[發明專利]一種潮汐濕地土壤間隙水原位分層采集與過濾裝置

在審

• 申請號: 201710596502.9
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107290183A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 胡敏杰;黃佳芳;仝川
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G01N1/16
• 分類號: G01N1/16;G01N1/34
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司35211
• 代理人: 戴雨君

技術領域

本發明涉及土壤間隙水采集與過濾裝置技術領域，特別涉及一種潮汐濕地土壤間隙水原位分層采集與過濾裝置。

背景技術

濱海河口濕地是介于海洋和陸地生態系統之間具有較高的生物生產力和氧化還原能力的過渡性生態系統，上限為大潮線之上與內河流域相連的淡水或半咸水湖沼以及海水上溯未能抵達的入海河的河段，包括潮上帶濕地和潮間帶濕地。受海洋潮汐影響，濱海河口濕地不僅表現出周期性的暴露和浸沒的交替變化，而且在潮灘濕地剖面上，不同潮灘受潮水浸沒時間差異極大（高潮灘<中潮灘<低潮灘），使得河口潮灘濕地土壤和水體理化性質表現出獨特的變異格局。此外，由于濱海河口濕地特殊的地理位置，大量污染物質通過潮汐、徑流、干濕沉降等多種途徑進入濕地，對河口濕地生態系統生物地球化學循環和生態安全造成極大威脅。

間隙水又稱自由水，是土壤或水體底質空隙中不受土粒吸著能移動的水分，間隙水中各種污染物和營養元素的含量往往非常高，間隙水的移動與污染物的遷移、累積和轉化有密切關系，所以在水環境中間隙水的研究具有重要的意義。此外，間隙水的理化性質往往隨深度增加具有明顯變化，研究間隙水理化性質在垂直剖面上的變化對于了解整個水環境體系的動態變化具有重要意義。由于受潮汐的周期影響，河口潮汐濕地土壤水分含量經常呈飽和或過飽和狀態，土壤間隙水豐富，是濕地生物地球化學循環研究的重要對象。土壤間隙水的采集是在實驗室進行間隙水養分和成分等相關指標分析的前提和基礎。

目前間隙水的采集方法已有很多，主要分為離心分離法、擠壓法和瀝濾法。現有的土壤間隙水采集裝置雖在特定條件下也能實現間隙水的采集，但仍存在許多缺陷和不足：1）多用于室內，缺少一種野外原位采集裝置；2）多為單層或多層混合采樣，缺少用于不同土層的精確采樣裝置；3）收集過程較為復雜，限制條件較多，操作時間較長，野外使用不便；4）采樣過程會對原位環境造成干擾，水樣易受污染，樣品渾濁，采樣精度不高；5）無原位過濾裝置，會影響測定結果的即時性和有效性；6）多為一次性或短期使用，不適用于長期定位觀測。由于河口潮汐濕地受周期性潮汐作用的影響，不僅水位波動頻繁，而且土壤鹽度較高，腐蝕性強。同時，在潮汐、徑流、海平面上升、臺風等的作用下，濱海河口潮汐濕地演替顯著，土壤沉積層序明顯，不同土層之間理化指標差異顯著。研究整個潮汐過程不同土層間隙水特征對于探討潮汐對河口濕地土壤理化因子的影響具有重要意義。目前還未有一款專門針對河口潮汐濕地特征的土壤間隙水原位采集方法與裝置。

因此，適用于潮汐濕地野外原位使用的高效無污染的土壤間隙水分層采集與過濾裝置亟待研究。

發明內容

為了解決現有技術中的不足，本發明的目的在于提供一種操作簡便、密封性強、結果可靠、可長期使用的潮汐濕地土壤間隙水原位分層采集與過濾裝置。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種潮汐濕地土壤間隙水原位分層采集與過濾裝置，其包括設備嵌入系統、水樣分層收集系統和水樣抽集系統，

所述設備嵌入系統包括套筒和插頭，套筒的底部與插頭的頂部可拆卸連接；

所述水樣分層收集系統套設在套筒內，且水樣分層收集系統的底部固定在插頭的頂部，水樣分層收集系統包括外圓管、內圓管和頂板，所述內圓管套設在外圓管內部，頂板固定在外圓管和內圓管的上端面；內圓管和外圓管之間圍成進氣腔，內圓管內部從上至下具有兩個以上的儲水層，所述進氣腔內部對應各儲水層側壁的中部沿圓周方向等間隔設有兩個以上的滲漏通道，滲漏通道內部設有過濾棉網，所述外圓管對應滲漏通道的一端密布有第一滲漏孔，圓管對應滲漏通道的另一端密布有第二滲漏孔；

所述儲水層的側壁上部設有與進氣腔連通的通氣孔，所述頂板上連接有與進氣腔連通的進氣管，所述水樣抽集系統用于分別抽取和采集各儲水層內的間隙水，水樣抽集系統包括三通閥、抽水器以及若干個分別與儲水層底部連接的水樣抽取管，所述三通閥的第一通口與水樣抽取管連通，三通閥的第二通口與抽水器連通，三通閥的第三通口通過出水管與樣品瓶連通。

所述套筒底部內側沿圓周方向間隔設有兩個以上的第一卡槽，所述插頭頂部對應各第一卡槽分別設有第二卡槽，所述第一卡槽與第二卡槽卡扣連接。

所述插頭為倒置的圓錐體，套筒上部的外壁上設有手柄。

所述儲水層的底部設有集水槽，集水槽的底部與水樣抽取管連通。

所述頂板上對應進氣管處和水樣抽取管處分別設有收納管，收納管頂部設有可拆卸的頂蓋。

所述進氣管和水樣抽取管的上部分別設有浮標。

所述出水管上設有過濾器。