端设有小孔隙纱网。土壤气体经由滤网、砾石孔隙，通过土壤气体吸滤装置中尼龙导气管的小孔隙纱网，进入导气管，土壤气体经过过滤器进入气体采样装置，后从采样装置出气口经由出气管进入气体收集袋。尼龙导气管、气体采样装置进气管与过滤器通过连接软管进行联通，气体采样装置出气管与气体收集袋进口处通过连接软管进行联通。

本发明另外提供一种采集土壤气体的采集方法，利用上述的土壤气体主动采集装置，包括步骤为：

步骤一：根据试验要求采集的土壤深度，将土壤气体吸滤装置(含尼龙导气管)埋设于指定位置土壤中，或者置入已有的土壤监测井的指定深度，并将尼龙导气管在吸滤装置外的一端露出地面以上，关闭尼龙导气管上的采样阀门，让气体稳定48小时以上；

步骤二：将尼龙导气管、采样装置进气管通过连接软管分别与过滤器连接，打开尼龙导气管上的采样阀门，同时开启土壤采样装置的隔膜泵开关，采样装置出气口与大气联通，使抽出气体的体积达到吸滤装置和尼龙导气管有效体积的2-3倍时，关闭隔膜泵；

步骤三：将采样装置出气管与气体收集袋进口处通过连接软管进行连接，使整个采样装置气路连接完整，开启隔膜泵开关，当达到气体收集袋采集要求时关闭隔膜泵和尼龙导气管上的采样阀门，停止样品采集。

步骤四：采集的气体收集袋内的样品需在1个月内送至实验室进行土壤气体相应指标的检测分析。

与现有的土壤气体采集系统和采集方法相比，本发明具有以下优势：