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原文传递一种淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置及测定方法

专利名称：	一种淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置及测定方法
摘要：	一种淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置及测定方法，属于反硝化原位定量技术领域。装置包括不锈钢把手、注射活塞、PVC圆筒、不锈钢圆筒和PE透明瓶，PVC圆筒和不锈钢圆筒连通且PVC圆筒设于不锈钢圆筒的顶端，不锈钢把手设于PVC圆筒底部外侧，注射活塞活动连接于PVC圆筒内部，PE透明瓶为顶端开口、底端密闭且内部中空的环形体，PE透明瓶套设于PVC圆筒外侧。本发明所述装置可以在野外环境下可建立密封环境，避免了大气中N2的干扰，确保环境条件与自然环境下一致，通过按压活塞无损取样，无须破坏罐体，可维持密封环境，水样采集可精准计量，简单且精确，最终实现了淹水环境下土壤或沉积物反硝化速率的原位测定。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国科学院南京土壤研究所
发明人：	周伟;颜晓元;赵旭;李晓明
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN201911416804.9
公开号：	CN111044601A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：	唐循文
分类号：	G01N27/62;G01N1/14;G;G01;G01N;G01N27;G01N1;G01N27/62;G01N1/14
申请人地址：	210008 江苏省南京市玄武区北京东路71号
主权项：	1.一种淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置，其特征在于，所述装置包括不锈钢把手、注射活塞、PVC圆筒、不锈钢圆筒和PE透明瓶，所述PVC圆筒和不锈钢圆筒均为两端开口内部中空的圆柱体，PVC圆筒为透明圆筒体，PVC圆筒外表面设有刻度，PVC圆筒和不锈钢圆筒无缝连通且PVC圆筒设于不锈钢圆筒的顶端，所述不锈钢把手设于PVC圆筒底部外侧，用于将不锈钢圆筒拔插进出土壤或沉积物中，所述注射活塞活动连接于PVC圆筒内部，注射活塞包括活塞本体、PU管和阀门开关，所述活塞本体头部为橡胶塞，尾部为T形推动杆，橡胶塞的外径等于PVC圆筒的内径，用于密封PVC圆筒，T形推动杆用于拉拔活塞本体，所述PU管一端设于活塞本体底部中心，另一端贯穿并穿出活塞本体中心顶部，阀门开关设于PU管穿出活塞本体中心顶部的另一端，所述PE透明瓶为顶端开口、底端密闭且内部中空的环形体，所述PE透明瓶套设于PVC圆筒外侧。 2.根据权利要求1所述的一种淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置，其特征在于，所述PU管的外径为4mm，内径为3mm。 3.根据权利要求1所述的一种淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置，其特征在于，所述PVC圆筒的内径为70mm。 4.根据权利要求1所述的一种淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置，其特征在于，所述PE透明瓶的内径为10cm。 5.根据权利要求1所述的一种淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置，其特征在于，所述PVC圆筒的高度不低于30cm。 6.基于权利要求1所述的一种淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一.将淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置通过不锈钢把手将PVC圆筒的底部和不锈钢圆筒植入土壤中，确保实验开始时，土壤与PVC圆筒和不锈钢圆筒密切贴合，形成严格的密封环境；步骤二.采样开始前，先将注射活塞拔出，往PVC圆筒内注满水样，然后用玻璃棒顺时针轻轻搅拌30秒，确保水样均匀，同时不干扰土壤或沉积物，打开阀门开关，将活塞垂直插入PVC圆筒，确保活塞底部无气泡，迅速关闭阀门开关，往活塞上部和PE透明塑料瓶中注入与PVC圆筒中相同水样；步骤三.静置4-6h，以便淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置中溶解性N2混合均匀，开始采样时，先读取PVC圆筒的刻度，记录体积V，然后用硅胶管连接阀门开关出水口，打开阀门，同时用手按压注射活塞，PVC圆筒中水通过活塞中心的PU管流出，通过硅胶管最终进入顶空采样瓶中，待水样溢出超过采样瓶体积1.5倍，轻轻拔出硅胶管，迅速拧紧瓶盖，确保瓶中无气泡，将采集好的水样4℃保存并测定水中溶解性N2的浓度C，完成样品采集后，关闭阀门开关，根据PVC圆筒外壁所标记刻度记录采样时排出的水样体积ΔV，间隔至少2h后，开始第二次采样，过程如上，如此连续采集4-5次样品，采样结束；步骤四.每次采样时排出的水样体积不同，根据体积的变化，对每次采样所测定的水中溶解性N2浓度进行校准，利用如下公式校准N2浓度CI：式中，CI表示第i次采样，经校准后，水样溶解性N2浓度，μmol·L-1； Ci表示第i次采样，测定的水样溶解性N2浓度，μmol·L-1； Vi表示第i次采样时，采样器内水样体积，mL； k＝n-1，n表示采样次数； V0表示第一次采样时，采样器内水样体积，mL； ΔV表示每次采样所消耗的水量，mL；步骤五.得到校准后的浓度，利用如下公式计算N2排放通量：式中，F表示N2排放通量，为mg·N·m-2·d-1；表示采样器内溶解性N2浓度变化，单位μmol·L-1·h-1； V表示采样器初始体积，A表示采样器底面积，因此为采样器高度，h/cm； 24表示24小时/天； 28表示N2的摩尔质量； 10表示体积与面积转换单位[103(L转换至m3)×10-2(cm转换至m)]。 7.根据权利要求6所述的一种淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置的测定方法，其特征在于，所述步骤一中至少提前12h将淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置通过不锈钢把手将PVC圆筒的底部和不锈钢圆筒植入土壤中。 8.根据权利要求6所述的一种淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置的测定方法，其特征在于，所述步骤二中水样为田面水、河水或培养液。 9.根据权利要求6所述的一种淹水环境下土壤或沉积物反硝化原位测定装置的测定方法，其特征在于，所述步骤三中通过膜进样质谱仪测定水中溶解性N2的浓度C。
所属类别：	发明专利