[发明专利]用于水体释放气体气相测定的进样装置

说明书

技术领域

本发明涉及环境监测领域，特别是涉及水体环境监测领域，更为具体的说是涉及一种用于水体释放气体气相测定的进样装置。

 

背景技术

水体除了会有甲烷等温室气体排放外，光合作用会释放氧气，硝化反硝化过程会释放出氮气和氧化亚氮气体。其中，氮气释放可能是水体尤其是富营养化水体脱氮实现净化的重要途径之一。深入研究富营养化水体释放氮气体的规律，对于温室气体排放以及富营养化水体的脱氮净化有重要意义。要实现水体释放气体的原位直接采集和研究，首先就要解决样品的收集方式和测定方法问题。空气中含有78%的氮气和21%的氧气，而且扩散与流动性极强，极易引起样品污染，所以必须有特定的方法和严格的防渗漏措施，才能保证样品收集和测定过程中不受空气的渗漏污染。

对于气体样品的收集方法，常见有真空气袋法、真空瓶法,为了保证收集气体免受空气污染，因此这两种采气装置在采气前，均需经真空处理，操作复杂且要求高，真空抽气设施和真空气袋、具有特种密封塞口的真空瓶的代价也较高，而且野外复杂环境尤其是水面作业条件下操作时难度更大。其次，真空气袋和真空瓶的功能仅限于气体采集过程。当后续进行色谱分析时，特别是精密分析时，必须将气体样品抽出，此时极容易产生二次污染。同时，利用其也不能实现样品整体体积的精确测定；第三，对于水体释放气体的研究已经深入到水底和底泥的气体释放，气体收集装置内经常会有泥质和藻类等杂物附着，真空采气袋和真空瓶所借助的针形采样器在采样过程中极易堵塞，显然不适合于这种条件下的气体收集。

另外，对于气体样品的检测如氮气、氧气、甲烷这类气体，采用气相色谱进行精确分析的技术已经比较完备，基于六通阀和十通阀的阀式进样系统使得进样量的精确性得到保证。然而，要实现对样品的精确分析，首先需要将特定体积样品精确无渗漏的输入气相色谱的进样系统内。但是，针对氮气这种空气中含量高，容易在进样过程中易发生污染的气体来说，顶空进样方法、在线进样和直接水样注射法均不能直接用于常压气体样品的直接进样。

 

发明内容

为了实现水体释放气体尤其是氮气释放的原位研究，解决水体释放气体的野外原位直接收集、精确定量和精准体积地向气相色谱无干扰精确进样的问题。本发明公开了一种用于水体释放气体气相测定的进样装置，以便更方便、准确地实现水体释放气体的检测，尤其是氮气等容易被空气污染的气体样品的检测。

我们公开了一种用于水体释放气体气相测定的进样装置，包括气相色谱仪进样口，还包括收集有水体释放气体的集气瓶，所述集气瓶瓶口被开设有两个插入孔的瓶塞封闭；还包括有储水罐，所述储水罐的底部开设有出水口，并通过进水管与集气瓶连通，所述进水管通过瓶塞上的插入孔插入至集气瓶底部，所述进水管上还设置有水阀；还包括有进样管道，所述进样管道一端通过瓶塞上的插入孔设置于集气瓶瓶口处，另一端与气相色谱仪进样口连通。

从而形成了相互连通的储水罐、集气瓶、气相色谱仪。储水罐与集气瓶之间通过进水管连通，集气瓶与气相色谱仪，具体说是气相色谱仪的进样口之间通过进样管道连通，进而形成一个完整的连通结构。

由于进水管的端口与进样管道的端口在集气瓶中的位置是不同的，具体来说，由于进水管的端口是位于集气瓶的底部的，所以储水罐中的水通过进水管进入到集气瓶的底部，形成高度逐渐增加的水液层；而进样管道的端口位于集气瓶的瓶口处，因此，其不会被水液干涉，集气瓶中的气体由此直接进入到气相色谱仪中，无需进一步增加由集气瓶中取样的过程，避免了在这一流程中极容易出现的空气污染样品的问题。

而传统的方式中，均有取样——进样这一过程，因此，为了保证这一流程中样品不被污染，一般都是采用极其苛刻的取样——进样条件。对于氮气，这种在空气中含量非常高的样品来说，其条件可想而知，因此其进样的精确性更值得怀疑，同时为了保证精确取样、进样所付出的的条件设备成本也是极大的。

进一步地，我们还公开了所述进样管道上还设置有干燥硅胶管。由于在不断的进样过程中，可能携带有微量的水汽，因此在进样管道上设置有干燥硅胶管可以吸收残留在管道中的水分，保证进入气相色谱仪样品的干燥状态。

更近一步地，我们还公开了所述进样管道上还设置有蠕动泵。这样做的目的是提供一个冗余的动力系统，当水压不足以将气体压入时，利用蠕动泵的动力将气体传入至气相色谱仪。

同时，我们还公开了所述进水管的端头距离集气瓶底部0.5~1.5厘米。进而保证水压对气体作用的有效性。