[发明专利]用于海水硝酸盐在线分析的螺旋型铜镉还原装置及其方法

说明书

本发明公开用于海水硝酸盐在线分析的螺旋型铜镉还原装置及其方法，其中用于海水硝酸盐在线分析的螺旋型铜镉还原装置包括气泡去除组件、铜镉还原组件和颗粒过滤组件，气泡去除组件有效避免气泡对铜镉还原柱的干扰，铜镉还原组件包括还原柱和镀铜镉粒，还原柱呈螺旋型，使海水样品与镀铜镉粒反应更加充分，颗粒过滤组件能够有效过滤经过填充的玻璃棉后仍然流出的小颗粒还原柱内部填充有镀铜镉粒，还原柱还带有缩口方便玻璃棉和镀铜镉粒装填，避免镀铜镉粒泄漏。

技术领域

本发明涉及海洋环境监测领域，具体涉及用于海水硝酸盐在线分析的螺旋型铜镉还原装置及其方法。

背景技术

硝酸盐是海水无机氮的一种主要存在形态，是海洋浮游动物和藻类生长所必须的营养物质，在海洋生物地球化学研究中具有重要意义。硝酸盐主要通过陆源排污、径流输入、大气沉降等途径输入海洋，随着人类活动加剧，近海海水出现富营养化，从而导致藻类和浮游生物大量繁殖，进而诱发赤潮，对海洋生态环境造成巨大破坏，严重影响了沿海居民的生活和沿海经济的发展，富营养化问题一直是国家海洋生态环境保护和治理关注的重点。因而，海水硝酸盐一直是海洋环境监测关注的重点参数。

海水硝酸盐监测方法主要有分光光度法、紫外吸收光谱法、离子色谱法等。其中分光光度法是最常用的方法，亦是国标GB17378.4-2007《海洋监测规范第4部分：海水分析》规定的标准方法，其方法原理是将海水中硝酸盐定量地还原为亚硝酸盐，然后基于重氮-偶氮分光光度法在543nm处测定得到亚硝酸盐总量，扣除原有亚硝酸盐含量，即可得到海水中硝酸盐含量。该方法中，硝酸盐还原装置是决定方法准确度的关键。目前主要有两种还原方式，即铜镉还原和锌镉还原。其中锌镉还原法操作比较繁琐，而铜镉还原法操作简便，还原装置可重复使用，数据结果稳定，因此铜镉还原法应用更为普遍；

铜镉还原装置一般是将一定粒径的镀铜镉粒填充于玻璃柱中制成铜镉还原柱，可用于手工分析亦可应用于在线流动分析。目前，商品化的铜镉还原装置主要有U型和直柱型两种，主要应用于污水及环境样品分析；海洋监测规范中一般使用自行填充的铜镉还原柱；如：“镉柱还原装置”专利号201920380912.4、“一种镉柱还原装置”专利号201520430437.9、“硝酸盐镉柱自动检测装置”专利号201420099619.8、“新型镉柱还原装置”专利号201620737830.7，这些装置通常应用于手工分析，具有较好的使用效果。但是随着海洋观测技术发展，流动在线分析已经逐渐成为主流观测技术，铜镉还原柱的还原效果通常受到镀铜镉粒粒径大小、样品流速、柱子直径和长度影响。当铜镉还原柱直径较大时，流动分析中样品会发生扩散导致结果偏差，因此还原柱直径应保持在较小范围内，填充的镀铜镉粒同样需要粒径较小，以保证紧密填充增加还原效率，因此实际应用于流动分析的铜镉还原柱直径较小且长度较长。已有的铜镉还原柱在实际使用中，主要存在的问题有：1为保证铜镉还原柱的还原效果，通常需要将还原柱制成较长的长度，而在长途运输及海上恶劣调查环境下，玻璃制铜镉还原柱很容易折断或者破碎；2当铜镉还原柱应用于流动分析时，还原柱需要竖直放置，样品从柱子下端泵入，再从柱子上端流出，可以使样品和镀铜镉粒充分接触，以得到较好的还原效果，而在实际应用中，经常会有气泡进入还原柱，气泡进入还原柱后很难排出，长期存在会影响铜镉还原柱的还原效率；3铜镉还原柱在长时间使用后，会有小颗粒流失，虽然常用的铜镉还原柱已在柱子两端填充有玻璃棉，但仍然会有小颗粒进入检测管路从而影响检测结果；因此需要一种新的铜镉还原装置来避免以上还原中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供用于海水硝酸盐在线分析的螺旋型铜镉还原装置及其方法，实现对铜镉还原柱还原效率的提高，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于海水硝酸盐在线分析的螺旋型铜镉还原装置，包括气泡去除组件、铜镉还原组件和颗粒过滤组件，铜镉还原组件包括还原柱，还原柱呈螺旋型；

气泡去除组件与铜镉还原组件的前端连接，颗粒过滤组件与铜镉还原组件的后端连接，气泡去除组件与进料管上端连接，颗粒过滤组件与出料管前端连接。