一种小微水体表面温室气体采集装置

1.本发明涉及温室气体采集装置，尤其涉及一种小微水体表面温室气体采集装置。


背景技术：

2.全球变暖是人类正在面临的严峻挑战之一，温室气体排放量逐年上升加快了全球气候变化的进程，而人类活动正是推动这一进程的主要因素，其中农业生产活动在人为温室气体排放中占主导地位。已有研究表明，在1980-2020年我国农业系统温室气体排放量呈波动上涨趋势，涨幅近46％，在其贡献组分中农业面源污染占主导地位。
3.小微水体作为广泛分布在农村周边的沟、渠、塘等各类水体，对农田排水起截留、净化作用，但由于近年来农药、化肥的不合理使用，导致营养盐随农田排水大量流失(农业水体中氨氮负荷占22.44％，总氮占46.45％、总磷占67.22％)，由于小微水体吸收营养盐的能力有限，过量的营养盐一部分会随地表水体迁移，造成水体富营养化、下渗引起地下水水质恶化等问题；另一部分则会滞留在小微水体中，破坏水生生态系统致使温室气体排放量增加。目前针对小微水体表面温室气体释放量对温室效应贡献的研究还相对较少，因此便捷、高效的采集小微水体表面的温室气体，能够为农业区域面源污染中温室气体排放研究提供有力依据，同时也能为合理使用农药、化肥、降低水环境污染发生风险、改良小微水体结构提供理论基础。
4.目前水面温室气体采集装置遮光多采用外壁覆镀铝膜或外贴遮光板的处理，笨重且不易观察到装置内部水面气温；气体采集方式较为单一，多为注射器加三通阀的手动结构，采气过程需人为完成；装置不可拆卸，携带搬运不方便；漂浮能力强，但针对水量较少的小微水体可能存在飘不起来的情况。


技术实现要素：

5.为了解决现有水面氧化亚氮采集装置笨重、不易携带、需要人工采集气体的不足，本实用新型提供一种小微水体表面温室气体采集装置。
6.本发明具体技术方案如下：
7.一种小微水体表面温室气体采集装置，包括：漂浮固定装置、气体储存装置和气体收集装置；漂浮固定装置包括可漂浮气囊底座8和可伸缩固定杆5；气体储存装置包括：可折叠收集气室4、可拆卸并装有密封胶圈的顶盖3，顶盖3可拆卸安装在可折叠收集气室4的顶部并通过密封胶圈实现气密封，可折叠收集气室4上下连接部分为带有外螺纹的有机玻璃，通过螺纹和顶盖3、可漂浮气囊底座8密封连接，可折叠收集气室4中间部分为可折叠结构；气体收集装置包括微型带表气泵和注射器、三通阀、采气管和顶空瓶。
8.所述温室气体采集装置，可漂浮气囊底座8上方装有两个对称的固定桩7，形为哑铃状。
9.所述温室气体采集装置，可伸缩固定杆5固定在上下两个固定卡扣9上，两个固定卡扣9安装于可折叠收集气室4上下部分的有机玻璃内壁。
10.所述温室气体采集装置，可折叠收集气室4内壁装有用于安置蓝牙温度计的伸缩固定气囊。
11.所述温室气体采集装置，顶盖3上方设有两个内置橡胶的采气孔2，其中一个采气孔2与采气管相连，可通过调节微型气泵的旋钮来设置指定的气体采样体积，另一个采气孔2下部连接到水面下，该采气孔2上部通过注射器抽取水样至顶空瓶。
12.所述温室气体采集装置，可折叠收集气室4外壁刷有保温隔热涂层。
13.与传统的人工采气不同，本实用新型极大程度的节省了人力物力，折叠收集气室、可拆卸顶盖均提高了装置的便携性、降低装置整体重量，避免因器材过于笨重而带来的搬运不便，固定杆和卡扣的设计既保证了折叠收集气室的稳定性，又能在水量较少时保证采集装置能够漂浮在水面上不易侧翻。蓝牙温度计可在岸上实现远程记录，避免因保温板遮挡带来的观测误差，定量自动采样可有效提高气体采集的精确度。
附图说明
14.图1为小微水体表面温室气体采集装置结构示意图；
15.图2为小微水体表面温室气体采集装置剖面结构示意图；
16.其中，1-不锈钢把手，2-采气孔，3-顶盖，4-可折叠收集气室，5-可伸缩固定杆(内置)，6-蓝牙温度计，7-固定桩，8-漂浮气囊底座，9-固定卡扣；
具体实施方式
17.以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
18.参照图1-2，本实用新型的小微水体表面温室气体采集装置，包括：漂浮固定装置、气体储存装置和气体收集装置，其中漂浮固定装置包括可漂浮气囊底座8和可伸缩固定杆5，气体储存装置包括：可折叠收集气室4、可拆卸并装有密封胶圈的顶盖3，顶盖3可拆卸安装在可折叠收集气室4的顶部并通过密封胶圈实现气密封，可折叠收集气室4上下连接部分为带有外螺纹的有机玻璃，起一定的支撑作用，并能通过螺纹和顶盖3、可漂浮气囊底座8密封连接，可折叠收集气室4中间部分为可折叠结构，例如可以采用tpr软体材料，多次折叠不易损坏；气体收集装置包括微型带表气泵和注射器、三通阀、采气管和顶空瓶(图中未示出)。
19.可漂浮气囊底座8上方装有两个对称的固定桩7，形为哑铃状可用来连接固定绳；可折叠收集气室4内壁装有用于安置蓝牙温度计的伸缩固定气囊，顶盖3上方设有两个内置橡胶的采气孔2，可实现采气和采水样同时进行；其中一个采气孔2与采气管相连，可通过调节微型气泵的旋钮来设置指定的气体采样体积，另一个采气孔2下部连接到水面下，该采气孔2上部通过注射器抽取水样至顶空瓶，带回实验室分离水样中的温室气体。
20.可折叠收集气室4外壁刷有保温隔热涂层，到达指定采样点后拉开可折叠收集气室4，将可伸缩固定杆5固定在上下两个固定卡扣9上，两个固定卡扣9安装于可折叠收集气室4上下部分的有机玻璃内壁，这样利用可伸缩固定杆5的支撑作用使得可折叠收集气室4保持固定的高度；蓝牙温度计6安装在可折叠收集气室4内壁的伸缩固定气囊上，装好后开启蓝牙温度计6连接到手机，实时监控水面温度；通过螺纹将顶盖3和可折叠收集气室4安装到一起后，在一个采气孔2处接上收集气管，收集气管末端连接气体收集装置后，待装置在
水面稳定一段时间，调节微型气泵指定收集气体体积，若要测定水体中温室气体量，则在另一采气孔2下端连接到水面下，另一端连接软管，软管末端接注射器、三通阀、顶空瓶收集水样；装置全部组装好后根据当天小微水体的水量和风速决定伸缩固定杆5的长度，若小微水体水量较多风速较小，伸缩固定杆仅用于支撑折叠收集气室，确保气室处于竖直状态，风速较大可在固定桩7位置连接固定绳，分置小微水体两岸固定，起防风稳固作用，若小微水体水量较少可以将伸缩固定杆5下部拉长，插在底泥中固定装置后准备采气。
21.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。


技术特征：
1.一种小微水体表面温室气体采集装置，其特征在于，包括：漂浮固定装置、气体储存装置和气体收集装置；漂浮固定装置包括可漂浮气囊底座(8)和可伸缩固定杆(5)；气体储存装置包括：可折叠收集气室(4)、可拆卸并装有密封胶圈的顶盖(3)，顶盖(3)可拆卸安装在可折叠收集气室(4)的顶部并通过密封胶圈实现气密封，可折叠收集气室(4)上下连接部分为带有外螺纹的有机玻璃，通过螺纹和顶盖(3)、可漂浮气囊底座(8)密封连接，可折叠收集气室(4)中间部分为可折叠结构；气体收集装置包括微型带表气泵和注射器、三通阀、采气管和顶空瓶。2.根据权利要求1所述温室气体采集装置，其特征在于，可漂浮气囊底座(8)上方装有两个对称的固定桩(7)，形为哑铃状。3.根据权利要求1所述温室气体采集装置，其特征在于，可伸缩固定杆(5)固定在上下两个固定卡扣(9)上，两个固定卡扣(9)安装于可折叠收集气室(4)上下部分的有机玻璃内壁。4.根据权利要求1所述温室气体采集装置，其特征在于，可折叠收集气室(4)内壁装有用于安置蓝牙温度计的伸缩固定气囊。5.根据权利要求1所述温室气体采集装置，其特征在于，顶盖(3)上方设有两个内置橡胶的采气孔(2)，其中一个采气孔(2)与采气管相连，可通过调节微型气泵的旋钮来设置指定的气体采样体积，另一个采气孔(2)下部连接到水面下，该采气孔(2)上部通过注射器抽取水样至顶空瓶。6.根据权利要求1所述温室气体采集装置，其特征在于，可折叠收集气室(4)外壁刷有保温隔热涂层。

技术总结
本实用新型公开了一种小微水体表面温室气体采集装置，包括：漂浮固定装置、气体储存装置和气体收集装置；漂浮固定装置包括可漂浮气囊底座8和可伸缩固定杆5；气体储存装置包括：可折叠收集气室4、可拆卸并装有密封胶圈的顶盖3，顶盖3可拆卸安装在可折叠收集气室4的顶部并通过密封胶圈实现气密封，可折叠收集气室4上下连接部分为带有外螺纹的有机玻璃，通过螺纹和顶盖3、可漂浮气囊底座8密封连接，可折叠收集气室4中间部分为可折叠结构；本实用新型极折叠收集气室、可拆卸顶盖均提高了装置的便携性、降低装置整体重量，避免因器材过于笨重而带来的搬运不便。重而带来的搬运不便。重而带来的搬运不便。


技术研发人员：刘欢 雷秋良 安秒颖 马永刚 张天鹏 马华 杜新忠 刘宏斌 武淑霞 王洪媛 樊秉乾
受保护的技术使用者：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/9/3