一种平衡法收集土壤中气体的装置的制作方法

本发明涉及冰冻圈与气候变化领域，尤其涉及一种平衡法收集土壤中气体的装置。

背景技术：

研究发现人类活动已经改变，任然持续在改变地表及大气的组成。间接或直接改变地表能量收支平衡，进而推动气候变化。温室气体是促进全球气候变化的重要因素，因此温室气体的源、汇及转化机制的研究成为全球变化学科的重要内容。现有研究发现，土壤中温室气体浓度可达大气中的百余倍，是重要的碳库，也是全球碳循环研究中重要的一环。冻土对气候变化响应较为敏感，其中储存的碳易受气候变化的影响，而排放到大气中，加剧全球变暖的趋势。因此冻土中碳循环研究成为全球变化学科的热点。

在全球碳循环研究中，同位素示踪技术应用的比较广泛，积累了丰富的碳同位素数据。在土壤的碳循环研究中能够，同位素技术被用来解析碳源。已有研究发现土壤中温室气体主要来源于细菌对土壤中有机质的分解，但是具体来源存在很大的地域差异性，需要进一步利用碳同位素解析。但是土壤产气过程缓慢，短时间内抽取土壤中的气体，会破坏现有土壤中气体的平衡，使温室气体在扩散过程中产生强烈的同位素分馏效应，致使研究结果出现极大的偏差。利用平衡采样方法采集的土壤气体能更真实的反应其原始状况。但是在冻土区采集土壤中气体时遇到土壤水汇聚在采样器内的现象，造成夏季无法采集到样品的情况。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种平衡法采集土壤中气体的装置，该装置保持采集土壤气体的原始状态，避免研究结果出现极大的偏差。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种平衡法采集土壤中气体的装置，主要包括气体采样袋、样品存储器、快拧接头ⅰ、采样管、快拧接头ⅱ、平衡采样装置，所述气体平衡采集装置是由球形支撑架，防水透气膜和球状防护罩构成的一个整体结构；所述气体采样袋通过快拧接头ⅰ与样品存储器连通，样品存储器通过快拧接头ⅱ与气体平衡采集装置连通。

上述气体平衡采集装置的内部为球形支撑架，外部设有球状防护罩，在球形支撑架与球状防护罩之间还设有防水透气膜。

上述的球状防护罩密布小孔。

上述的快拧接头ⅱ贯穿球形支撑架、防水透气膜和球状防护罩。本发明的优点和有益效果是：

本发明避免了在冻土区采集土壤气体时装置中进水，导致夏季采集不到样品的现象。

本发明采用氦气吹扫采样系统，避免了采样系统受到大气中温室气体的污染。

本发明的平衡采样装置与气体存储装置分离，更换、采样快捷方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种平衡法采集土壤中气体的装置，主要包括气体采样袋1、样品存储器2、快拧接头ⅰ3、采样管4、快拧接头ⅱ5、气体平衡采集装置6。

所述气体平衡采集装置6是由球形支撑架61，防水透气膜62，球状防护罩63构成的一个整体结构。

所述气体采样袋1通过快拧接头ⅰ3与样品存储器2连通，样品存储器2通过快拧接头ⅱ5与气体平衡采集装置6连通。

气体平衡采集装置6的内部为球形支撑架61，球形支撑架61外覆防水透气膜62，最外部设有球状防护罩63。

快拧接头ⅱ5贯穿球形支撑架61、防水透气膜62和球状防护罩63。

实施例

在野外首次放置平衡法采集土壤中气体的装置时，首先将样品存储器2与气体平衡采集装置6连通，内充氦气的气体采样袋1与样品存储器2连通，利用氦气驱赶系统中的空气，避免大气中的温室气体污染系统。再将气体平衡采集装置6埋藏在冻土中，样品存储器2放置在地表，方便更换。此时既可以断开采样管4与样品存储器2连通，密封采样管4，使气体平衡采集装置6内气体与土壤中气体平衡，在采样时再连通样品存储器2和气体平衡采集装置6。

除第一次放置时需要用氦气吹扫系统，在随后的采样过程中只需更换内充氦气的样品存储器2。

防水透气膜62依附在球形支撑架61上，可以保持气体平衡采集装置6的内部空间，也可以防止土壤水进入。

球状防护罩63刚性比较强，可以保护脆弱的防水透气膜62不受损坏，球状防护罩63密布小孔，可使土壤中气体自由进入气体平衡采集装置6的内部空间。

技术特征：

1.一种平衡法采集土壤中气体的装置，主要包括气体采样袋（1）、样品存储器（2）、快拧接头ⅰ（3）、采样管（4）、快拧接头ⅱ（5）、平衡采样装置（6），其特征在于：所述气体平衡采集装置（6）是由球形支撑架（61），防水透气膜（62）和球状防护罩（63）构成的一个整体结构；所述气体采样袋（1）通过快拧接头ⅰ（3）与样品存储器（2）连通，样品存储器（2）通过快拧接头ⅱ（5）与气体平衡采集装置（6）连通；所述气体平衡采集装置（6）的外部设有球状防护罩（63），内部设有球形支撑架（61）；所述球形支撑架（61）与球状防护罩（63）之间设有防水透气膜（62）。

2.如权利要求1所述的一种平衡法采集土壤中气体的装置，其特征在于：所述的球状防护罩（63）密布小孔。

3.如权利要求1所述的一种平衡法采集土壤中气体的装置，其特征在于：所述的快拧接头ⅱ（5）贯穿球形支撑架（61）、防水透气膜（62）和球状防护罩（63）。

技术总结
一种平衡法采集土壤中气体的装置，主要包括气体采样袋，样品存储器，快拧接头，采样管，球形支撑架，防水透气膜，球状防护罩。气体采样袋通过快拧接头Ⅰ与样品存储器连通，样品存储器另一端通过快拧接头Ⅱ与气体平衡采集装置连通，气体平衡采集装置的内部是球形支撑架，球形支撑架外覆防水透气膜，外部为球状防护罩，快拧接头Ⅱ贯穿球形支撑架、防水透气膜和球状防护罩。本发明避免了在冻土区气体采集装置中进水，导致夏季采集不到样品的情况，同时可实现氦气吹扫系统，避免了采样系统受到大气中温室气体的污染。本发明的平衡采样装置与样品存储装置分离，采样快捷方便。

技术研发人员：武小波;李全莲;贺建桥
受保护的技术使用者：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
技术研发日：2020.02.20
技术公布日：2020.05.01