[發明專利]用于不同污染情景微域土壤采樣的裝置及其方法

在審

• 申請號: 202010601576.9
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111751182A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 胡寶蘭;周猛;陳文達;王家騏
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N33/24;G01N1/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明提供了一種用于不同污染情景微域土壤采樣的裝置及其方法，該裝置包括無蓋筒體和若干圓形隔層，圓形隔層可拆卸式水平固定于無蓋筒體的中空內腔，圓形隔層包括內圓環、外圓環和承土網，內圓環和外圓環將圓形隔層劃分為若干環形鏤空空間，內圓環和外圓環均具有一定厚度；圓形隔層的底部貼合固定有承土網，承土網上固定有經過中心的若干輻條。本裝置在使用時可模擬不同污染方式和不同降雨程度，同時實現對不同污染情景水平方向和垂直方向毫米級微域土壤的采樣，滿足土壤理化指標測定、污染物濃度監測和微生物相分析的要求，以期探明污染物在微域空間水平和垂直方向濃度梯度特征，解析微域空間內污染物對土壤理化性質和微生物的影響。

技術領域

本發明屬于場地污染研究技術領域，具體涉及一種用于不同污染情景微域土壤采樣的裝置及其方法。

背景技術

土壤作為一種非均質多孔介質，是由不同理化梯度和環境條件下的各種微域構成的復雜體系。土壤微域是指土壤中某些和整個土體在性質上存在巨大差異并對土壤生產力有重大意義的區域，可分為根際微域土壤和肥際微域土壤。根際微域對土壤pH、酶、養分、過量元素等大多數參數的影響范圍為0.5～4mm，但對于氣體、硝酸鹽、水和氧化還原電勢而言，影響范圍能夠超過4mm。肥際微域是無機或有機肥料輸入土壤中，在肥料和肥粒附近造成的特殊環境，在這一微域內，肥料濃度數倍或數十倍于整個土體，造成土壤理化性質和微生物活性改變。基于微域水平的空間研究顯示，由于微孔提供了最有利的水分和養分條件，土壤中80％以上的細菌棲息在土壤穩定團聚體的微孔空間。

因土壤具有高度異質性，其中某些微域環境的重要性甚至超過土壤整體。不同污染情景下，無機或有機污染物輸入土壤中，在污染物附近造成特殊環境，形成陡峭的污染濃度梯度，對土壤理化性質和棲息在微域空間中的微生物產生顯著影響。目前研究對污染場地土壤的微域結構關注不足，對于不同污染類型和降雨強度下場地土壤微域中土壤理化性質、污染物濃度和微生物分析欠缺。此外，受模擬裝置限制，難以同時實現對微域結構垂直方向和水平方向的毫米級模擬與采樣。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術中的缺點及不足，并提供一種用于不同污染情景微域土壤采樣的裝置及其方法，通過模擬不同污染方式(單一污染-復合污染、低濃度污染-高濃度污染、脈沖式污染-壓力式污染)和不同降雨程度(平均降雨量、最大降雨量)，實現對不同污染情景水平方向和垂直方向毫米級微域土壤的采樣，滿足土壤理化指標測定、污染物濃度監測和微生物相分析的要求，以期探明污染物在微域空間水平和垂直方向濃度梯度特征，解析微域空間內污染物對土壤理化性質和微生物的影響。

本發明所采用的具體技術方案如下：

一種用于不同污染情景微域土壤采樣的裝置，其包括無蓋筒體和若干圓形隔層，所述圓形隔層可拆卸式水平固定于無蓋筒體的中空內腔，圓形隔層的外圍圓周與無蓋筒體內壁的連接處封閉，相鄰的圓形隔層之間貼合布設；

所述圓形隔層包括內圓環、外圓環和承土網，若干內圓環同軸套設，所述外圓環同軸套設于所有內圓環外側，圓形隔層的各圓環之間距離相等，內圓環和外圓環將圓形隔層劃分為若干環形鏤空空間；所述內圓環和外圓環均具有一定厚度，內圓環采用透水膜材料，外圓環采用剛性材料；所述圓形隔層的底部貼合固定有承土網，用于承接土壤，承土網上固定有經過中心的若干輻條。

作為優選，所述圓形隔層的厚度為1mm，且包括不少于4個內圓環。

作為優選，所述承土網的網孔直徑為5～15μm，采用尼龍材料或不銹鋼材料；輻條采用剛性材料。

作為優選，所述無蓋筒體的底部開設多個貫通孔，孔徑均為1～3mm，所述貫通孔均勻分布于無蓋筒體的底部。

本發明的另一目的在于提供一種利用上述任一裝置的土壤采樣方法，其包括如下步驟：