[发明专利]一种壤中气分层采集方法及装置

说明书

本发明公开了一种壤中气分层采集方法及装置，储集层设置在最低部，隔离层设置在储集层上方，二者交替布置，储集箱分别设置在各储集层内；储集箱的上表面设有电热偶导线接孔和气体采样管接孔，侧壁设有通气孔作为土壤气体交换界面；电热偶导线与气体采样管的另一端留置于所述回填土层地表端，气体采样管上端安装有气体采样管地表端密封装置。本发明随着平衡时间的延长，从土壤中逸出的气体会储存在相应的气体采样管中，用注射器插入橡胶垫，抽取气体采样管中的气体，并采用排水取气法将采集的气体立即注入瓶装饱和盐水中储存密封。同时，读取不同深度土壤中电热偶在地表端记录仪的温度。采集的气体样品供研究人员带到实验室进一步研究分析。

技术领域

本发明属于生态观测技术领域，尤其涉及一种壤中气分层采集方法及装置。

背景技术

由温室气体排放引起的环境问题已成为国内外学者普遍关注的热点，温室气体的研究也备受关注。甲烷是比较活跃的温室气体，所造成的温室效应仅次于二氧化碳。过去几十年，国内外学者对大气甲烷的源与汇开展了大量的研究，但是根据已提出的大气源汇衡算模式，仍然是不平衡的，存在诸多不确定因素。2007年第四次IPCC全球气候变化温室气体评估报告中，新的地质甲烷天然源被确认为仅次于湿地的第二个重要的甲烷天然源。目前，我国相关温室气体甲烷开展的工作主要集中在水稻田、一般农田、沼泽等自然湿地的甲烷排放，而相关地质甲烷的研究则少有报道。因此，开展地质甲烷释放研究，完善大气甲烷源汇平衡，掌握大气甲烷在区域尺度源汇变化规律，有着十分重要的理论意义和科学价值。来源于含油气盆地近地表土壤中不同深度的甲烷等烃类气体，对于研究含油气盆地微渗漏甲烷释放机理具有重要的科学意义。

目前，对于不同深度壤中气的采集装置及方法尚处于探索阶段，受采集装置的限制，研究人员主要采用如下几种方法：

(1)钻孔+探针(取样杆)法：利用钻杆向下钻取一个孔洞，向孔洞内放置探针或取样杆，在不同的深度进行停留，利用连接的气体装置抽取壤中气。该方法设置较为简易，但探针和取样杆与孔洞壁之间间隙大，易造成不同土壤层的气体扩散或混合污染。

(2)硅胶管埋设法：将一定长度的硅胶管的管壁穿孔后，埋设到不同深度的土壤中，利用针管式注射器抽取硅胶管中的气体。但由于存在土壤压力，硅胶管壁易发生形变甚至堵塞，抽取壤中气时较为困难。

(3)监测井法：采用一次性直压方法设置土壤气体监测井，采集壤中气。但是监测井一次只能监测一个深度的土壤气体。如果要采集不同深度的壤中气就会导致整体监测成本高、耗时长、采集测定结果有偏差等缺陷。

所以，采用定位埋植采样装置采集不同深度的壤中气较上述方法简单有效，但是目前定位埋植采样装置存在进气口易被颗粒物堵塞、储存气体量小、气体收集难度大等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种壤中气分层采集方法和装置，该壤中气分层采集方法和装置可同时采集土壤中不同深度的壤中气，可实现长期的、随时的取样分析，且采集装置进气口不易被颗粒物堵塞。

包括隔离层、储集层、储集箱、电热偶导线接孔、气体采样管接孔、电热偶导线、气体采样管、电热偶导线地表留置端、气体采样管地表留置端、回填土层、金属箍、橡胶垫、带有螺旋封口的接头、盖子，其中，

所述储集层设置在最底部，所述隔离层设置在储集层上方，二者交替布置，所述储集箱分别设置在各储集层内；

所述储集箱的上表面设有电热偶导线接孔和气体采样管接孔，侧壁设有通气孔作为土壤气体交换界面；

所述电热偶导线与所述气体采样管通过储集箱表面的电热偶导线接孔和气体采样管接孔插入储集箱内部；

所述电热偶导线与所述气体采样管的另一端留置于所述回填土层的地表端，形成电热偶导线地表留置端和气体采样管地表留置端；

所述电热偶导线地表留置端与所述的气体采样管地表留置端还设置有标识号；