[发明专利]原位连续长期测定高浊度水体中温室气体浓度的系统和方法、应用

说明书

本发明公开了一种原位连续长期测定高浊度水体中温室气体浓度的系统，包括：过滤器、隔膜泵、平衡腔、气体干燥管、温室气体测定仪、水管、气管。本发明还公开了一种基于上述系统的测定方法，包括：通过隔膜泵连续抽取待监测的水体，经过连接水管的过滤器去除大部分悬浮颗粒物，水样进入平衡腔之后，经过雾化喷头雾化成小水滴，进入平衡腔的液体体积超过固定高度后溢出，保持系统15分钟到达稳定状态之后，使用温室气体测定仪测定平衡腔顶部空气中温室气体的浓度，通过计算可以转化为当前时间水中的温室气体浓度。本发明还公开了一种上述系统和方法在原位连续测定高浊度水体中温室气体浓度中的应用。

技术领域

本发明属于环境领域，涉及一种原位连续长期测定高浊度水体中温室气体浓度的系统和方法。

背景技术

在全球气候变化及人类活动的共同影响下，水环境面临的问题日益严峻，逐年增加的赤潮与富营养化问题为水资源的近况敲响警钟。在国家的推动与号召下，各级地方政府对水环境的保护和恢复工作日益重视，对环境水质的长期连续监测可用于探究水环境的变化规律与影响因素，给合理利用水资源提供重要参考。

水中溶解的温室气体，如CO₂，CH₄，N₂O，其浓度是研究湿地、河流、湖泊、水库等水环境初级生产力及微生物活动的重要参数，对环境监测及大气温室气体研究有重要意义。现有的测定水体中温室气体的方法主要是根据研究目的，在一定的区域与时间内采集水样，在实验室中通过氮气置换水样，将充满固定体积氮气和样品混合物持续震荡，待水中溶解的气体逸出到顶部空气中的速率与气体溶解的速率相等，即达到气体交换的平衡后，抽取顶部空气中的气体，使用气相色谱测定相应温室气体的浓度。该方法要求严格的采样过程与采样环境，复杂的前处理过程，但是依然难以避免人为操作不当或样品运输、储存对温室气体的测定造成影响。此外，传统方法样品测试时间长，价格昂贵，极大地限制了样品测定的数量，低频率的数据结果很难对温室气体动态变化过程有准确认识。部分温室气体原位观测系统可用于开阔大洋及洁净的地下水，但是对于湖泊、湿地及近岸等收到陆地径流影响的水系统，现有的观测系统往往面临严重的沾污、堵塞，影响观测效果。

因此，发明一种原位连续测定高浊度水体中温室气体浓度的系统和方法，对于环境水体水质监测，以及评估水体对大气温室气体影响具有十分重要的意义。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供了一种原位连续测定高浊度水体中温室气体浓度的系统和方法，可以实现温室气体原位连续、高频率测定。

本发明提供了一种原位连续测定高浊度水体中温室气体浓度的系统，包括：

过滤器、隔膜泵、平衡腔、气体干燥管、温室气体测定仪、水管、气管；

其中，所述过滤器用于过滤检测水体样品的杂质；

所述隔膜泵用于为检测水体样品的抽取提供动力；

所述平衡腔利用雾化喷头，加速水体样品中溶解的气体与其顶部气体交换，待气体交换平衡后，顶空气体用于后续测试；

所述气体干燥管用于干燥从平衡腔顶部排出的空气，送入温室气体测定仪中；

所述温室气体测定仪用于检测平衡腔顶部空气经气体干燥管干燥后的温室气体的浓度；

所述水管用于将水体样品输入到平衡腔中；水流速度为3-3.5L/min；优选地，为3.25L/min；

所述气管用于系统中气体的输送流通；气流速度为0.8-1L/min；优选地，为0.9L/min。

所述过滤器整体为不锈钢圆柱结构，直径为10cm，高为12cm；包括：过滤器过滤网、过滤器封底、过滤器顶盖、过滤器出水口；

所述过滤器过滤网为500目不锈钢褶皱过滤网；

所述过滤器封底封口；过滤器顶盖开口；