[發明專利]土壤垂直剖面毫米級微域土層取樣方法及所用取樣裝置

有效

• 申請號: 201310539152.4
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN103604660A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 徐建明;何艷;林加獎
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N1/04
• 分類號: G01N1/04
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明涉及一種土壤垂直剖面毫米級微域土層取樣方法及所用取樣裝置。

背景技術

自2008年Science上發表文章明確提出微生物是驅動地球表層生物地球化學循環的引擎、以及2010年Environment?Science&Technology出版氧化-還原的生物地球化學過程的?？?，圍繞淹水土壤中受土-水界面氧化-還原反應調控下由微生物驅動的農藥界面降解行為的研究成為近三年來國際土壤科學和環境科學交叉領域內的最新科學前沿。

淹水土壤在垂直方向上存在好氧-兼性厭氧-厭氧的氧化還原梯度微環境。這種氧化還原梯度的存在使土壤環境生物地球化學過程更加多樣化（包括污染物的遷移轉化）。目前研究主要以厘米或米為環境跨度研究土壤不同深度污染物的降解以及微生物群落結構的變化（Vryzas等，Chemosphere，2012,89：1330-1338），對毫米級微域土壤樣品的采集在方法上則相對單一且有一定的局限性。

常規土壤剖面樣品微尺度的采集多采用冷凍薄層切片法。這種方法首先通過將土樣在液氮中速凍，再將冷凍土塊置于冰凍切片樣的樣品臺上，用可控的切片刀在-4℃的溫度下將土塊切成薄片（Noll等，Environmental?Microbiology,2005,7：382-395）。薄片的正確厚度需要通過土塊的表面積和土壤容重來計算，并且液氮超低溫冷凍方法可能導致土壤中微生物細胞的損害。冷凍速率的控制決定了微生物的存活率，必須控制一個適宜的冷凍與解凍速度提高微生物存活率，并且冷凍法對不同微生物的存活率存在極大的差異（Dumont等，Applied?and?Environmental?Microbiology2004,70：268～272）。最終導致研究者在評價受試土壤微生物指標時產生偏頗。

上述方法由于其在具體操作上需要進行冰凍處理，會導致土壤的原有理化及生物學性狀發生改變，如氧化-還原電位、微生物群落結構和多樣性等，且切片實際厚度需要通過后期計算獲得，因而無法對毫米級微域中土壤生物及生物化學性質在目標污染物脅迫下的響應變化進行追蹤。由此，常規研究法在技術上的固有缺陷不利于開展目標污染物在氧化-還原狀況梯度變化的環境微域中遷移轉化細致研究，迫切需要對土壤剖面微域的現有取樣方法進行創新。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供能實現區分土水界面垂直方向不同毫米級微域土層的取樣裝置及相應的取樣方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種土壤垂直剖面毫米級微域土層的取樣裝置，包括無蓋的方形盒體，在方形盒體的內腔由下往上設置相互平行的至少2塊的分割片，分割片與方形盒體的內腔相吻合；分割片平行于方形盒體的底面；相鄰的分割片兩兩之間無縫隙的貼合，位于方形盒體內腔最下方的分割片與方形盒體的底面無縫隙的貼合。

作為本發明的土壤垂直剖面毫米級微域土層的取樣裝置的改進：分割片中設有貫通分割片整個厚度的通道。

作為本發明的土壤垂直剖面毫米級微域土層的取樣裝置的進一步改進：分割片的材質為環氧樹脂電路板。

作為本發明的土壤垂直剖面毫米級微域土層的取樣裝置的進一步改進：方形盒體的材質為有機玻璃。

作為本發明的土壤垂直剖面毫米級微域土層的取樣裝置的進一步改進：分割片的厚度為1.15～1.25mm。

作為本發明的土壤垂直剖面毫米級微域土層的取樣裝置的進一步改進：分割片的厚度為1.2mm。

作為本發明的土壤垂直剖面毫米級微域土層的取樣裝置的進一步改進：每個分割片的通道由2個相互獨立、且相互平行的小通道組成，被夾在2個小通道之間的局部的分割片能作為加強筋，從而起到保持分割片不易變型的作用。

本發明還同時提供了利用上述取樣裝置所進行的土壤垂直剖面毫米級微域土層取樣方法，依次包括如下步驟：

先在方形盒體的內腔中由下至上放置分割片，然后在每個分割片的每個小通道中填充待測土壤并壓實待測土壤，從而使每個分割片的每個小通道中均充滿待測土壤；然后將整個取樣裝置放置于實際所需的環境中；至取樣期，自上而下逐一取出每個分割片，每取出一個分割片，就利用采樣刮刀沿著下一分割片的上表面刮取土壤。