[发明专利]一种海水溶解无机碳走航测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及海洋监测技术领域，具体为一种海水溶解无机碳走航测量装置。可适用于实验室内海水溶解无机碳(DIC)的测量和海洋调查时海水溶解无机碳(DIC)的走航测量。

背景技术

全球变化涉及人为影响下全球气候变化和全球生态环境变化两大领域，其中碳循环过程研究是其关键。海洋在全球变化中的作用是巨大的，海洋碳循环是全球海洋通量变化的核心，而研究海洋碳循环的基础是准确测定海洋各项参数。近年来，国内外在研究海洋参数的准确测定上进行了巨大的努力，但至目前国际IOC-SCOR的专门委员会还是认为海洋碳循环中四个关键参数pH、Alk(总碱度)、DIC、PCO₂(表层海水CO₂分压)尚需进行深入开发以获得更准确测定的方法，并认为海洋碳源汇强度不确定的主要原因是这些参数测定的不准确性引起的，所以，建立海洋中这些关键参数准确测定方法仍是海洋学特别是全球海洋变化海洋学迫切需要解决的问题。

海水中的溶解无机碳(DIC，有时也叫做海水中总CO₂)包括海水中溶解的CO₂、H₂CO₃、HCO₃^-以及CO₃^2-，一般DIC可占海水中总碳(包括有机碳，如石油烃、油类等)的95％以上，DIC中又以HCO₃^-为主，可占85％以上，CO₃^2-次之，可达9％左右，其余为溶解CO₂和H₂CO₃。

海水中溶解无机碳的测定方法主要有如下几种：变色法、重量法、平衡压力法、气相色谱法、红外吸收法、碱度计算法、热导类电化学传感器法和库仑滴定法。虽然上述方法都可以测量海水中的DIC，但它们所用的设备都不太适合于现场调查，更不用说在现场进行实时测量。目前对海水DIC的测量都是在现场采样后保存，带回陆地实验室后测定，但由于样品保存过程中，其温度、压力、生化环境等与现场海水明显不同，导致DIC的测量结果可能与实际差异较大。因而开发海水DIC的现场测量方法是海洋碳研究的当务之急。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种海水溶解无机碳(DIC)走航测量装置，它提供了一种新的方法，可以实时测量海水中的溶解无机碳(DIC)。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种海水溶解无机碳走航测量装置，包括在线采样装置、海水溶解无机碳鼓出装置、干燥装置、测量装置、加酸装置、高纯氮气进气管路及控制系统，其中在线采样装置、干燥装置、加酸装置及高纯氮气进气管路均与海水溶解无机碳鼓出装置连接，所述高纯氮气进气管路与加酸装置连接，在所述加酸装置与海水溶解无机碳鼓出装置连接的管路上设有电磁阀，所述干燥装置通过管路与测量装置连接，所述在线采样装置、海水溶解无机碳鼓出装置、干燥装置、测量装置及电磁阀均与控制系统电连接。

所述海水溶解无机碳鼓出装置为密闭的反应器，所述反应器的顶部开设有进样口、加酸口及海水溶解无机碳鼓出装置出气口，所述进样口、加酸口及海水溶解无机碳鼓出装置出气口分别通过管路与在线采样装置、加酸装置及干燥装置相连，所述反应器的底部开设有海水溶解无机碳鼓出装置进气口和排废口，所述海水溶解无机碳鼓出装置进气口与高纯氮气进气管路连接。所述反应器主要由有机玻璃制成。

所述在线采样装置主要由海水进水管路和蠕动泵组成，所述蠕动泵的采样口与海水进水管相连，所述蠕动泵的出样口通过管路与海水溶解无机碳鼓出装置的进样口连通。

所述加酸装置的底部开设有一个加酸装置进气口和出酸口，所述出酸口通过管路与海水溶解无机碳鼓出装置的加酸口连通，所述高纯氮气进气管路从加酸装置进气口插入加酸装置内、并端口位于液面之上。所述加酸装置为高密度聚乙烯瓶。

所述干燥装置主要由内部放有干燥剂的玻璃容器组成，所述玻璃容器上设有干燥装置进气口和干燥装置出气口，所述干燥装置进气口通过管路与海水溶解无机碳鼓出装置出气口连通，所述干燥装置出气口通过管路与测量装置连通。所述测量装置主要由红外CO₂检测仪组成。