[发明专利]一种湖、库水体释放温室气体的采集装置及释放速率分析方法

说明书

技术领域

本发明属于实验仪器设备领域，涉及一种采集湖、库水体释放温室气体（CO₂、CH₄、N₂O等）的装置及释放速率分析方法，特别涉及了一种能够用于湖泊和水库水面释放的温室气体的采集装置，以及分析气体释放速率的方法。

背景技术

近年来，全球的气候呈现异端变化趋势，这将给人类及生态系统带来毁灭性破坏，包括冰川消融、海平面上升、旱涝灾害增加等等。而大气中温室气体（CO₂、CH₄、N₂O等）的不断增多，是导致气候变暖的决定性因素。温室气体能够吸收太阳光中的长波辐射并再反射回地球，从而减少向外层空间的能量净排放，导致大气层和地球表面温度升高。

我国湖泊众多，天然湖泊共有2000多个，而湖泊又是大气中温室气体的重要排放源。研究表明，大部分湖泊中的CO₂和CH₄相对于大气是过饱和的，在冬季，湖泊水体会蓄积大量的CO₂和CH₄，并在春夏季的融冰季节大量的释放到大气中。同时，由于人类对湖泊强烈的干扰行为，加剧了温室气体排放。研究从湖泊中释放的温室气体通量，是了解湖泊气体动力学及温室效应现象的重要方向，而湖泊与大气的水—气界面则是温室气体释放的重要界面。

不同于土壤等稳定的载体，水—气界面温室气体的采集存在如下难点：

1.由于湖泊特殊的空间位置，采气过程必须在船上作业，这无疑增加了采气的难度，并要求采气过程操作简单，装置使用方便；

2.水体的流动性、温度、风向这些因素都极大制约着采气过程，如何保证采气装置的稳定性及密封性是必须要面对的问题。

发明内容

要解决的技术问题

针对现有技术的水—气界面温室气体的采集困难的问题，本发明提供了一种采集湖、库水体释放温室气体的装置及释放速率分析方法，该装置结构简单，该方法操作方便，有较好的稳定性及密封性，能够真实的采集从湖泊释放出的温室气体。

技术方案

本发明的是通过以下技术实现的：

本发明的一种湖、库水体释放温室气体的采集装置，它包括水上气体收集系统、气样采集系统；所述的水上气体收集系统由PVC桶、救生圈组成，所述的PVC桶倒置在救生圈内，所述PVC桶的桶口与救生圈下沿重合，所述的气体采集系统包括采气管、三通阀、抽吸气塑料针筒及铝箔真空袋，所述的采气管一端连通所述PVC桶的顶部，所述的采气管的另一端、抽吸气塑料针筒、铝箔真空袋分别与三通阀的阀门Ⅰ、阀门Ⅱ、阀门Ⅲ连通。所述的抽吸气塑料针筒及铝箔真空袋大小容量根据实际需要而定。通过三通阀阀门的开启及关闭，使用抽吸气塑料针筒抽取水上气体收集装置中的温室气体，并打入真空的铝箔袋中保存，带回实验室进行气样的成份及含量分析。

沿所述的PVC桶的桶口下端边缘周侧胶合有一圈密封气囊。可以有效的密封桶口和水面。

所述的救生圈和PVC桶之间的缝隙处设置有起密封作用的密封板。通过密封板密封，形成一个半封闭的漂浮式静态箱。采集气体样品的过程中，水上气体收集系统与湖泊水体组合成一个密封系统，用来聚集并暂时保存从水体中释放的温室气体。

所述的采气管为透明硅胶管。所述的采气管包括左、右两个采气支管。

所述的PVC桶的外表面覆盖有保温隔热系统，所述的保温隔热系统由泡沫保温层及反光膜组成。所述的泡沫保温层用于保持桶内的温度，防止日光暴晒影响PVC桶内温室气体的聚集；所述的反光膜覆盖在泡沫保温层的外层，用于反射太阳光线，以保持桶内温度稳定。

它还包括固定铅块，所述的固定铅块通过绳子捆绑均匀分布在救生圈的底面上。所述的固定铅块用于稳定装置。

它还包括固定绳，所述固定绳的一端固定在在救生圈上，另一端为自由端。所述的固定绳一端系在救生圈上，另一端系在测量船的栏杆等处，也用于固定装置。

它还包括集气扇，所述集气扇安装在PVC桶的内侧顶部，扇叶朝上，与电池盒电路连接。通过电池盒供电，通电后集气扇转动，可以在桶内形成气体环流，用于桶内气体的混合及采集。

本发明的一种湖、库水体释放温室气体的释放速率分析方法，使用以上所述的装置分析温室气体释放速率，具体步骤如下：