1、称重
用天平分别对①样品瓶、②样品瓶+土壤(植物)、③样品瓶+土壤(植物)+棉花、④抽提后样品瓶+土壤(植物)+棉花进行称重
②-①为土壤重量
④-③为土壤中水分的含量
2. 实验准备
1) 同位素样品采集和保存过程会对最终结果产生重要的影响,请严格按照土壤、植物同位素测试样品采集程序采集和保存样品,避免前期过程中产生分馏。
2) 液氮尽量做到当天使用,如果剩余请妥善保存在液氮罐中。
3) 实验过程中,请认真对应记录样品名称、样品瓶编号、冷凝管编号。
4) 温控装置:打开温控箱加电源后能听到风扇细微的嗡嗡响声,温控箱上温度设置合理(一般情况下,加热带的温度可以设为60~70℃,加热套的温度为90~95℃),加热管(带)加热正常。
3. 实验过程
3.1检查抽提系统密封性
1)安装样品管和冷凝管(请确保样品管和冷凝管干燥)
样品管口套上O型橡胶圈(注意在整个操作过程不要遗失),用广口螺帽套件将样品管安装在广口螺帽口上,拧紧过程中不要过度用力,以防破坏上部的玻璃真空管件,上紧时一只手抓住上部玻璃抽提件,一手缓慢上紧(不用过紧)。安装样品管时,请尽量将样品管口靠近玻璃抽提件,以防止抽真空时,样品管突然吸起,撞坏玻璃抽提件。
同理冷凝管套上O型橡胶圈,用窄口螺帽套件将冷凝管安装在窄口螺帽上,小心拧紧。冷凝管口应尽量靠近玻璃抽提件下部,以防止过高水分无法抽提过来。
2)打开真空泵电源开关,打开挡板阀,给设备抽真空。在主气路能达到实验要求的真空值(3.9pa以下),依次分别给5路分支通道抽真空,即打开逐一打开5个通道的真空玻璃阀,注意打开玻璃真空阀芯(拧动玻璃阀时要双手配合,一手握住玻璃阀的阀体,一手旋转阀芯)。如果打开其中一个玻璃阀时,真空无法下降,将该通道非常有可能没有密封好。当所有5个阀门都打开,系统真空度达到3.9pa以下,且在关闭高真空挡板阀和真空泵时以0.01~0.02pa /s速率上升为密封良好。如果长时间真空不下降,达不到实验值,或漏率过快需要重新安装检查。重新安装检查时需要关闭依次关闭打开玻璃真空阀,挡板阀和真空泵电源开关。
3)真空测试合格后,关闭玻璃真空阀、挡板阀和真空泵电源开关。在关闭玻璃真空阀过程中只要稍微用力拧紧就可以达到密封效果,用力太大会损坏玻璃阀的前端脆弱的头部。真空测试合格后,只取下样品管装样,冷凝管将不再动。
3.2 样品装入
1)土壤样品,用样品勺将样品小心放入样品瓶中,防止散落在样品瓶外,如不能马上抽提请盖紧瓶盖,放入冰箱冷藏。若样品瓶是刚从冰箱中取出的,上面有外界冷凝的水汽,则需要用纸擦干样品瓶外的水汽,避免外部水汽对抽提结果造成影响。土壤样品样品瓶口需要放一小团棉花盖住瓶口,以防在抽真空过程中土壤样品从样品瓶中迸出影响结果。
2)植物样品,建议直接用样品瓶采样,用采集样品瓶直接抽提。植物样品的样品瓶口一般则不需放入棉花。
取样品管,取样品管时先拧下广口螺帽套件,用指甲轻轻松动O型橡胶圈,空气进入样品管就可以轻松取下样品管。将装好的样品瓶放入样品管前,在样品管底部放入一小团棉花,目的是防止在抽真空过程中,样品瓶可能弹起来导致玻璃破裂损坏。按前面所述,3.1.1“安装样品管和冷凝管过程”安装样品管。
3.3 样品冷冻
把5组样品装完,并确认所有玻璃真空阀门关闭后,立即用装有少量液氮的液氮杯套入样品管,用液氮转移瓶添加液氮,放置木块逐渐抬高液氮杯,使冷冻的过程中液氮始终没过整个样品瓶及棉花。保持冷冻一段时间,土壤样品冷冻15分钟左右,植物样品冷冻10分钟左右。
3.4 真空测试
按照上述3.1“检查抽提系统密封性”过程进行系统真空测试。如果真空测试合格,请立即移下液氮杯,套上加热管(如果加热试管不能牢固套在样品管上,可把加热管捏扁一些在套),加热管放置的高度应超过样品瓶或棉花的高度。如果在套好加热管后系统的真空值没有明显变化,则继续其他通道的真空密封性测试。
若抽真空不能达到实验要求,或关闭真空挡板阀后气压上升非常快,或在套加热管时气压上升明显,说明设备漏气严重。这可能是因为广口螺帽没有拧紧,需要确认拧紧后再重新抽真空;也有可能是因为密封O型圈脏了,需用酒精擦或真空硅油脂擦拭。
3.5 水分冷凝
打开温控器系统总电源及控制各通道的电源开关,加热升温,同时将液氮冷却瓶套入冷凝管进行水分冷凝。注意要依据冷凝管内水分冷凝的速度慢慢升高液氮冷却瓶的高度并适时补加液氮。刚开始时应保持液氮冷却瓶中的上水平面与冷凝管下面是相切的,随着管内水分不断的冷凝,缓缓升高液氮冷却瓶,要保证冷却管内水分冻得实成后再升高液氮面,目的是使冷凝管内尽量更多的装满水分,否则若迅速提高液氮高度则容易导致冷凝管上部冷凝而下部为空的,最后很有可能导致一个冷凝管无法装入抽提的水分,对进一步抽提带来不便。
3.6 结束
当分支玻璃阀门以下、样品管上部到冷凝管之间的玻璃管壁部分无冷凝水,且冷凝管下部冷冻成冰、上部无冷凝水时,根据所作样品种类再适当延长一段时间即可结束水分冷凝收集,此过程约需要1~2小时,甚至更长时间。
取下液氮杯,拧开窄口螺帽,通过用指甲剥下密封O型圆圈来取下冷凝管,立刻用封口膜将冷凝管封住,放入冰箱,过段时间固态融化为液态。
取下样品管,对样品瓶进行称重。如果样品管内有脏物,请清洗,以免影响下次抽提效果。
其它注意事项
4在实验的不同阶段系统漏气会有哪些现象?
1) 在抽真空测试系统密封性时,如果系统漏气,气压下降很慢,不能抽到实验要求的真空值以下,或在抽到实验要求的真空值以后关闭真空挡板阀后气压上升非常快;此时应该检查出漏气原因,解决后继续测试。
2) 在冷凝提取水分时,如果系统漏气,在样品管的顶端会积聚大量水珠,在冷凝管端却不能收集到水分;此时样品报废。
5发现漏气后应如何处理,哪些情况可能导致漏气?
1) 样品管和冷凝管密封处的广口螺帽没有拧紧,在拧紧前没有让O型圈对正螺口,或O型圈表面或螺口面很脏有异物贴在上面。
2) 系统接头部位因长时间没有保养,接头连接处的固定螺帽或卡砸松动,内部O型圈脏了。
3) 在系统的密封性良好情况下,如果系统里面有液态水堆积,也会导致出现漏气现象。
4) 真空泵内泵油被污染,或泵腔内油量过少,真空泵抽气能力下降也会出现漏气现象。