[發明專利]一種土壤水自動采樣和自動監測的方法

有效

• 申請號: 201210593003.1
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN102998148A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 歐陽威;郭波波;郝芳華;王雪蕾;黃浩波
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G01N1/10
• 分類號: G01N1/10;G01N33/18
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域：

本發明涉及一種土壤水自動采樣和自動監測的方法，屬于水環境保護技術領域。

背景技術：

本發明中的土壤水是指土壤中的液態水，一部分被地面植物吸收利用，一部分進入地下水中，其余部分通過土壤蒸發或者保留在土壤中。土壤水的水質對植物生長和地下水水質都有重要的影響。以往對水質的研究多集中在各類地表水，對土壤水的關注較少。對土壤水水質的研究是水環境保護領域內一個新興的內容，本發明是一種較為前瞻的方法。

針對地表水水質的自動監測系統已經十分成熟。水質在線自動監測系統是一個以在線自動分析儀器為核心，運用自動控制技術、計算機技術以及相關的專用分析軟件和通訊網絡，組成一個從水樣采集、水樣預處理、水樣測量到數據處理及存貯的綜合性系統，從而實現水質自動監測站的在線自動運行。

水樣采集裝置一般有豎樁井式、吊橋式、浮筒式、浮舟式、水底緊固式等方式，采樣系統一般由采樣水泵、采樣浮筏和粗隔離柵、水樣分配單元、壓力流量監控及采水管道等組成，主要是向系統提供可靠、有效水樣。

在線自動分析儀器是水質在線自動監測系統的核心。在選擇在線自動分析儀器時應該首先考慮環境管理的需要和水質監測的目的，確定監測項目，從而根據監測項目選擇監測儀器。目前國內應用比較廣泛的在線自動分析儀器有常規5參數（水溫、pH值、電導率、溶解氧、濁度）分析儀、化學需氧量（COD）分析儀、高錳酸鹽指數分析儀、總有機碳（TOC）分析儀、氨氮分析儀、總氮分析儀以及總磷分析儀。

在線自動分析儀器一般具有如下功能：數據自動存儲，自動量程轉換，遙控、標準輸出接口和數字顯示，自動清洗、狀態自檢和報警功能（如：液體泄漏、管路堵塞、異常值、儀器內部溫度過高、試劑用完、高/低濃度、斷電等），干運轉和斷電保護，來電自動恢復，COD、氨氮、TOC、總磷、總氮等儀器具有自動標定校正功能。

目前國家地表水水質自動監測站的監測項目包括水溫、pH、溶解氧（DO）、電導率、濁度、高錳酸鹽指數、總有機碳（TOC）、氨氮，湖泊水質自動監測站的監測項目還包括總氮和總磷。

國家地表水水質自動監測站的監測頻次一般采用每4小時采樣分析一次。每天各監測項目可以得到6個監測結果，可根據管理需要提高監測頻次。監測數據通過公外網VPN方式傳送到各水質自動站的托管站、省級監測中心站及中國環境監測總站。

發明內容：

1、目的：本發明的目的是針對現有技術的空缺，提出一種土壤水自動采樣和自動監測的方法。本發明利用負壓滲透法和多功能水質自動檢測儀實現對土壤水的自動采樣和自動監測，可以節省大量的人工采樣和實驗測定時間。加入太陽能系統，本發明的應用范圍更廣泛。

2、技術方案：為達到上述目的，本發明所設定的技術方案為：

一種土壤水自動采樣和自動監測的方法，該方法具體步驟如下：

步驟1,將采樣探頭埋設在預定的土層里，預埋深度一般為15~100cm，采樣探頭通過pvb管與采樣瓶連接。

步驟2,通過時控開關控制智能真空泵的自動運行，智能真空泵選用“極限”模式工作，當取樣瓶中氣壓達0.6個大氣壓時，智能真空泵自動停止運行。

步驟3,采樣瓶密封性能良好，維持0.6個大氣壓5~6個小時，使土壤中的水滲透進入采樣探頭，并通過pvb管進一步導入采樣瓶。

步驟4,多功能水質自動檢測儀在6小時后從采樣瓶中自動進樣，自動檢測各種水質數據（如氨氮、總磷和COD等）并記錄。

其中，自動采樣與自動監測，設計頻率為一天采一次樣并自動監測一次。

其中，采樣瓶規格為1L/2L采樣瓶，要求密封性好，能維持采樣所需的氣壓。采樣瓶有三個接口，分別與pvb管（采樣探頭）、智能真空泵以及水質自動檢測儀相連。其中，與pvb管相連的接口位于采樣瓶側面中部，與智能真空泵的接口位于采樣瓶的底側，與水質自動檢測儀的接口位于采樣瓶底側稍上。

其中，選取的智能真空泵最大壓力為0.8個大氣壓，采用“極限”工作模式；若設定最大氣壓為0.6個大氣壓，即采樣瓶達到0.6個大氣壓時，真空泵停止工作，利用時控開關自動控制該真空泵。

其中，設定水質自動檢測儀在17:00時從采樣瓶中抽取樣品測定水質，正常情況下，采樣探頭埋設在預定的土層6小時后，采樣瓶中已有約20~35ml樣品。

3、優點及功效：本發明一種土壤水自動采樣和自動監測的方法，其優點是：實現了對土壤水水樣的自動采集和自動監測，其中太陽能系統使本發明的適用區域更為廣泛。

附圖說明

圖1為本方法的流程圖