[發明專利]測定水體溶解甲烷濃度的裝置

在審

• 申請號: 201810871556.6
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109085316A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 胡芳方;肖尚斌;王煒;雷丹;李俊美;嚴登華;紀道斌;汪志江;王雨春;胡明明
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明公開了一種測定水體溶解甲烷濃度的裝置，包括筒體，其通過水管與外界連通，筒體內部由上至下設有空氣泵、風扇和氣泡石，空氣泵的排氣口與氣泡石通過管道連接，筒體外設有溫室氣體分析儀，筒體上方設有出氣孔和進氣孔，出氣孔與溫室氣體分析儀的進氣口通過進氣管連接，溫室氣體分析儀的出氣口通過出氣管與進氣孔連接。本裝置利用空氣泵和氣泡石對待測水樣進行曝氣，并通過風扇使得筒體內上部氣體中的甲烷與水體分離出來的甲烷快速混勻從而達到水氣平衡；可以在線監測不同時刻水體溶解甲烷濃度，通過曝氣能夠使水氣中甲烷濃度迅速達平衡，避免了傳統方法人為帶來的誤差，同時縮短實驗時間。其可行度高，結構簡單，經濟省時，易于攜帶。

技術領域

本發明涉及水體監測領域，尤其是一種測定水體溶解甲烷濃度的裝置。

背景技術

根據IPCC第五次評估報告顯示，自工業革命以來，大氣中的二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等溫室氣體排放量顯著增高，全球氣溫平均上升了0.85℃。淡水生態系統是二氧化碳和甲烷的重要排放源。甲烷是僅次于二氧化碳的第二重要的溫室氣體。在百年尺度單分子甲烷的全球變暖效率(紅外吸收能力)是二氧化碳的28-34倍，對溫室效應的貢獻率達30％左右。研究顯示水體系是大氣中甲烷的主要來源，約占全球甲烷來源的40～50％。甲烷氧化對減少水生態系統中甲烷向大氣中的釋放起著重要的作用，因此準確測量水體溶解甲烷對研究水體甲烷向大氣釋放的影響具有重要意義，從而提出相應的減少甲烷排放措施。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種測定水體溶解甲烷濃度的裝置，能夠在線連續測定不同水體溶解甲烷濃度；結構簡單，性能可靠，經濟省時，易于攜帶。

本發明所采取的技術方案是，一種測定水體溶解甲烷濃度的裝置，包括筒體，其通過水管與外界連通，筒體內部由上至下設有空氣泵、風扇和氣泡石，空氣泵的排氣口與氣泡石通過管道連接，筒體外設有溫室氣體分析儀，筒體上方設有出氣孔和進氣孔，出氣孔與溫室氣體分析儀的進氣口通過進氣管連接，溫室氣體分析儀的出氣口通過出氣管與進氣孔連接。

進一步地，筒體下部設有進水口和出水口，進水口通過水管連接至水泵，出水口連接水管，并在水管上安裝有閥門

進一步地，所述筒體為有機玻璃材質。

進一步地，所述風扇與氣泡石之間設有電子式液位開關，筒體外設有液位控制器，兩者之間通過線路連接。

進一步地，該裝置還包括交流接觸器，水泵和液位控制器均與交流接觸器連接。

進一步地，所述進氣管和出氣管上均安裝有氣路電磁閥。

進一步地，所述氣路電磁閥連接有時間控制器。

進一步地，所述空氣泵和風扇連接有時間控制器。

采用上述裝置測定水體溶解甲烷濃度的方法，包括以下步驟：

1)通過水管向筒體內注入待測定水體的水，水位高度低于風扇所在高度，開啟空氣泵通過氣泡石對待測水進行曝氣，同時開啟風扇，使筒體內上部氣體中甲烷與水體中分離出來的甲烷混勻，達到水氣平衡；

2)啟動溫室氣體分析儀，筒體上方的氣體通過進氣管進入溫室氣體分析儀進行檢測，然后通過出氣管回到筒體內；

3)通過溫室氣體分析儀監測氣體中甲烷的濃度，根據亨利定律計算出水體中溶解甲烷的濃度。

進一步地，曝氣15-20min后，利用溫室氣體分析儀檢測氣體中甲烷的濃度。

本發明有如下有益效果：