[实用新型]海水中多种溶解态气体现场检测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于海水化学分析技术领域，具体涉及一种海水中多种溶解态气体现场检测系统。

背景技术

海底热液活动会喷出大量的H₂、CH₄、CO₂和H₂S等气体，天然气水合物的扰动分解也会释放出大量的CH₄等烃类气体，从而导致海水中出现气体的异常高含量分布。通过快速探测和追踪这些示踪性气体的异常分布特征，可为寻找海底热液硫化物和天然气水合物等资源提供快速而有效的线索。

海水溶解气体的采样首先需要获得海水样品，目前国内海上调查中常用CTD(温盐深仪)采水系统获得。该系统所携带的采水瓶不具有保气密封性能，若海水中气体浓度较高或采集到的海水在甲板上停留时间太长，则海水中部分溶解气体可能会有散失或逃逸。国外在热液流体的采样中常使用一种保气保压采样器，但该采样器制作过程繁琐，所需费用较高，而且需要借助水下机器人来操作。浙江大学研制成功的一种深海气密采水瓶，可实现海水中溶解态气体的气密采样。

通常在海上获得的海水样品需要经过转移至特殊的装置中才能进行测试分析，如顶空瓶或吹扫瓶等，再通过顶空法或吹扫捕集方法对样品进行前处理，顶空法操作简便，但是顶空法不能浓缩样品，对于含量低的气体测试结果不理想。吹扫捕集技术可对样品实现预浓缩，其原理是利用吹扫气吹扫样品，将待测物从液相转移进入气相，并被吹扫气带入捕集阱进行吸附捕集，根据分离富集目标的不同，可选择不同的吸附剂和吸附条件。吹扫捕集技术具有取样量少，富集效率高，受基体干扰小，容易实现在线检测，以及样品前处理无需使用试剂，对环境不造成二次污染等优点。但上述两种方法在对样品的转移过程中，均易造成样品的污染和损失，而且操作过程较复杂。

对溶解态气体的测试可以采用不同的方法，如气相色谱法、红外法、重量法等，其中气相色谱法灵敏度较高，而且利用二维或多维色谱技术，还可以同时对多种气体组分进行分析。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种海水中多种溶解气体现场检测系统，为深海多种溶解态气体的采样、预浓缩、分析测试提供一种方便、快速的一体化设备。

本实用新型提出的海水中多种溶解气体现场检测系统，由气密采水瓶1、低温捕集装置2、多维气相色谱仪3和六通阀4组成，其中：吹扫气管道与第一三通阀5的第一端口51相连，气密采水瓶1的下端口11与第一三通阀5的第二端口52通过管道相连，第一三通阀5的第三端口53与第二三通阀6的第三端口63通过管道连接，气密采水瓶1的上端口12与六通阀4的第一端口41通过管道相连，低温捕集装置2的下端口21与六通阀4的第二端口42通过管道相连，低温捕集装置2的上端口22与六通阀4的第五端口45通过管道相连，低温捕集装置2外设有液氮套管，液氮套管的上、下两端分别设有液氮出口24和液氮入口23，液氮入口23与液氮泵7相连；六通阀4第四端口44与多维气相色谱仪载气相连，多维气相色谱仪3的进样口31与六通阀4的第三端口43通过管道相连。

本实用新型中，气密采水瓶1为装有压力自适应平衡的气密采水瓶。

本实用新型中，低温捕集装置2为一种可实现多种气体同时捕集的低温捕集装置。

本实用新型中，多维气相色谱仪3为安装有三个检测器、两根色谱柱的多维气相色谱仪。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型为海洋多种溶解态气体的同时测试提供了方便，形成了海上溶解态气体的采样-预浓缩-测试的一体化设备。直接对采水瓶进行吹扫，避免了气体组分在水样转移过程中的污染和损失，低温捕集装置和多维气相色谱仪可以完成同时对多种气体组分的预浓缩和测试。本实用新型不仅有助于在船上快速查明溶解态气体的时空变化特征，为海上现场探寻热液硫化物和天然气水合物等资源提供有效的线索和依据；而且可为研究海洋中溶解态气体的生物地球化学过程和机理，监测、评价海水环境等提供设备保障和技术平台。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图。