[发明专利]一种可调节参数的人工湿地气体取样装置与测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及水环境治理领域，更具体涉及一种可调节参数的人工湿地气体取样的方法，同时还涉及一种人工湿地气体取样装置，适合人工湿地运行过程中所释放气体的收集与检测，并能根据外界气候条件改变方法参数，为调整湿地运行方式提供理论参考，便于及时掌握人工湿地运行状态。

背景技术

人工湿地是人为设计的类似自然湿地的一种污水处理工艺，常用于净化，如生活污水、工业废水、暴雨径流、灌溉污水以及垃圾渗滤液等，来自点源和非点源的污染水体。人工湿地通过基质截留、生物累积从污染水体中有效去除污染物质。在此过程中，人工湿地固定大量外源碳，有助于改善气候恶化现状。然而，这一过程带来的副作用是人工湿地会释放温室气体，比如CH₄，CO₂，N₂O。

人工湿地用于水处理之外，还可作为休闲去处，用于生态防洪、调控气候，产生诸多环境效益。那么，因为人工湿地释放温室气体，而不去修建、维护人工湿地，是一种目光短浅的行为。而人工湿地运行时，由于水力负荷、营养条件、运行方式、气候环境的差异，其温室气体的释放量会有显著差异，对于不同条件下如何有效收集人工湿地产生的气体，以及如何准确的检测其释放量的大小，以判断其运行状态是否良好及开展相关科学研究，是亟待解决的问题。

以往人工湿地气体通量研究中气体收集方法，多为单一条件下使用的静态气箱法，或者开放系统下的协方差算法，以计算不同尺度湿地的气体通量大小。前者受限于使用条件单一，并不能准确反映年尺度以上气通量随植物生长的变化，同时，往往收集方法参数确定后无法更改，否则影响后续测定结果的准确性。后者需要架设专用设备，占地面积较大，影响湿地中植物的种植，且费用高昂。那么，急需一种造价合适、可用于不同条件的人工湿地气体取样装置，以满足检测的要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是在于提供了一种可调节参数的人工湿地气体取样的方法，方法易行，操作简便，确保收集方法的可靠性和准确性。本方法及时分析人工湿地运行状态，为减少温室气体的排放提供理论依据。

本发明的另一个目的是在于提供了一种可调节参数的人工湿地气体取样的装置，结构简单，使用方便，能实时收集人工湿地释放的气体，可根据植物的高度改变装置高度，并采用可调节转速的风扇以适应不同取样条件，确保收集的可靠性和准确性。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种可调节参数的人工湿地气体取样的方法，其步骤是：

A、将一种可调节参数的人工湿地气体取样的装置预埋，将底座埋入预设点，罩住植物，可埋入湿地表层10～15cm处。装置埋入后，要求湿地水位没过装置底座，保证液封效果。

B、气体取样，根据需求选择取样筒数，和风扇流速大小。根据确定的取样筒体积，抽取5％或以下体积数的气体样品，保存于气样袋或者针筒中，置于26L的ESKY户外便携冷藏盒保温箱及时送回实验室测定。

C、根据气体检测结果对人工湿地运行条件等进行相应调整，如N₂O通量值过高(如1mgN/m²×min)，可及时补充外源碳以减缓N₂O的排放；若遇到CH₄通量过高(如5mgC/m²×min)，可降低湿地水位。将湿地的运行管理，与其生态效应结合起来，更直观的监测其运行状态。通过实测湿地在净化水质同时，向环境中释放的温室气体含量，为是否需要调控提供依据。

一种可调节参数的人工湿地气体取样装置，它由装有Aerocool USB风扇调速器、1/8规格二通阀取样口、4分外丝固定金属温度计(wss-311)；风扇、H型套筒管、底座固定螺母、50cm高、直径16cm的PVC圆形取样筒、固定底座、DN160PVC堵头组成，其连接关系是：固定底座和取样筒通过底座固定螺母固定，作为装置底部，起支撑作用。另外，取样筒可通过H型套筒管叠加连接，以满足不同植物高度的需要；取样筒下部与固定底座通过底座固定螺母连接，底座固定螺母在取样筒上相隔90°分布。PVC圆形堵头安装于装置顶部，其中间位置装有1/8规格二通阀取样口；9.PVC圆形堵头里装有风扇与风扇调速器，风扇调速器的气压平衡管连接电源。4分外丝固定金属温度计与4分内丝PVC堵头连接并固定在DN160PVC堵头上。整个装置通过底座预埋于人工湿地中，底座埋深为10～15cm，然后水面没过基质，以达到液封效果，根据需要选择筒体数和风扇流速进行取样。