[發(fā)明專利]一種應用于銨態(tài)氮同位素測定的采樣裝置及其采樣方法

有效

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• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111579318B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設計）人: 章炎麟;王謙;曹芳;孟德友;楊笑影
• 申請（專利權）人: 蘇州方元智能環(huán)?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

本發(fā)明公開了一種應用于銨態(tài)氮同位素測定的采樣裝置，包括隔絕罩,隔絕罩上安裝有進氣孔和出氣孔，所述進氣孔上安裝有進氣管，所述出氣孔與抽氣管相連接，抽氣管與氣體采樣裝置相連接，所述進氣管與空氣過濾裝置相連接，所述空氣過濾裝置包括串連連接的第一真空泵、第一洗氣瓶和干燥瓶，所述空氣過濾裝置設置在冷卻裝置中，隔絕罩內安裝有面向地面方向設置的第一溫濕度傳感器，隔絕罩的外部設置有面向地面方向設置的第二溫濕度傳感器，本發(fā)明通過在進氣孔處設置空氣過濾裝置和冷卻裝置能夠清除抽取空氣中的氨氣，并且向隔絕罩內提供干冷空氣，解決了因罩內水珠凝結導致氨氣融入水中導致所測得的氨氣含量不準確的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及檢測儀器領域，具體的是一種應用于銨態(tài)氮同位素測定的采樣裝置及其采樣方法。

背景技術

氨(NH₃)作為大氣中最主要的堿性氣體，對環(huán)境有重要的影響。NH₃與空氣中的酸性氣體(SO₂，NO_x)反應生成銨鹽，是PM_2，5的重要組成成分。同時，NH₃和NH₄⁺通過干濕沉降進入地表生態(tài)系統(tǒng)，是氮沉降的重要形式。大氣中NH₃有很多貢獻源，最主要的是農業(yè)源。過去的研究表明，大氣中的NH₃過半數(shù)來源于農業(yè)的生產生活，并且其中近23%是農田施肥后揮發(fā)貢獻的。

確定NH₃的來源貢獻，相應的進行控制，能有效的降低NH₃的排放。目前對空氣中污染物溯源的方法有擴散模型和受體模型法兩種。同位素示蹤技術作為受體模型法近些年得到了不少的應用，在NH₃溯源方面有很好的前景。同位素示蹤技術需要精確的源譜圖，但是農業(yè)源作為主要的NH₃貢獻來源其源譜非常寬泛，需要進一步細化。

精細化源譜需要對源進行精細化原位測量，目前對于土壤氨揮發(fā)的采樣裝置有主動法和被動法。被動法會破壞土壤結構，同時銨態(tài)氮同位素的測量有檢出限的要求，使用被動法需要較長時間采樣，不利于時間分辨率的提高。主動法主要是通氣法，如圖1所示，土壤上裝有透明罩，有兩個開口，一端裝有長管，一端連接透明罩內NH₃采集裝置，長管聯(lián)通大氣，抽氣泵抽氣將大氣和土壤揮發(fā)的NH₃一同采入洗氣瓶中；同時在與長管相同高度設置背景NH₃采集裝置來采集背景NH₃，兩者抵扣得到土壤揮發(fā)的NH₃。但是這不適用于銨態(tài)氮同位素的測定，銨態(tài)氮同位素不是簡單相減的過程，因此需要對土壤揮發(fā)的NH₃獨立采樣。將長管替換為洗氣裝置去除背景NH₃是有效的方式，但是實際的測試過程中發(fā)現(xiàn)，因為土壤NH₃揮發(fā)受到光照影響強烈，必須用透明罩，這類似于溫室，特別是在光照強烈的中午，在幾分鐘內罩子內溫度就能升高過10℃，土壤內水汽快速蒸發(fā)在罩子內壁凝結成水珠，而NH₃是易溶于水的，土壤揮發(fā)的NH₃會大量吸附在水珠中，這會影響洗氣瓶吸收的效率，并且導致銨態(tài)氮同位素產生分餾影響結果；同時過高的溫度會影響NH₃的揮發(fā)^[4]，導致測試得到的NH₃濃度與實際產生偏差。因此需要對現(xiàn)有的裝置進行改良。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種能夠防止隔絕罩內空氣凝結水珠以及取出空氣中含有氨氣的檢測裝置，具體方案如下：

一種應用于銨態(tài)氮同位素測定的采樣裝置，包括隔絕罩,隔絕罩上安裝有進氣孔和出氣孔，所述進氣孔上安裝有進氣管，所述出氣孔與抽氣管相連接，抽氣管與氣體采樣裝置相連接，所述進氣管與空氣過濾裝置相連接，所述空氣過濾裝置包括依次串接的第一真空泵、第一洗氣瓶和干燥瓶，所述空氣過濾裝置設置在冷卻裝置中，隔絕罩內安裝有面向地面方向設置的第一溫濕度傳感器，隔絕罩的外部設置有面向地面方向設置的第二溫濕度傳感器。