[发明专利]一种提高水体中溶解气体浓度测量准确性的方法

说明书

本发明公开了一种提高水体中溶解气体浓度测量准确性的方法，在采集完水样后，立即用便携式溶解氧测定仪对原位水体进行测量，同时量测此时原位水体的水温和盐度，记录采样同时刻的大气压，根据这些数据，采用Weiss公式计算出水样的理想保存温度，将水样瓶放入控温设备并将控温设备的温度调节至理想保存温度，以进行长距离的运输和长时间的保存。本发明解决了现有从野外采集水样进入实验室内直接用膜进样质谱仪测量水样中溶解气体浓度存在的准确性不够高的问题，使野外采集的水样在保存和运输至实验室测量过程中能够尽可能地保持采集地水体中原始溶解气体的含量，减少外界因素的扰动影响，提高溶解气体浓度和饱和度测量的准确性。

技术领域

本发明属于水体中溶解气体测量领域，具体涉及一种提高水体中溶解气体测量准确性的方法。

背景技术

水体中溶解气体主要为溶解氮和溶解氧等。由于高坝泄水，下游水体中的溶解氮和溶解氧通常会过饱和，而水中溶解气体过饱和通常会导致鱼类患气泡病，严重可能导致死亡；各种水体污染会导致水体溶解氧较低，水体发黑发臭，导致水环境恶化。不管是水体中含溶解气体过饱和，还是溶解气体欠饱和，都将导致水环境问题。

为了评估水体中溶解气体的影响，并为使水体溶解气体水平恢复正常的技术和预报预警提供科学依据，准确测量水体中溶解气体的饱和度是亟需解决的问题。总溶解气体饱和度现有的测量方法主要由便携式测量仪器PT4测定，无法通过膜进样质谱仪(MIMS)直接测定；目前水中溶解氧的测定方法有多种，如GB/T11913-1989、ISO5814-1984中的电化学法，ASTMD5543-1999中的比色法，GB/T7489-1989中的碘量法，以及膜进样质谱仪(MIMS)方法测定。其中，膜进样质谱仪(MIMS)利用装有气体过滤膜系统的取样探针或循环水取样器从液体中直接将溶解在其中的气体吸入质谱仪真空分析室，经过离子化，由质谱仪检测器得出气体组成和含量信息。膜进样质谱仪(MIMS)具有样品测定快、精密度高、操作简单的特点。此外，溶解氮目前只能通过膜进样质谱仪(MIMS)测量。

由于膜进样质谱仪体型较大，较为精密且贵重，不适合于在野外、多个地点施测，需要采集水样于室内测量。膜进样质谱仪测试所需水样在从野外采样地点运输到实验室、以及在实施测量溶解气体的过程中，任何轻微的扰动都将影响最终的测量结果，这就涉及到如何科学地保存、运输和施测水样的问题。

根据文献，在某一特定的温度、气压和盐度的条件下，正常情况下水体中溶解气体的浓度，即溶解度是一个定值。过饱和指的是在该温度、气压和盐度的条件下水体中溶解的气体浓度大于溶解度；反之，欠饱和指的是在该温度、气压和盐度的条件下水体中溶解的气体浓度小于溶解度。而在运输和保存水样的过程中，温度是一个关键因素。水样采集地在野外各处，采集地温度往往都与室内测试地存在差异，并且在运输过程中，还会存在各种变化。因此温度因素是一个对溶解气体测量的准确性影响较大的因素，而同时也是控制难度较大的一个因素。此外，运输过程中震动，甚至长时间静置都将导致水样瓶中有气泡析出，从而导致过饱和水体过饱和程度降低；反之，欠饱和水体也可能复氧，导致饱和度靠近正常饱和态。

因此，有必要在采用膜进样质谱仪测量溶解气体的实验中，提出一种更贴近水样真实情况的溶解气体浓度的测量方法。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有从野外采集水样进入实验室内直接用膜进样质谱仪测量水样中溶解气体浓度准确性不高的问题，提供一种提高水体中溶解气体浓度测量准确性的方法，使野外采集的水样在保存和运输至实验室测量过程中能够保持采集地的原始溶解气含量(浓度)，减少外界因素的扰动影响，提高溶解气体浓度测量准确性。

本发明通过在采集和运输水样过程中，利用控制温度设备来保存、运输用于测量溶解气体的水样，即通过调整温度来使水样瓶内水体在保存和运输过程中溶解度与水样的实际溶解气体的浓度更为接近，削减外界对水体中溶解气体测量的影响。此外，采用膜进样质谱仪测量溶解气体时，提出了利用溶解氧和溶解氮的结果计算总溶解气体的新方法。