(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.09.24
C N 104062156
A (21)申请号 201410312979.6
(22)申请日 2014.07.02
G01N 1/24(2006.01)
G01N 30/00(2006.01)
(71)申请人四川农业大学
地址611130 四川省成都市温江区惠民路
211号
(72)发明人邓欧平 吴铭 姚昆 邓良基
闫锐 凌静 周伟 邓芷君
(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理
有限公司 11246
代理人
龚燮英
(54)发明名称
方法
(57)摘要
本发明涉及一种温室气体采集系统及温室气
收集装置及与水上气体收集装置连接的气体储存
装置；该水上气体收集装置包括采气箱、集气扇、
采气管、电池盒、手柄和发泡板；该气体储存装置
包括采气袋和三通阀。利用该装置，在河流两岸近
岸处以及沟渠、鱼塘、水库等水-气界面进行气体
样品的采集，采集的样品带回实验室测定气体样
品中的CO 2、CH 4和N 2O 这3种温室气体的浓度。本
发明的采集装置结构设计简单、合理，成本低，操
作使用简单、方便，具有较好的稳定性和密闭性。
本发明的分析方法操作步骤简单、方便，实验误差
较小、准确性较高，能有效解决河流温室气体采集
困难的问题。
(51)Int.Cl.
权利要求书2页 说明书5页 附图2页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书5页 附图2页(10)申请公布号CN 104062156 A
1.一种温室气体采集系统，用于采集河流排放的温室气体，其包括水上气体收集装置及与所述水上气体收集装置连接的气体储存装置；其特征在于：所述水上气体收集装置包括采气箱、集气扇、采气管、电池盒、手柄和发泡板；
所述采气箱的外壁覆有镀铝膜，顶部对称装设有固定扣；所述固定扣上连接有可与锚相连的固定绳；
所述集气扇装设于所述采气箱的内顶部，其扇叶朝上且与所述电池盒电连接；所述采气管为竖直且对称装设于所述采气箱外顶部的至少一对，所述的一对采气管均与所述采气箱连通；其中一个所述采气管通过软管还连接有第一抽吸气针筒；所述电池盒装设于所述采气箱的外顶部，其内部容置有供电电池，外部设有电源开关；所述手柄和发泡板均装设于所述采气箱的外侧壁，所述发泡板位于所述手柄下侧且边缘与所述手柄连接；
所述气体储存装置包括采气袋，所述采气袋的进出气口装设有三通管；所述三通管的其中一个管道直接连通所述采气袋，另一管道连接有第二抽吸气针筒，剩下的一个管道通过软管与另一个所述采气管连通；所述三通管的三个管道均设有阀门。
2.如权利要求1所述的温室气体采集系统，其特征在于：所述第一抽吸气针筒采用的是大容量抽吸气塑料针筒，其针筒容量大于所述采气箱至少四次采气的气体容量。
3.如权利要求1所述的温室气体采集系统，其特征在于：所述电池盒位于所述采气管一侧，其采用的是防水电池盒且内部容置有多个串联的供电电池。
4.如权利要求1所述的温室气体采集系统，其特征在于：所述采气箱是由PVC材料制作而成的长方体箱式结构；
所述手柄为对称装设于所述采气箱一组向外侧壁上的一对。
5.如权利要求1所述的温室气体采集系统，其特征在于：所述采气管竖直装设于所述采气箱的外顶部中央，其采用的是透明硅胶管；
所述发泡板是由PVC材料制作而成的板体结构。
6.如权利要求1所述的温室气体采集系统，其特征在于：所述采气袋采用的是铝箔复合薄膜采气袋；
所述第二抽吸气针筒采用的是抽吸气塑料针筒。
7.一种基于权利要求1至6任意一项所述的温室气体采集系统的温室气体排放量的分析方法，用于河流温室气体排放量的分析，其特征在于，包括以下步骤：
(1)利用固定绳连接于水上气体收集装置对角的固定扣，再利用锚将水上气体收集装置固定；然后将水上气体收集装置平行放入河流近岸处，将采气箱下部放入水中，使其浮于水面；
(2)上述步骤(1)完成后，打开水上气体收集装置的集气扇和电池盒的开关，并关闭水上气体收集装置的所有阀门，利用第二抽吸气针筒反复抽吸2～3次，以保证采气箱内的空气混匀；
(3)上述步骤(2)完成后，进行空白样品的采集，即打开与采气袋直接相连的管道上的阀门，利用第二抽吸气针筒反复抽吸，在采气袋装入350ml～400ml气体；
(4)上述步骤(3)完成后，将第一抽吸气针筒中所收集的气体注入采气箱内，以保持箱内气体稳定；
(5)上述步骤(4)完成后，关闭水上气体收集装置上所有阀门并换上新的采气袋；
(6)上述步骤(5)完成后，利用锚和固定绳将水上气体收集装置拖回岸边，抬起手柄，
前往下一个采样点，继续采样，方法如上述步骤(1)-(5)所述；
(7)、上述步骤(6)完成后，对采集的气体进行气相谱分析及线性分析，结合采气箱水面以上部分的体积计算单位时间内河流温室气体的排放量。
8.如权利要求7所述的温室气体排放量的分析方法，其特征在于：每个所述采样点同时用至少两个所述采气箱作为一组平行采样。
温室气体采集系统及温室气体排放量的分析方法
技术领域
[0001] 本发明涉及环境保护的技术领域，尤其涉及一种温室气体采集系统及温室气体排放量的分析方法。
背景技术
[0002] 近年来，随着工业经济的不断发展，人类正面临着重大的生态系统破坏问题，气候异端变化明显，其不只包括旱涝灾害严重、极端天气(极热和极冷)出现，也表现为全球范围内的海平面上升、冰川消融。而大气温室气体的不断增加是导致上述问题出现的决定性因素。温室气体是吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气
的作用。研究表明在湖泊、水库和河流中储存了大量CH
4和CO
2
，而过去在计算全球温室气
体排放量时忽略了这部分温室气体。同时，人类对河流的强烈干预例如施肥与排放污水，也加剧了温室气体的释放。研究从河流中释放的温室气体通量，是了解河流气体动力学和温室效应研究的重要方向。而所研究的水-气界面温室气体排放量则是温室气体研究的重要方面。
[0003] 在中国专利201110293185.6提到一种湖、库水体释放温室气体的采集装置及释放速率分析方法，采集装置由水上气体采集装置和气体储存装置构成，该采样装置最突出的特点是装置密闭性得到提升，其不足是采气时可能因为浮力的不均匀而影响测量结果，同时未考虑到温度和气压的影响，其次，该采样装置的固定方法无法适应于河流温室气体的采集，进而会使实验结果产生偏差，实验成本较高。
[0004] 随着对温室效应的重视，对河流释放的温室气体研究开始快速发展。但是碍于河流水-气界面温室气体采集受河流流速、河流深度等一系列因素的影响，目前对河流温室气体采集的方法依旧欠缺。
[0005] 河流水-气界面温室气体采集难点如下：
[0006] (1)、由于河流特殊性质，以至于水体的流动、温度、风向、风速、光照等一系列因素都对采气过程存在制约，因此如何保证采气装置的稳定性和密闭性是亟需解决的重要问题；
[0007] (2)、水-气界面没有稳定的载体，无法通过简单常规的采样方式进行气体采集，如何将装置固定在水面并尽可能减小对自然浮力的影响，也是必须面对的问题，并且水体溢出的温室气体为无规律扩散，这大大增加了采样的难度；
[0008] (3)、实验装置中的空气压强对气体的采集也有很大影响，如何精确获取释放气体也是技术上的一个难题。
[0009] 综上所述，有必要对现有技术进一步完善。
发明内容
[0010] 为了解决以上问题，本发明提供了一种结构设计简单、合理，操作使用简单、方便，
有较好的稳定性和密闭性，能有效解决河流温室气体采集困难的问题且实验准确性高的温室气体采集系统及温室气体排放量的分析方法。
[0011] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0012] 上述的温室气体采集系统，用于采集河流排放的温室气体，其包括水上气体收集装置及与所述水上气体收集装置连接的气体储存装置；所述水上气体收集装置包括采气箱、集气扇、采气管、电池盒、手柄和发泡板；所述采气箱的外壁覆有镀铝膜，顶部对称装设有固定扣；所述固定扣上连接有可与锚相连的固定绳；所述集气扇装设于所述采气箱的内顶部，其扇叶朝上且与所述电池盒电连接；所述采气管为竖直且对称装设于所述采气箱外顶部的至少一对，所述的一对采气管均与所述采气箱连通；其中一个所述采气管通过软管还连接有第一抽吸气针筒；所述电池盒装设于所述采气箱的外顶部，其内部容置有供电电池，外部设有电源开关；所述手柄和发泡板均装设于所述采气箱的外侧壁，所述发泡板位于所述手柄下侧且边缘与所述手柄连接；所述气体储存装置包括采气袋，所述采气袋的
进出气口装设有三通管；所述三通管的其中一个管道直接连通所述采气袋，另一管道连接有第二抽吸气针筒，剩下的一个管道通过软管与另一个所述采气管连通；所述三通管的三个管道均设有阀门。
[0013] 所述温室气体采集系统，其中：所述第一抽吸气针筒采用的是大容量抽吸气塑料针筒，其针筒容量大于所述采气箱至少四次采气的气体容量。
[0014] 所述温室气体采集系统，其中：所述电池盒位于所述采气管一侧，其采用的是防水电池盒且内部容置有多个串联的供电电池。
[0015] 所述温室气体采集系统，其中：所述采气箱是由PVC材料制作而成的长方体箱式结构；所述手柄为对称装设于所述采气箱一组向外侧壁上的一对。
[0016] 所述温室气体采集系统，其中：所述采气管竖直装设于所述采气箱的外顶部中央，其采用的是透明硅胶管；所述发泡板是由PVC材料制作而成的板体结构。
[0017] 所述温室气体采集系统，其中：所述采气袋采用的是铝箔复合薄膜采气袋；所述第二抽吸气针筒采用的是抽吸气塑料针筒。
[0018] 一种温室气体排放量的分析方法，用于河流温室气体排放量的分析，包括以下步骤：(1)利用固定绳连接于水上气体收集装置对角的固定扣，再利用锚将水上气体收集装置固定；然后将水上气体收
集装置平行放入河流近岸处，将采气箱下部放入水中，使其浮于水面；(2)上述步骤(1)完成后，打开水上气体收集装置的集气扇和电池盒的开关，并关闭水上气体收集装置的所有阀门，利用第二抽吸气针筒反复抽吸2～3次，以保证采气箱内的空气混匀；(3)上述步骤(2)完成后，进行空白样品的采集，即打开与采气袋直接相连的管道上的阀门，利用第二抽吸气针筒反复抽吸，在采气袋装入350ml～400ml气体；(4)上述步骤(3)完成后，将第一抽吸气针筒中所收集的气体注入采气箱内，以保持箱内气体稳定；
(5)上述步骤(4)完成后，关闭水上气体收集装置上所有阀门并换上新的采气袋；(6)上述步骤(5)完成后，利用锚和固定绳将水上气体收集装置拖回岸边，抬起手柄，前往下一个采样点，继续采样，方法如上述步骤(1)-(5)所述；(7)、上述步骤(6)完成后，对采集的气体进行气相谱分析及线性分析，结合采气箱水面以上部分的体积计算单位时间内河流温室气体的排放量。
[0019] 所述温室气体排放量的分析方法，其中：每个所述采样点同时用至少两个所述采
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