一种土壤渗滤液有机氮分级装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种土壤渗滤液有机氮分级的装置，由输液瓶、流速控制阀门、土体柱、滤纸、第一集液瓶、开关、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、抽气泵、第二集液瓶、支撑架组成，输液瓶、土体柱、第一集液瓶、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、第二集液瓶从上到下依次排列，由支撑架固定。采用本实用新型装置，利用控制滤纸及过滤器中滤膜孔径，将滤液中物质孔径大小分为1.0-3.0、0.45-1.0、0.22-0.45、0.01-0.22微米四级，可实现分级测定有机氮含量及组成。
【专利说明】
-种±壤渗滤液有机氮分级装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于植物营养和±壤科学研究领域，设及一种±壤渗滤液有机氮分级 的装置及其应用。
【背景技术】
[0002] 近Ξ十年W来，随着同位素质谱仪、核磁共振仪、气相色谱与同位素质谱联用仪的 广泛应用，诸多研究在无菌条件下及自然环境下，发现了±壤中有机氮可W作为植物生长 的重要氮源，且对植物品质具有重要的影响。±壤有机氮主要包括难分解、周转速度慢的大 分子物质如腐殖质，易分解的、周转速度快的蛋白质、核酸及游离氨基酸等。研究±壤渗滤 液有机氮组成有利于深入了解±壤有机氮的迁移转化规律，为有机营养调控、避免有机养 分流失、防止环境污染具有重要的意义。
[0003] 然而，渗滤液中有机氮的分级测定方法尚不完善。现在的分类方法均为将有机氮 分为蛋白质、氨基糖、氨基酸等，根据不同组分化学性质差异而检测含量。然而，有机氮成分 复杂，分子量变异很大，目前为止尚缺乏将不同大小有机氮分离开后再进行成分检测的方 法。本实用新型旨在通过多级过滤系统，将渗滤液中有机氮首先通过分子量大小分为1.〇- 3.0、0.45-1.0、0.22-0.45、<0.22微米四级，再通过相应的检测技术研究不同分级中有机氮 的组成，为渗滤液中有及氮素形态及含量提供了深入且细致的分析方法。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种±壤渗滤液有机氮分级装 置，本实用新型提供的装置由输液瓶、流速控制阀口、±体柱、滤纸、第一集液瓶、开关、第一 过滤器、第二过滤器、第Ξ过滤器、抽气累、第二集液瓶、支撑架组成，输液瓶、±体柱、第一 集液瓶、第一过滤器、第二过滤器、第Ξ过滤器、第二集液瓶从上到下依次排列，由支撑架固 定，抽气累与第二集液瓶连接，第一集液瓶下方设置开关。第一过滤器中放置孔径为1.0微 米的醋酸纤维滤膜，第二过滤器中放置孔径为0.45微米的醋酸纤维滤膜，第Ξ过滤器中放 置孔径为0.22微米的醋酸纤维滤膜。
[0005] 本实用新型提供的装置操作简单，分级范围准确且可调控，利用本实用新型装置 拟合±壤渗滤过程，通过滤纸及不同孔径醋酸纤维滤膜的过滤及截留作用，将渗滤液中有 机氮首先通过分子量大小分为1.0-3.0、0.45-1.0、0.22-0.45、0.01-0.22微米四级，再通过 相应的检测技术研究不同分级中有机氮的组成，为渗滤液中有及氮素形态及含量提供了深 入且细致的分析方法。
【附图说明】
[0006] 图1是本实用新型装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0007]本实用新型结合附图和实施例作进一步的说明。
[000引实施例1
[0009] 参见图1，±壤渗滤液有机氮分级装置由输液瓶1、流速控制阀口 2、±体柱3、滤纸 4、第一集液瓶5、开关6、第一过滤器7、第二过滤器8、第Ξ过滤器9、抽气累10、第二集液瓶 11、支撑架12组成，输液瓶1、±体柱3、第一集液瓶5、第一过滤器7、第二过滤器8、第Ξ过滤 器9、第二集液瓶11从上到下依次排列，由支撑架12固定，抽气累10与第二集液瓶11连接。第 一集液瓶5下方设置开关6。
[0010] 使用装置进行±壤渗滤液有机氮分级方法：
[0011] (1)装置准备:在输液瓶1中放置纯净水，调节抑=7.0，其出水速率通过流速控制 阀口 2进行调节，±体柱3底部放置孔径为3微米的滤纸4，在±体柱3中添加过2mm筛的粉碎 ±壤样品，第一集液瓶5下方设置开关6,第一过滤器7中放置孔径为1.0微米的醋酸纤维滤 膜，第二过滤器8中放置孔径为0.45微米的醋酸纤维滤膜，第Ξ过滤器9中放置孔径为0.22 微米的醋酸纤维滤膜；
[0012 ] (2)准确称量第一过滤器7、第二过滤器8、第Ξ过滤器9中滤膜的质量，之后将装置 各部分按顺序连接起来，取待测±壤样品风干磨碎后过2mm筛，称取适量已粉碎±壤放入± 体柱3中，向±体柱3中加入适量纯净水，W湿润±壤，但不能超过±体的最大含水量，将此 ±壤静置24h;
[OOU] (3化壤静置24h后，关闭开关6,通过调节流速控制阀Π 2控制输液瓶1中纯净水的 流出速度为0.05-0.5ml/min，流出速度根据±体中渗出液的流出速度而定，向第一集液瓶5 中添加1ml 1M盐酸，避免微生物分解渗出液中的有机氮；
[0014] (4)待第一集液瓶5中液体达到20-100ml后，关闭流速控制阀口 2,打开开关6、抽气 累10,缓慢抽气，待第一集液瓶5中液体抽干后，再抽5min，关闭开关6、抽气累10;
[0015] (5)将第一过滤器7、第二过滤器8、第Ξ过滤器9拆下，保留于第一过滤器7中滤膜 上的物质的孔径介于1.0-3.0微米之间，保留于第二过滤器8中滤膜上的物质的孔径介于 0.45-1.0微米之间，保留于第Ξ过滤器9中滤膜上的物质的孔径介于0.22-0.45微米之间， 而留存于第二集液瓶11中的物质则0.01-0.22微米，采用烘干滤膜及第二集液瓶11中液体， 可W测定滤液中不同大小物质的含量，测定滤膜上氮素含量就可W计算有机氮的含量，通 过质谱、氨基酸分析仪、核磁共振仪等仪器就可W准确得知不同质量有机氮的组成及含量。
[0016] 实施例2
[0017] (1)装置准备:在输液瓶1中放置纯净水，调节抑=7.0，其出水速率通过流速控制 阀口 2进行调节，±体柱3底部放置孔径为3微米的滤纸4，在±体柱3中添加过2mm筛的粉碎 ±壤样品，第一集液瓶5下方设置开关6,第一过滤器7中放置孔径为1.0微米的醋酸纤维滤 膜，第二过滤器8中放置孔径为0.45微米的醋酸纤维滤膜，第Ξ过滤器9中放置孔径为0.22 微米的醋酸纤维滤膜；
[0018] (2)准确称量第一过滤器7、第二过滤器8、第Ξ过滤器9中滤膜的质量，之后将装置 各部分按顺序连接起来，取浙江大学紫金港校区西区湿地±壤样品风干磨碎后过2mm筛，称 取200g已粉碎±壤放入±体柱3中，向±体柱中加入140ml纯净水，W湿润±壤，但不超过± 体的最大含水量，将此±壤静置24h;
[0019] (3化壤静置24h后，关闭开关6,通过调节流速控制阀Π 2控制输液瓶1中纯净水的 流出速度为ο. 10ml /min，流出速度根据±体中渗出液的流出速度而定，向第一集液瓶5中添 加1ml 1M盐酸，避免微生物分解渗出液中的有机氮；
[0020] (4)待第一集液瓶5中液体达到100ml后，关闭流速控制阀口2,打开开关6、抽气累 10，缓慢抽气，待第一集液瓶5中液体抽干后，再抽5min，关闭开关6、抽气累10;
[0021] (5)将第一过滤器7、第二过滤器8、第Ξ过滤器9拆下，取出其中滤膜，采用冷冻干 燥的方法将滤膜干燥，保留于第一过滤器7中滤膜上的物质的孔径介于1.0-3.0微米之间， 保留于第二过滤器8中滤膜上的物质的孔径介于0.45-1.0微米之间，保留于第Ξ过滤器9中 滤膜上的物质的孔径介于0.22-0.45微米之间，而留存于第二集液瓶11中的物质则0.01- 0.22微米，采用烘干滤膜及第二集液瓶11中液体，可W测定滤液中不同大小物质的含量，测 定滤膜上氮素含量就可W计算有机氮的含量，通过比色法、氨基酸分析仪、等仪器和方法就 可W准确得知不同质量有机氮的组成及含量，参见表1。
[0022] 表1紫金港湿地±壤渗滤液中有机氮组成及含量
[0023]
[0024] 从表1可W看出，该装置能够有效地将不同粒径的有机物质分离开来。在1.0-3.0 微米粒径之间，W蛋白质及未知态氮占主要部分，未知态氮主要是腐殖质等复杂的大分子 有机物质。而随着粒径的逐渐减小，蛋白质含量逐渐降低，而小分子有机氮逐渐增加，如氨 基酸的含量在<0.22微米孔径下显著高于其他粒径下提取的总量。综合来看，随着滤膜孔径 的减小，大分子物质含量逐渐降低，而小分子物质逐渐增加，通过此方法能够将不同分子量 大小物质分离开来，为后续的深入分析提供支撑。
[0025] 实施例3
[0026] (1)装置准备:在输液瓶1中放置纯净水，调节抑=7.0，其出水速率通过流速控制 阀口 2进行调节，±体柱3底部放置孔径为3微米的滤纸4，在±体柱3中添加过2mm筛的粉碎 ±壤样品，第一集液瓶5下方设置开关6,第一过滤器7中放置孔径为1.0微米的醋酸纤维滤 膜，第二过滤器8中放置孔径为0.45微米的醋酸纤维滤膜，第Ξ过滤器9中放置孔径为0.22 微米的醋酸纤维滤膜；
[0027] (2)准确称量第一过滤器7、第二过滤器8、第Ξ过滤器9中滤膜的质量，之后将装置 各部分按顺序连接起来，取仙居高山上壤样品风干磨碎后过2mm筛，称取200g已粉碎±壤放 入±体柱3中，向±体柱中加入160ml纯净水，W湿润±壤，但不超过±体的最大含水量，将 此上壤静置24h;
[0028] (3)±壤静置2地后，关闭开关6,通过调节流速控制阀口 2控制输液瓶1中纯净水的 流出速度为〇.20ml/min，流出速度根据±体中渗出液的流出速度而定，因仙居高山±壤质 地较松软，渗出速度快，加快了纯净水的流出速度，向第一集液瓶5中添加1ml 1M盐酸，避免 微生物分解渗出液中的有机氮；
[0029] (4)待第一集液瓶5中液体达到200ml后，关闭流速控制阀口2,打开开关6、抽气累 10，缓慢抽气，待第一集液瓶5中液体抽干后，再抽5min，关闭开关6、抽气累10;
[0030] (5)将第一过滤器7、第二过滤器8、第Ξ过滤器9拆下，取出其中滤膜，采用冷冻干 燥的方法将滤膜干燥，保留于第一过滤器7中滤膜上的物质的孔径介于1.0-3.0微米之间， 保留于第二过滤器8中滤膜上的物质的孔径介于0.45-1.0微米之间，保留于第Ξ过滤器9中 滤膜上的物质的孔径介于0.22-0.45微米之间，而留存于第二集液瓶11中的物质则0.01- 0.22微米，采用烘干滤膜及第二集液瓶11中液体，可W测定滤液中不同大小物质的含量，测 定滤膜上氮素含量就可W计算有机氮的含量，通过比色法、氨基酸分析仪、等仪器和方法就 可W准确得知不同质量有机氮的组成及含量，参见表2。
[0031] 表2仙居高山±壤渗滤液中有机氮组成及含量
[0032]
[0033] 从表2可W看出，仙居高山±壤渗滤液中有机氮含量较之紫金港湿地±壤中略低， 但其表现出与紫金港湿地±壤相似的规律。在1.0-3.0微米粒径之间，蛋白质和未知态氮占 主要部分，未知态氮应该是腐殖质等复杂的大分子有机物质。随着粒径的逐渐减小，蛋白质 含量逐渐降低，而小分子有机氮逐渐增加，如氨基酸的含量在<0.22微米孔径下显著高于其 他粒径下提取的总量。综合来看，随着滤膜孔径的减小，大分子物质含量逐渐降低，而小分 子物质逐渐增加。该方法操作简单，通过拟合±壤渗滤过程，采用滤纸及不同孔径醋酸纤维 滤膜的过滤及截留作用，将渗滤液中有机氮首先通过分子量大小分为1.0-3.0、0.45-1.0、 0.22-0.45、<0.22微米四级，再通过相应的检测技术研究不同分级中有机氮的组成，为渗滤 液中有及氮素形态及含量提供了深入且细致的分析方法。
【主权项】
1. 一种土壤渗滤液有机氮分级装置，其特征在于，由输液瓶（1)、流速控制阀门（2)、土 体柱(3)、滤纸(4)、第一集液瓶(5)、开关(6)、第一过滤器(7)、第二过滤器(8)、第三过滤器 (9)、抽气栗（10)、第二集液瓶（11)、支撑架（12)组成;输液瓶（1)、土体柱(3)、第一集液瓶 (5)、第一过滤器(7)、第二过滤器(8)、第三过滤器(9)、第二集液瓶（11)从上到下依次连接， 并由支撑架(12)固定，抽气栗(10)与第二集液瓶(11)连接。2. 根据权利要求1所述的一种土壤渗滤液有机氮分级装置，其特征在于，第一集液瓶 (5)下方设置开关(6)，滤纸(4)放置土体柱(3)底部。3. 根据权利要求1所述的一种土壤渗滤液有机氮分级装置，其特征在于，第一过滤器 (7)中放置孔径为1.0微米的醋酸纤维滤膜，第二过滤器(8)中放置孔径为0.45微米的醋酸 纤维滤膜，第三过滤器(9)中放置孔径为0.22微米的醋酸纤维滤膜。
【文档编号】G01N1/28GK205449612SQ201620135335
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月23日
【发明人】马庆旭, 吴良欢
【申请人】浙江大学