[发明专利]一种表层水体中溶解氧化亚氮连续观测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种温室气体的监测设备，尤其是涉及一种表层水体中溶解氧化亚氮连续观测系统。

背景技术

氧化亚氮气体对全球气候和大气化学过程均有重要影响。等物质量氧化亚氮的温室效应是二氧化碳的200～300倍。同时，其光化学产物NO在平流层中可与O₃反应，破坏大气臭氧层（Crutzen,1970）。IPCC报告AR4（2007）指出，大气中氧化亚氮浓度由工业革命前的270±1ppb上升至2006年的319ppb左右，并仍以每年0.25％左右的速度增长。仅在IPCC第三次报告（2001）和第四次报告(2007)间的6年，大气氧化亚氮分压增加约5ppb，相应辐射强迫增加11%。因此，在人类限制生产使用氟氯烃并致其大气浓度逐年下降的情况下，氧化亚氮不仅在温室效应贡献方面超越氟氯烃，成为第三大温室效应贡献气体，更成为21世纪最主要的臭氧层破坏气体（Ravishankara et al,2009）。

目前，国际上普遍采用气相色谱法GC-ECD或GC-MS对氧化亚氮进行检测，方法完全手动操作，从现场站点采样运回实验室、预处理、进样分析需要大量的人力和较长的时间，因此海区覆盖率、数据分辨率、时间连续性均难以达到准确估算海表甲烷时空分布、海气甲烷交换通量的要求。Butler等(1989)首次实现了将水-气平衡系统与气相色谱的联用，此后又有更多改进后的平衡器成功应用（Bange et al.,1994;Rehder and Suess,2001）。但是，气相色谱法需要消耗平衡系统中的一部分顶空气，导致平衡系统中水-气平衡被打断，不能实现真正意义上的连续测定。

发明内容

本发明的目的在于提出以现场快速、高分辨率的观测方式不会打破水汽平衡、连续自动观测水体中氧化亚氮的一种表层水体中溶解氧化亚氮连续观测系统。

本发明设有表层水泵、过滤设备、温度与盐度测量设备、流量控制器、水汽平衡器、温度探头、冷阱、气泵、防水电极、离轴积分腔输出光谱检测器、标准气钢瓶；

所述表层水泵的进水口安装在水下，表层水泵的出水口接过滤设备的入口，过滤设备的出口接温度与盐度测量设备，温度与盐度测量设备的出口接流量控制器的进口，流量控制器的出口接水汽平衡器，设于水汽平衡器上部的空气出口接冷阱的进口，温度探头设在水汽平衡器内，冷阱的出口接气泵的进口，气泵的出口接防水电极，防水电极的出口通过阀门分别接离轴积分腔输出光谱检测器的进口和标准气钢瓶的出口，离轴积分腔输出光谱检测器的输出端通过阀门接副平衡器，副平衡器设于水汽平衡器内的底部，水汽平衡器的底部设废水排出口。

所述表层水泵进水口可安装在船舶船艏水下1～5m处。

本发明的有益效果如下：

与目前其他的氧化亚氮观测设备相比，本发明具有操作简单、耗电低、坚固耐用等特点，是海上、野外现场等恶劣环境的理想工具。离轴积分腔输出光谱法是当今最先进的不消耗氧化亚氮而能实现连续自动化观测氧化亚氮浓度的仪器，本发明可以获得高精度的数据，稳定性好，可以实现长期的很少维护的自动运行，例如在航行的船舶或者浮标等平台上实现对水面、大气的大面积高分辨率的长时间尺度的连续观测。相较于目前的手工站点采样、运回实验室处理、分析其优势明显，节约大量劳动力，操作者自从安装后很少需要对其进行维护和操作，完全自动化。时间快速，检测系统可以实时显示当时、当地的氧化亚氮浓度，而带回实验室分析到出数据可能已经过了几个月甚至更长时间。另外，相对于其他种类的观测系统，本发明着重设计了检测系统进水的防护措施，除了冷阱除水蒸汽外，还设置了防水电极，为检测系统增加一道保险，确保系统安全。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明做详细的说明。

参见图1，本发明实施例设有表层水泵1、过滤设备2、温度与盐度测量设备3、流量控制器4、水汽平衡器5、温度探头6、冷阱7、气泵8、防水电极9、离轴积分腔输出光谱检测器10、标准气钢瓶11。