[发明专利]表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及海洋环境监测技术领域，尤其涉及一种表层海水与大气中挥发性硫化物的检测方法，具体地说是采用一种走航方式检测表层海水与大气中挥发性硫化物浓度的新方法及其应用流程。

背景技术

海洋生源有机硫化物一直是海洋科学研究和海洋生态环境监测领域中的一个热点。海洋生源有机硫化物主要有二甲基硫、甲硫醇、二硫化碳、羰基硫、二甲亚砜、二甲基二硫等，其中二甲基硫是最丰富的海洋挥发性硫化物，主要由海洋生物产生并释放于海水中，约占海洋硫排放的95％，占大气天然硫排放源的1/2。在全球硫循环中，二甲基硫直接参与气候变化和酸雨形成过程，在大气化学和生物地球化学中具有重要作用，其研究日益受到重视。不仅如此，由于海水中生源有机硫化物的生产与浮游植物、浮游动物和细菌等共同组成生物群落的变化密切相关，因而是近岸海洋生态环境质量的重要指示剂。大量的陆源污染物随地表径流进入海域，引起海水中化学成分和物理条件的变化，这些变化明显地影响着与挥发性有机硫化物二甲基硫生产密切相关的海洋生物群落的变化，进而影响二甲基硫的生物生产及其海域的生态环境。因此，建立一种船载走航式的海气界面挥发性硫化物的测定方法，开展准确、快速、大范围、连续长期观测海洋与大气中挥发性硫化物的时空变化，评价其对气候和环境所产生的影响，为保护我国沿岸海域的生态环境和制定相应的保护措施，具有十分重要的意义。

由于海洋与大气中生源有机硫化物的含量很低，如表层海水中二甲基硫的浓度一般在10～10²ng/L之间，利用现有的仪器设备均不能对其进行直接测定，必须经过富集前处理。国内外通常采用的分析方法是先对样品进行富集前处理，然后采用火焰光度检测器的气相色谱法进行检测。方法的差别在于富集前处理方式不同，常用的富集方法有：固相微萃取、液-液萃取法、静态顶空法、分子筛吸附富集法、气提冷阱捕集法等。以上各方法多数需要繁琐的处理步骤，样品成分复杂，运行成本大，富集和检测均需要较长的时间，极大地影响了分析速度和准确度，无法进行大范围、连续自动监测，更不能实现走航方式对表层海水和大气中挥发性硫化物的同时检测。

发明内容

本发明的目的在于解决目前国内现有技术和设计原理在该领域内的缺陷和不足，根据现代分析化学和仪器分析的最新发展成果提出。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在船载走航过程中，通过捕集解吸的方式，富集海洋上空大气中挥发性硫化物，测定并计算出大气中硫化物的浓度为C₁；将海洋大气与表层海水经喷淋式水气平衡器达到动态平衡，通过捕集解吸方式，富集平衡气中挥发性硫化物，测定并计算出平衡气中硫化物的浓度为C₂；将平衡气中硫化物浓度C₂减去大气中硫化物浓度C₁，计算出表层海水中挥发性硫化物的浓度为ΔC_s＝C₂-C₁。通过不断地对C₁、C₂进行检测，即可实现对表层海水与大气中挥发性硫化物的走航检测，并应用于海洋环境监测。本发明采用双通道设计，通过走航方式，同时检测表层海水和大气中挥发性硫化物，测定结果准确可靠，无需任何化学试剂，避免二次污染，可实现船载走航、连续、实时、在线检测。

本发明的目的还在于提供上述表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法的应用流程，以使这种表层海水与大气中挥发性硫化物的检测新方法满足上述要求。

本发明的目的是由以下技术方案实现的，研制了一种表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法，其特征是：

(1)、大气中挥发性硫化物检测方法：分别设置：大气80mL/min，零气200mL/min，助燃气200mL/min，二氧化硫标气50mL/min，二氧化硫标气浓度10ppm，定量管体积0.5mL，催化氧化炉温度280℃，捕集温度-10℃，捕集时间5min，解吸温度200℃，解吸时间2min；

空气泵1-1采集海洋大气，经水气分离器1-3除水，进入捕集解吸室2-1、捕集管2-3，在低温条件下捕集富集，捕集完成，升温解吸，解吸出来的样品气与助燃气混合，进入催化氧化炉3-5，第一石英反应管3-6，通过加温和催化剂作用下，样品气中的硫化物定量转化为二氧化硫和水，膜干燥管3-8脱水后进入紫外荧光检测器3-10，检测二氧化硫的含量，经过定量换算，计算出大气中硫化物浓度为C₁；