[发明专利]插入式原位土壤淋滤液收集装置

说明书

技术领域

本发明涉及农业土壤测量研究技术领域，具体涉及的是一种插入式原位土壤淋滤液收集装置。

背景技术

土壤溶液是土壤中水分及其所含溶质的总称，主要包含无机离子、有机离子和聚合离子以及它们的盐类。土壤溶液综合反映了土壤成分的组成及其活性特征，也反映了季节性动态及农用情况。土壤溶液与固相部分紧密接触，并与固相表面保持动态平衡状态，其组成与活性随外界环境的变化而有所变化，会直接影响到作物及土壤微生物的生长发育，还会影响土壤肥力的有效利用，进而影响农作物生长。

随着化学污染物多途径进入土壤系统，如大量施用化肥、农药，工业废水不断侵袭农田及有毒有害污染物的事故性排放；固体废弃物，特别是有毒、有害固体废物的填埋所引起有毒物质泄漏，造成土壤严重污染，造成农田化学肥料的面源污染和大量农田化学肥料的流失浪费；同时对地下水及地表水造成次生污染，污染物可通过饮用水或通过土壤-植物系统，经由食物链进入人体，直接危及人类健康。

因此，将土壤溶液收集，对其成分进行研究，可以得到土壤溶液不同存在形式下的成分组成以及污染情况，便于进行面源污染的深层机理研究，以及指导农业灌溉与排水，促进农作物更好的生长，同时节约资源。

传统的土壤溶液收集设备通常包括不同高度的淋溶土柱和外包筒体，当有水分流入时，水分会优先从土体与筒体交界处快速流出，造成淋溶量的收集偏高，并且用于收集淋滤液的淋溶盘长期使用时，积留有从土壤中流失的泥土，容易堵塞收集管，增加了土壤溶液收集设备在使用过程中的难度，且收集到土壤溶液与田间土壤的真实情况相差较大。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明提供一种插入式原位土壤淋滤液收集装置。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下，

设计一种插入式原位土壤淋滤液收集装置，包括一体式设计的滤液收集单元、负压采样单元和清洗单元，所述滤液收集单元包括过滤层和位于过滤层下方的滤液收集器，所述滤液收集器包括外框和位于外框内的滤液收集腔，所述滤液收集腔分别与负压采样单元和清洗单元连通；所述清洗单元包括负压泵和冲洗管，所述负压泵通过冲洗管连通所述滤液收集腔，所述负压采样单元包括负压抽样泵、出水管和取样瓶，所述出水管一端连通滤液收集腔，另一端通过三通管与所述负压抽样泵、取样瓶连通。

优选的，所述滤液收集单元的宽度为15～20cm。

优选的，所述过滤层从上而下依次设有双层过滤纱网、石英砂层、过滤尼龙格网和多孔不锈钢板。

优选的，所述滤液收集腔包括收集腔Ⅰ、收集腔Ⅱ和导通收集腔Ⅰ与收集腔Ⅱ的连通管。

进一步优选的是，所述收集腔Ⅰ呈漏斗状，所述收集腔Ⅱ呈梯形形状。

优选的，所述冲洗管、出水管穿过外框与收集腔Ⅱ连通，该连通处设有密封阀。

优选的，所述外框材质是高密度聚乙烯管材和板材。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果主要体现在：

1. 与传统不锈钢材质土柱型淋溶液收集装置和PVC材质原位淋溶液收集装置相比，本装置不设土柱，定位式收集一定高度下的土壤淋溶液，更符合水分在土壤中的移动规律，显著降低了优先流带来的误差，使淋溶液的收集更为准确。

2. 收集土壤中淋溶液的过滤层与滤液收集器采用一体式设计，安装便捷，操作简便、且成本低、重现性好；采用多层过滤层，对土壤中的淋溶液进行过滤，防止泥沙进入滤液收集器内，造成出水管的堵塞；收集腔Ⅰ呈漏斗状，位于呈梯形的收集腔Ⅱ上方，便于收集土壤中淋滤液，显著的提高了滤液收集效率，同时，呈漏斗状的收集腔Ⅰ在一定程度上具有过滤作用，使采集的土壤淋滤液杂质更少，结果更精确。

3. 本发明提供的插入式原位土壤淋滤液收集装置设有清洗单元，可以定时清除滤液收集器内随淋滤液流入的泥土，延长该装置的使用年限。

4. 冲洗时，为减少清洗液对滤液收集器内土壤淋滤液的影响，以蒸馏水作为清洗液，由负压泵压入滤液收集器内，对滤液收集器进行清洗，并通过负压抽样泵将清洗液吸出；利用负压采样单元完成土壤淋滤液的采集工作和对清洗液的排出工作，简化土壤淋滤液收集装置。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是三种不同土壤淋溶液收集装置的对比模拟实验效果图。