[發明專利]用于水體釋放氣體氣相測定的進樣裝置

有效

• 申請號: 201410038412.4
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103792310A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 劉新紅;高巖;張振華;王紅蓮;易能;范如芹;王巖;嚴少華
• 申請（專利權）人: 江蘇省農業科學院
• 主分類號: G01N30/16
• 分類號: G01N30/16
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 張慧清

技術領域

本發明涉及環境監測領域，特別是涉及水體環境監測領域，更為具體的說是涉及一種用于水體釋放氣體氣相測定的進樣裝置。

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背景技術

水體除了會有甲烷等溫室氣體排放外，光合作用會釋放氧氣，硝化反硝化過程會釋放出氮氣和氧化亞氮氣體。其中，氮氣釋放可能是水體尤其是富營養化水體脫氮實現凈化的重要途徑之一。深入研究富營養化水體釋放氮氣體的規律，對于溫室氣體排放以及富營養化水體的脫氮凈化有重要意義。要實現水體釋放氣體的原位直接采集和研究，首先就要解決樣品的收集方式和測定方法問題。空氣中含有78%的氮氣和21%的氧氣，而且擴散與流動性極強，極易引起樣品污染，所以必須有特定的方法和嚴格的防滲漏措施，才能保證樣品收集和測定過程中不受空氣的滲漏污染。

對于氣體樣品的收集方法，常見有真空氣袋法、真空瓶法,為了保證收集氣體免受空氣污染，因此這兩種采氣裝置在采氣前，均需經真空處理，操作復雜且要求高，真空抽氣設施和真空氣袋、具有特種密封塞口的真空瓶的代價也較高，而且野外復雜環境尤其是水面作業條件下操作時難度更大。其次，真空氣袋和真空瓶的功能僅限于氣體采集過程。當后續進行色譜分析時，特別是精密分析時，必須將氣體樣品抽出，此時極容易產生二次污染。同時，利用其也不能實現樣品整體體積的精確測定；第三，對于水體釋放氣體的研究已經深入到水底和底泥的氣體釋放，氣體收集裝置內經常會有泥質和藻類等雜物附著，真空采氣袋和真空瓶所借助的針形采樣器在采樣過程中極易堵塞，顯然不適合于這種條件下的氣體收集。

另外，對于氣體樣品的檢測如氮氣、氧氣、甲烷這類氣體，采用氣相色譜進行精確分析的技術已經比較完備，基于六通閥和十通閥的閥式進樣系統使得進樣量的精確性得到保證。然而，要實現對樣品的精確分析，首先需要將特定體積樣品精確無滲漏的輸入氣相色譜的進樣系統內。但是，針對氮氣這種空氣中含量高，容易在進樣過程中易發生污染的氣體來說，頂空進樣方法、在線進樣和直接水樣注射法均不能直接用于常壓氣體樣品的直接進樣。

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發明內容

為了實現水體釋放氣體尤其是氮氣釋放的原位研究，解決水體釋放氣體的野外原位直接收集、精確定量和精準體積地向氣相色譜無干擾精確進樣的問題。本發明公開了一種用于水體釋放氣體氣相測定的進樣裝置，以便更方便、準確地實現水體釋放氣體的檢測，尤其是氮氣等容易被空氣污染的氣體樣品的檢測。

我們公開了一種用于水體釋放氣體氣相測定的進樣裝置，包括氣相色譜儀進樣口，還包括收集有水體釋放氣體的集氣瓶，所述集氣瓶瓶口被開設有兩個插入孔的瓶塞封閉；還包括有儲水罐，所述儲水罐的底部開設有出水口，并通過進水管與集氣瓶連通，所述進水管通過瓶塞上的插入孔插入至集氣瓶底部，所述進水管上還設置有水閥；還包括有進樣管道，所述進樣管道一端通過瓶塞上的插入孔設置于集氣瓶瓶口處，另一端與氣相色譜儀進樣口連通。

從而形成了相互連通的儲水罐、集氣瓶、氣相色譜儀。儲水罐與集氣瓶之間通過進水管連通，集氣瓶與氣相色譜儀，具體說是氣相色譜儀的進樣口之間通過進樣管道連通，進而形成一個完整的連通結構。

由于進水管的端口與進樣管道的端口在集氣瓶中的位置是不同的，具體來說，由于進水管的端口是位于集氣瓶的底部的，所以儲水罐中的水通過進水管進入到集氣瓶的底部，形成高度逐漸增加的水液層；而進樣管道的端口位于集氣瓶的瓶口處，因此，其不會被水液干涉，集氣瓶中的氣體由此直接進入到氣相色譜儀中，無需進一步增加由集氣瓶中取樣的過程，避免了在這一流程中極容易出現的空氣污染樣品的問題。

而傳統的方式中，均有取樣——進樣這一過程，因此，為了保證這一流程中樣品不被污染，一般都是采用極其苛刻的取樣——進樣條件。對于氮氣，這種在空氣中含量非常高的樣品來說，其條件可想而知，因此其進樣的精確性更值得懷疑，同時為了保證精確取樣、進樣所付出的的條件設備成本也是極大的。

進一步地，我們還公開了所述進樣管道上還設置有干燥硅膠管。由于在不斷的進樣過程中，可能攜帶有微量的水汽，因此在進樣管道上設置有干燥硅膠管可以吸收殘留在管道中的水分，保證進入氣相色譜儀樣品的干燥狀態。

更近一步地，我們還公開了所述進樣管道上還設置有蠕動泵。這樣做的目的是提供一個冗余的動力系統，當水壓不足以將氣體壓入時，利用蠕動泵的動力將氣體傳入至氣相色譜儀。

同時，我們還公開了所述進水管的端頭距離集氣瓶底部0.5~1.5厘米。進而保證水壓對氣體作用的有效性。