CN207197871U - 漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置，包括集气筒、抽气筒、悬浮装置、漏斗、集气挡板、固定锚，漏斗包括漏管和斗体，漏管与斗体的小口部相连接，抽气筒下端伸入并穿过漏管固定在漏斗咀部，抽气筒上端连接有三通阀A，三通阀A的另外两个端口一个与外界大气相连通，另一个连接三通阀B的一个端口，三通阀B的另外两个端口一个与外界大气相连通，另一个连接抽气筒，悬浮装置套设于漏管外周并与漏管相连接，集气挡板呈喇叭状，其上端小口部与斗体的大口部相连接，固定锚设置在集气挡板下端大口部的中部并通过绳索连接集气挡板，本实用新型操作便捷，造价低廉，适应各种水域环境，实现气泡传输途径下温室气体的精准采集。

Description

漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置，属于生态环境监测领域。

背景技术

全球气候变化已经成为全世界共同关注的话题，大气中浓度不断攀升的温室气体是导致这一问题的关键。湖泊、河流、人工养殖塘等水生生态系统是重要的生态系统，其温室气体的监测研究已经受到了各界的广泛关注，作为水生态系统温室气体排放的主要途径，气泡传输途径下的温室气体排放虽然也逐渐得到的重视，却一直以来因缺乏有效便捷的气泡收集装置，使得此类研究相对滞后。

现有的水–气界面温室气体监测方法主要是用于总通量监测的静态箱法和悬浮箱法，前者直接用密封的倒置箱体配合固定于沉积物的底座，进行采样，后者通过悬浮倒扣于水面的中空箱体，实现气体的收集，采集则使用注射器抽气筒进行抽气。然而，以上两种传统方法均存在较多缺陷：静态箱法和悬浮箱法都只用于温室气体排放总通量的监测，无法排除扩散途径气体排放的干扰；两种密闭箱体采样中无法连通外界，易造成箱体内、外气压不均，影响试验精度；两种箱体容积大，箱内需要加装电风扇用于混合气体，水生态环境下，极易造成漏电；静态箱体积较大、质量较重，实验操作不便且造价昂贵；悬浮箱箱体较高，在流体表面稳定性差，风力情况下易倾覆。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置，适用于湖泊、水库、河流、以及人工养殖塘等不同水域环境下水–气界面气泡途径温室气体的采集。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置，包括集气筒、抽气筒、悬浮装置、漏斗、集气挡板、固定锚，所述漏斗包括漏管和斗体，漏管与斗体的小口部相连接，所述抽气筒下端伸入并穿过漏管固定在漏斗咀部，抽气筒上端连接有三通阀A，三通阀A的另外两个端口一个与外界大气相连通，另一个连接三通阀B的一个端口，三通阀B的另外两个端口一个与外界大气相连通，另一个连接抽气筒，所述悬浮装置套设于漏管外周并与漏管相连接，所述集气挡板呈喇叭状，其上端小口部与斗体的大口部相连接，固定锚设置在集气挡板下端大口部的中部并通过绳索连接集气挡板。

进一步的，所述斗体外周设置有把手。

进一步的，所述悬浮装置为泡沫，其通过塑料扎带绑束在漏管外部四周。

进一步的，所述集气挡板底部通过圆周均布的三股绳索连接固定锚。

进一步的，三股绳索呈等边三角形，固定锚设在三角形的重心位置，防止气体收集过多造成装置歪斜。

进一步的，所述斗体大口部边沿和集气挡板小口部边沿都圆周均布小孔，集气挡板和斗体经穿过小孔的塑料扎带固定连接。

进一步的，斗体或集气挡板上的小孔数量不小于三个，斗体和集气挡板上的小孔一一对应设置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：结构简单,设计合理，操作便捷，造价低廉，能适应各种水域环境，可以实现气泡传输途径下温室气体的精准采集。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为固定锚设置示意图。

图中：

1-集气筒；2-三通阀；201-三通阀A；202-三通阀B；3-抽气筒；4-悬浮装置；5-漏斗；501-漏管；502-斗体；6-把手；7-集气挡板；8-固定锚；9-绳索。

具体实施方式

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1-2所示，一种漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置，包括集气筒、抽气筒、悬浮装置、漏斗、集气挡板、固定锚，所述漏斗包括漏管和斗体，漏管与斗体的小口部相连接，所述抽气筒下端伸入并穿过漏管固定在漏斗咀部，为保证采样气密性，抽气筒上端连接有三通阀A，三通阀A的另外两个端口一个与外界大气相连通，另一个连接三通阀B的一个端口，三通阀B的另外两个端口一个与外界大气相连通，另一个连接抽气筒，所述悬浮装置套设于漏管外周并与漏管相连接，悬浮装置用以悬浮整个装置，使集气筒出露水体表面所述集气挡板呈喇叭状，其上端小口部与斗体的大口部相连接，固定锚设置在集气挡板下端大口部的中部并通过绳索连接集气挡板，采样过程中，采悬浮装置以下的部分装置全部浸没于水体当中，根据气泡收集原理，集气挡板覆盖区域下方所产生的气泡，将沿着集气挡板内部向顶端集聚，最终进入集气筒内。

在本实施例中，为便于携带，所述斗体外周设置有把手。

在本实施例中，所述悬浮装置为泡沫，其通过塑料扎带绑束在漏管外部四周，悬浮装置优选采用高密度聚乙烯发泡材料的长方体。

在本实施例中，所述集气挡板底部通过圆周均布的三股绳索连接固定锚。

在本实施例中，三股绳索呈等边三角形，固定锚设在三角形的重心位置，防止气体收集过多造成装置歪斜。

在本实施例中，所述斗体大口部边沿和集气挡板小口部边沿都圆周均布小孔，集气挡板和斗体经穿过小孔的塑料扎带固定连接。

在本实施例中，斗体或集气挡板上的小孔数量不小于三个，斗体和集气挡板上的小孔一一对应设置。

在本实施例中，各个连接缝隙处，均用防水硅胶填补，集气筒与漏管之间、漏斗的斗体与集气挡板之间、斗体与集气挡板的小孔上均填补有防水硅胶。

在本实施例中，集气筒为100ml注射器，抽气筒为60ml注射器，漏斗为PVC材质，底面直径25cm，漏管直径4.5cm，集气挡板为透明PVC材质，集气挡板为环形喇叭状，挡板上底面直径23cm，下底面开口处直径50cm，固定锚为重达2kg的铅垂。

操作方法如下：

首先，打开三通阀A上部螺帽，保证从集气挡板底部到三通阀A顶部上下贯通。

其次，双手握住把手倾斜装置45度，将装置缓慢沉入水中；待水体逐渐进入装置，填满集气筒并将气泡排除干净，并在水下安装三通阀螺帽；安装完毕后双手松开，固定锚下沉的同时，装置通过悬浮泡沫的浮力自然上浮，集气筒出露水体表面，装置在水-气界面达到平衡。这时，受外部气压作用，集气筒内形成水柱；根据气泡收集原理，集气挡板覆盖区域下方所产生的气泡，将沿着集气挡板内部爬向装置顶端，集气筒内水柱逐渐下降，气体在集气筒上部集聚。

最后，一个收集周期过后，在集气筒上安装连接有三通阀B的抽气筒，打开三通阀A、三通阀B，抽取集气筒内收集的气体，然后关闭三通阀B，取下抽气筒，将抽气筒内的气体注入事先准备好的气袋。

气样采集要求：气体采集前，将抽气筒举过头顶，在屏住呼吸的情况下，进行抽气筒的润洗，试验共设置三个采样点作为重复，每个采样点布设三个装置作为平行，气样采集时，三个采样点的九个装置同步完成，试验过程中一般以一天为一个采样周期，采集完毕后立刻带回实验室，利用气相色谱仪测定气样中的温室气体浓度，然后计算得出水-气界面气泡途径下温室气体通量。

上列为较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置，其特征在于：包括集气筒、抽气筒、悬浮装置、漏斗、集气挡板、固定锚，所述漏斗包括漏管和斗体，漏管与斗体的小口部相连接，所述抽气筒下端伸入并穿过漏管固定在漏斗咀部，抽气筒上端连接有三通阀A，三通阀A的另外两个端口一个与外界大气相连通，另一个连接三通阀B的一个端口，三通阀B的另外两个端口一个与外界大气相连通，另一个连接抽气筒，所述悬浮装置套设于漏管外周并与漏管相连接，所述集气挡板呈喇叭状，其上端小口部与斗体的大口部相连接，固定锚设置在集气挡板下端大口部的中部并通过绳索连接集气挡板。

2.根据权利要求1所述的漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置，其特征在于：所述斗体外周设置有把手。

3.根据权利要求1所述的漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置，其特征在于：所述悬浮装置为泡沫，其通过塑料扎带绑束在漏管外部四周。

4.根据权利要求1所述的漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置，其特征在于：所述集气挡板底部通过圆周均布的三股绳索连接固定锚。

5.根据权利要求1所述的漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置，其特征在于：三股绳索呈等边三角形，固定锚设在三角形的重心位置，防止气体收集过多造成装置歪斜。

6.根据权利要求1所述的漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置，其特征在于：所述斗体大口部边沿和集气挡板小口部边沿都圆周均布小孔，集气挡板和斗体经穿过小孔的塑料扎带固定连接。

7.根据权利要求6所述的漏斗式水–气界面气泡途径温室气体采集装置，其特征在于：斗体或集气挡板上的小孔数量不小于三个，斗体和集气挡板上的小孔一一对应设置。