[实用新型]确定水体温室气体排放通量的便携式静态箱

说明书

技术领域

本实用新型属于生态环境保护领域，涉及一种确定水体温室气体排放通量的便携式静态箱。

背景技术

地球气候变暖是当前全球关注的研究热点问题之一，人类活动导致的CO₂、N₂O等温室气体排放量逐年增加，河流、海洋以及污水生物处理过程已成为大气中温室气体的一个重要来源。

气体通量是指单位时间、单位面积上相应气体的变化量，正值表示气体从土壤或水体中向大气排放，负值表示土壤或水体吸收消耗大气中的相应气体。与陆地生态系统温室气体释放的测定方法相比，水体温室气体的测定方法存在很多差异。从测量原理来说，针对水体温室气体排放研究的方法主要分为4类：

(1)通过测量水中溶解气体浓度计算温室气体排放通量；

(2)通过测量水表面上方温室气体的累积浓度来计算温室气体排放通量；

(3)通过测量穿过水-气界面的温室气体来计算温室气体排放通量；

(4)根据负荷、流量、温度和风速等模型模拟估算温室气体排放通量。

目前应用最广、最为成熟的是通过测量水-气界面的温室气体来计算温室气体排放通量，即通量箱法(浮箱法)，通量箱法可分为静态与动态通量箱两种。其中静态箱法操作相对简单、成本较低，对被测区域没有太多限制。但其应用局限于点的监测，在进行大范围、全区域的温室气体排放计算时，需要作一些条件假定，如测量值在外推到整个区域时，通常需假定该区域水体具有理化及生物地球特征的同一性等。影响浮箱法测量精度的因素其主要表现为5个方面：1.目前的浮箱多是直接将箱体浮于水体表面，但是由于水面的波动，箱内顶部气体体积不断变化；2.随着气体在箱内聚集，必然导致箱内压力增加，从而降低气体释放速率；3.目前浮箱多为浮筒形，深径比较大，浮箱内以及抽取气体的导管内气体难以完全混合均匀；4.浮箱放在水面时对水体表面的扰动影响。由于风力、降雨等因素的影响，箱体内外水体动力学差别较大；5.目前的浮箱由薄金属片做成，由于金属片的良好导热、吸热性，圆桶在水面长时间放置，在阳光的照射下，箱内外会形成温差而导致水-气界面的气体交换与自然状况下产生一定的差异。另外，浮箱法测量通常需要在无雨期进行，因此对测量区域的全时段温室气体排放评估带来很大的局限性。与自动仪表相连的浮箱可以在一定程度上避免人为操作带来的误差，但是仍然可能存在上述4个方面因素带来的测量误差。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有静态箱技术的不足，提供一种确定水体温室气体排放通量的便携式静态箱。

为达到以上目的，本实用新型的解决方案是：

一种确定水体温室气体排放通量的便携式静态箱，其包括：

箱体，其包括柱体和半球体顶盖，半球体顶盖固定于柱体上部，柱体底部为未封闭的敞口结构；

第一温度探头，设置于半球体顶盖壁面上，并通过导线与箱体外部的温度测定仪相连；

第二温度探头，设置于柱体壁面上，并通过导线与箱体外部的温度测定仪相连；

液位计探头，设置于柱体壁面上，并通过导线与箱体外部的液位测定仪相连；

气体平衡袋，设置于半球体顶盖侧壁上，其出口与软管相连并伸出箱体外；

气体采样嘴，设置于半球体顶盖侧壁上，其与箱体外部的气体采样装置相连；

液体采样嘴，设置于半球体顶盖侧壁上并深入液面下5cm，其与箱体外部的液体采样装置相连；

支架，设置于箱体内，位于半球体顶盖和柱体的连接处；

圈状气囊，设置于支架对应位置的箱体外部；

箱体连接固定装置，设置于支架对应位置的箱体外部。

进一步，所述半球体顶盖的顶部中心设有微型风扇。

所述软管直径为8mm，且固定于箱体外壁上，缠绕箱体外壁2周以上。

所述气体采样嘴与第一温度探头位于同一水平位置。

所述圈状气囊设置有气嘴。

所述箱体连接固定装置为连接环。

所述气体平衡袋选用薄膜塑料制作，其体积大于测定时间内测定面积释放气体体积。

所述半球型顶盖采用有机玻璃材质制作。

由于采用了以上技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型由于选择了球形箱体，顶部设置微型风扇，取样时打开风扇，等待时关闭风扇，从而可以保证箱体内部气体混合均匀，提高采样的可靠性。