[发明专利]一种连续测定水体气泡释放通量的装置及方法

说明书

本发明公开了一种连续测定水体气泡释放通量的装置及方法，该装置包括收集器、密闭罐体和电路装置，密闭罐体为封闭的空心圆柱体，底部开有一个圆形小孔；圆形小孔的外部连接一段钢管，钢管的下方连接一个锥形漏斗；收集器为漏斗状结构，用于捕获水体中捕获区域内的气泡；锥形漏斗的敞口端与收集器的缩口端相连；圆形小孔的上方连接一根玻璃管，玻璃管的上端从密闭罐体的上方穿出；电路装置包括传感器、储存电路板和电池，传感器固定在玻璃管上，储存电路板和电池固定在密闭罐体的底部。本发明可以在水体中进行一个月左右的长时间序列连续监测，监测时间足够长，消除了短时间监测所产生的误差，提高了监测结果的准确性和可信度。

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，涉及到水环境，具体涉及一种连续测定水体气泡释放通量的装置及方法。

背景技术

水库库湾、湖泊等流速较小的自然水体底部沉积了大量的有机质和营养盐等，在微生物的作用下，经过一系列的水生物-水化学过程，沉积层中会产生各种气体，如二氧化碳、甲烷、氮气、一氧化二氮等。这些气体在沉积层中不断积累运移，当达到一定条件后，积累的气体会以气泡的形式从沉积层中冒出进入水体，并在浮力的作用下向上运动。

由于沉积层产生的如甲烷、一氧化二氮、二氧化碳等气体是温室气体，会造成气候变暖、海平面上升等巨大环境问题，一直以来都是科学家重点关注的科研领域；其他气体如氮气的产生则揭示了在厌氧条件下发生的反硝化作用、厌氧氨氧化、厌氧甲烷氧化等水体“脱氮”过程，在水体高度富营养化的今天，水体中营养盐含量的变化亦是当今研究的热点及重点问题，故而水体中气泡方面的研究在近些年越来越受到关注。

现有技术中存在的主要问题包括：由于进行原位观察时自然环境的多变和复杂性，气泡产生的时空分布不均匀、不确定性，若监测时间过短将不可避免地与实际情况产生误差，因此如何进行长序列连续监测将是准确测量气泡体积通量的关键。目前还未见这方面的装置及方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种连续测定水体气泡释放通量的装置及方法，该装置能够进行长时间序列监测，该方法能够测定目标水域水体气泡释放通量。

为此，本发明采用了以下技术方案：

一种连续测定水体气泡释放通量的装置，包括收集器、密闭罐体和电路装置，所述密闭罐体为封闭的空心圆柱体，底部开有一个圆形小孔；圆形小孔的外部连接一段钢管，钢管的下方连接一个锥形漏斗；所述收集器为漏斗状结构，用于捕获水体中捕获区域内的气泡；所述锥形漏斗的敞口端与收集器的缩口端相连；圆形小孔的上方连接一根玻璃管，玻璃管的上端从密闭罐体的上方穿出；所述电路装置位于密闭罐体的内部，包括传感器、储存电路板和电池，所述传感器固定在玻璃管上，所述储存电路板和电池固定在密闭罐体的底部。

优选地，所述密闭罐体的上方设有盖板，盖板与密闭罐体的上方边缘之间铺设一圈橡胶防水垫圈；所述盖板与密闭罐体通过螺栓固定拧紧；盖板的中间开有一个圆形小孔，直径与密闭罐体底部的圆形小孔相同，用于让玻璃管穿过；盖板的上方设有若干个吊环，用于吊起该连续测定水体气泡释放通量的装置。

优选地，所述盖板和吊环均为不锈钢材质，所述吊环焊接在盖板上；盖板的圆周上设有12个均布的螺栓孔，供螺栓穿过。

优选地，所述吊环共有三个，等距焊接于盖板上，用于连接绳子吊起整个装置。

优选地，所述玻璃管为有机玻璃材质，用于作为收集器收集到的气泡经过的通道；所述传感器用于探测气泡。

优选地，所述传感器上设有三组感应器，分别是第一感应器、第二感应器、第三感应器；当气泡经过玻璃管时被相应的感应器感应到，并记录下感应到的时间数据；所述时间数据被储存在储存电路板上，所述电池用于给电路装置供电。

优选地，所述密闭罐体、锥形漏斗均为不锈钢材质，所述收集器采用PVC材质防水塑料布。