[发明专利]一种模拟硫污染下沟渠中水-底泥系统温室气体分布的实验装置及其方法

说明书

本发明公开了一种模拟硫污染下沟渠中水‑底泥系统温室气体分布的实验装置及其方法，包括硫污染物自动喷洒装置、圆柱顶盖箱、圆柱箱体、气体采集装置、温度传感器探头、压力平衡管和微型气压计；所述温度传感器探头、硫污染物自动喷洒装置、压力平衡管和微型气压计置于圆柱顶盖箱上的安装孔中，圆柱顶盖箱下接圆柱箱体，气体采样装置位于圆柱箱体的侧面，采样管等间距地置于箱体的侧面且倾斜向上，注射器穿过且紧固在不锈钢条上的螺纹孔中，对应活塞的顶部固定在带有滚轮的动力抽板上。本发明还公开了上述装置的实验方法。通过本发明可定量获得硫不同浓度和喷洒频率下，水‑底泥系统中不同深度温室气体的分布特征，具有操作简单，成本低等优点。

技术领域

本发明涉及一种模拟硫污染下沟渠中水-底泥系统温室气体分布的实验装置及其方法，属于环境保护系统领域。

背景技术

温室效应会导致全球温度升高，海平面上升和极端气候频发等一系列严重后果。稻田生态系统是大气中的CO₂、CH₄、N₂O的重要排放源，对全球变暖具有十分显著的贡献。目前对于稻田生态系统中温室气体的直接排放即稻田土壤中温室气体的排放已有大量的研究，但对于稻田生态系统中温室气体的间接排放如周边沟渠中温室气体的排放研究较少；尤其在稻田大量施用硫肥等肥料的背景下，沟渠上覆水-底泥系统中温室气体的释放规律研究更是少有。

稻田排水沟渠作为稻田生态系统的重要组成部分，是汇集、输运稻田灌溉(降雨径流)退水、排涝以及营养物质的重要生态廊道；其亦是温室气体的重要排放源。有必要研究硫肥等肥料输入背景下，稻田沟渠系统中温室气体的分布特征，才能更进一步深入的研究其释放规律。目前，现有的测量温室气体的装置均不能定量研究硫污染下温室气体的浓度，难以研究温室气体在不同空间深度的分布特征，因此，亟待提出一种模拟硫污染下沟渠中水-底泥系统温室气体分布的实验装置。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种模拟硫污染下沟渠中水-底泥系统温室气体分布的实验装置及其方法，实现硫不同浓度和输入频率下，上覆水-底泥系统中不同深度温室气体的取样。

本发明的目的是这样实现的，一种模拟硫污染下沟渠中水-底泥系统温室气体分布的实验装置，其特征是，包括温度传感器探头、圆柱顶盖箱、圆柱箱体、气体采样装置、硫污染物自动喷洒装置、压力平衡管、微型气压计；

所述圆柱顶盖箱下接圆柱箱体，圆柱顶盖箱盖于圆柱箱体上，圆柱箱体上设有标尺线；所述温度传感器探头安装于圆柱顶盖箱顶部的左侧，且穿过圆柱顶盖箱伸于圆柱箱体内；所述压力平衡管、微型气压计均安装于圆柱顶盖箱的右侧，压力平衡管、微型气压计均穿过圆柱顶盖箱伸于圆柱箱体内，且微型气压计位于压力平衡管的右侧，压力平衡管塞有橡胶塞帽；

所述硫污染物自动喷洒装置包括不锈钢研磨杯、三角瓶、控制系统，不锈钢研磨杯的底部与三角瓶的顶部贯通，三角瓶的底部设有若干细孔，不锈钢研磨杯、三角瓶贯通连接处安装有阀门；所述不锈钢研磨杯内设有电机，不锈钢研磨杯上部侧边设有污染物添加口；所述电机的动力输出轴上安装有不锈钢刀片，控制系统与电机电连接，控制系统控制电机定时启动与关闭，电机启动时，电机动力输出轴的转动带动不锈钢刀片转动；

所述硫污染物自动喷洒装置安装于圆柱顶盖箱的正上方，且硫污染物自动喷洒装置穿过圆柱顶盖箱，硫污染物自动喷洒装置的不锈钢研磨杯位于圆柱顶盖箱外，硫污染物自动喷洒装置的三角瓶位于圆柱顶盖箱内；

污染物经污染物添加口添加至不锈钢研磨杯，电机启动时，电机动力输出轴的转动带动不锈钢刀片转动，不锈钢刀片的转动对不锈钢研磨杯内的污染物进行研磨，打开阀门，研磨后的污染物穿过阀门落入三角瓶，并经三角瓶底部的若干细孔均匀喷洒至圆柱箱体中；

所述气体采样装置位于圆柱箱体的侧面，所述气体采样装置包括不锈钢架、不锈钢轨道、动力抽板、活塞、不锈钢条、不锈钢底座、Y型三通球阀、采样管、注射器、滚轮；