表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明提供表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法，其特征是：(1)、大氣中揮發性硫化物檢測方法，(2)大氣與表層海水建立動態平衡后平衡氣中揮發性硫化物檢測方法，(3)表層海水中揮發性硫化物檢測方法；該檢測方法應用于海洋調查船或科考船以走航方式動態檢測。本發明的特點與有益效果是：本發明采用雙通道設計，通過走航方式，同時檢測表層海水和大氣中揮發性硫化物，無需任何化學試劑，不會對環境和水體造成二次污染，檢測過程快速準確，重現性好，結果穩定可靠，適合于各種水體揮發性硫化物濃度的檢測，尤其適合于海洋調查船或科考船以走航方式動態檢測，并可實現檢測過程自動化運行，可長時間實時、在線、連續監測，適宜廣泛推廣。
【專利說明】表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及海洋環境監測【技術領域】，尤其涉及一種表層海水與大氣中揮發性硫化物的檢測方法，具體地說是采用一種走航方式檢測表層海水與大氣中揮發性硫化物濃度的新方法及其應用流程。
【背景技術】
[0002]海洋生源有機硫化物一直是海洋科學研究和海洋生態環境監測領域中的一個熱點。海洋生源有機硫化物主要有二甲基硫、甲硫醇、二硫化碳、羰基硫、二甲亞砜、二甲基二硫等，其中二甲基硫是最豐富的海洋揮發性硫化物，主要由海洋生物產生并釋放于海水中，約占海洋硫排放的95%，占大氣天然硫排放源的1/2。在全球硫循環中，二甲基硫直接參與氣候變化和酸雨形成過程，在大氣化學和生物地球化學中具有重要作用，其研究日益受到重視。不僅如此，由于海水中生源有機硫化物的生產與浮游植物、浮游動物和細菌等共同組成生物群落的變化密切相關，因而是近岸海洋生態環境質量的重要指示劑。大量的陸源污染物隨地表徑流進入海域，引起海水中化學成分和物理條件的變化，這些變化明顯地影響著與揮發性有機硫化物二甲基硫生產密切相關的海洋生物群落的變化，進而影響二甲基硫的生物生產及其海域的生態環境。因此，建立一種船載走航式的海氣界面揮發性硫化物的測定方法，開展準確、快速、大范圍、連續長期觀測海洋與大氣中揮發性硫化物的時空變化，評價其對氣候和環境所產生的影響，為保護我國沿岸海域的生態環境和制定相應的保護措施，具有十分重要的意義。
[0003]由于海洋與大氣中生源有機硫化物的含量很低，如表層海水中二甲基硫的濃度一般在10?102ng/L之間，利用現有的儀器設備均不能對其進行直接測定，必須經過富集前處理。國內外通常采用的分析方法是先對樣品進行富集前處理，然后采用火焰光度檢測器的氣相色譜法進行檢測。方法的差別在于富集前處理方式不同，常用的富集方法有:固相微萃取、液-液萃取法、靜態頂空法、分子篩吸附富集法、氣提冷阱捕集法等。以上各方法多數需要繁瑣的處理步驟，樣品成分復雜，運行成本大，富集和檢測均需要較長的時間，極大地影響了分析速度和準確度，無法進行大范圍、連續自動監測，更不能實現走航方式對表層海水和大氣中揮發性硫化物的同時檢測。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于解決目前國內現有技術和設計原理在該領域內的缺陷和不足，根據現代分析化學和儀器分析的最新發展成果提出。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:在船載走航過程中，通過捕集解吸的方式，富集海洋上空大氣中揮發性硫化物，測定并計算出大氣中硫化物的濃度為C1 ;將海洋大氣與表層海水經噴淋式水氣平衡器達到動態平衡，通過捕集解吸方式，富集平衡氣中揮發性硫化物，測定并計算出平衡氣中硫化物的濃度為C2 ;將平衡氣中硫化物濃度C2減去大氣中硫化物濃度C1，計算出表層海水中揮發性硫化物的濃度為ACs = C2-Cp通過不斷地對CpC2進行檢測，即可實現對表層海水與大氣中揮發性硫化物的走航檢測，并應用于海洋環境監測。本發明采用雙通道設計，通過走航方式，同時檢測表層海水和大氣中揮發性硫化物，測定結果準確可靠，無需任何化學試劑，避免二次污染，可實現船載走航、連續、實時、在線檢測。
[0005]本發明的目的還在于提供上述表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法的應用流程，以使這種表層海水與大氣中揮發性硫化物的檢測新方法滿足上述要求。
[0006]本發明的目的是由以下技術方案實現的，研制了一種表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法，其特征是:
[0007](I)、大氣中揮發性硫化物檢測方法:分別設置:大氣80mL/min，零氣200mL/min，助燃氣200mL/min, 二氧化硫標氣50mL/min, 二氧化硫標氣濃度IOppm,定量管體積0.5mL,催化氧化爐溫度280°C，捕集溫度-10°C，捕集時間5min，解吸溫度200°C，解吸時間2min ；
[0008]空氣泵1-1采集海洋大氣，經水氣分離器1-3除水，進入捕集解吸室2-1、捕集管
2-3，在低溫條件下捕集富集，捕集完成，升溫解吸，解吸出來的樣品氣與助燃氣混合，進入催化氧化爐3-5，第一石英反應管3-6，通過加溫和催化劑作用下，樣品氣中的硫化物定量轉化為二氧化硫和水，膜干燥管3-8脫水后進入紫外熒光檢測器3-10，檢測二氧化硫的含量，經過定量換算，計算出大氣中硫化物濃度為C1 ；
[0009](2)、平衡氣中揮發性硫化物檢測方法:分別設置:平衡氣80mL/min，零氣200mL/min,助燃氣200mL/min, 二氧化硫標氣50mL/min, 二氧化硫標氣濃度IOppm,定量管體積
0.5mL,催化氧化爐溫度280°C，捕集溫度_10°C，捕集時間5分鐘，解吸溫度200°C，解吸時間2分鐘；
[0010]空氣泵1-1采集海洋大氣,船載潛水泵采集表層海水,海洋大氣與表層海水經噴淋式水氣平衡器1-2達到動態平衡，平衡氣經水氣分離器1-3除水，進入捕集解吸室2-1、平衡氣捕集管2-2，在低溫條件下捕集富集，捕集完成，升溫解吸，解吸出來的樣品氣與助燃氣混合，進入催化氧化爐3-5，第二石英反應管3-7，通過加溫和催化劑作用下，樣品氣中的硫化物定量轉化為二氧化硫和水，膜干燥管3-9脫水后進入紫外熒光檢測器3-10，檢測二氧化硫的含量，經過定量換算，計算出平衡氣中硫化物濃度為C2 ；
[0011](3)、表層海水中揮發性硫化物檢測方法:將上述檢測的平衡氣中硫化物濃度C2減去大氣中硫化物濃度C1，計算出表層海水中揮發性有機硫化物的濃度。
[0012]所述的空氣泵1-1為小型抽氣泵，入口處安裝過濾器，濾除空氣顆粒物，出口分為二個通道，空氣泵總流量控制在160?200mL/min，大氣通道流量為80?100mL/min，平衡氣通道流量為80?100mL/min。
[0013]所述的水氣分離器1-3為不銹鋼長方體，雙通道設計，內有二支水氣分離管，管內填充脫水劑，分別用于大氣和平衡氣的水氣分離，外有溫度控制器及加熱件，用于脫水劑再生處理。
[0014]所述的水氣平衡器1-2是一個圓柱形的有機玻璃容器，采用噴淋式設計，其內填充有玻璃圓球，底部有一個多孔砂芯玻璃片，設有空氣入口、平衡氣出口、海水入口 1-4、海水出口 1-5。
[0015]所述的捕集解吸室2-1，安裝平衡氣捕集管2-2和大氣捕集管2-3，管內填充Tannax吸附劑，半導體制冷器2_5控制捕集溫度在_5?_20°C，熱敏電阻器2_4控制解吸溫度在150?250°C。[0016]所述的催化氧化爐3-5為雙氣路開閉式恒溫爐，爐內安裝第一石英反應管3-6和第二石英反應管3-7，管內填充催化劑，第一石英反應管3-6為大氣反應管，第二石英反應管3-7為平衡氣反應管，催化氧化過程控制反應溫度在250?350°C。
[0017]所述的紫外熒光檢測器3-10是雙通道設計，分別檢測大氣和平衡氣中的二氧化硫的濃度，激發光源為鋅燈，檢測波長240nm，由工控機3_11實現檢測過程人機對話、數據采集、數據計算。
[0018]所述的表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法應用于海洋調查船或科考船，采取走航方式的動態檢測。
[0019]本發明的特點與有益效果是:本發明采用雙通道設計，可同時檢測表層海水和大氣中揮發性硫化物，無需任何化學試劑，不會對環境和水體造成二次污染，檢測過程快速準確，重現性好，結果穩定可靠，適合于各種水體揮發性硫化物濃度的檢測，尤其適合于海洋調查船或科考船以走航方式動態檢測，并可實現檢測過程自動化運行，可長時間實時、在線、連續監測，適宜廣泛推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發明應用流程結構示意圖【具體實施方式】
[0021]參見圖1，本發明研制了一種表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法，采取如下步驟:
[0022](I)、大氣中揮發性硫化物檢測方法:分別設置:大氣80mL/min，零氣200mL/min，助燃氣200mL/min, 二氧化硫標氣50mL/min, 二氧化硫標氣濃度IOppm,定量管體積0.5mL,催化氧化爐溫度280°C，捕集溫度-10°C，捕集時間5min，解吸溫度200°C，解吸時間2min ；
[0023]空氣泵1-1采集海洋大氣，經水氣分離器1-3除水，進入捕集解吸室2-1、捕集管
2-3，在低溫條件下捕集富集，捕集完成，升溫解吸，解吸出來的樣品氣與助燃氣混合，進入催化氧化爐3-5，第一石英反應管3-6，通過加溫和催化劑作用下，樣品氣中的硫化物定量轉化為二氧化硫和水，膜干燥管3-8脫水后進入紫外熒光檢測器3-10，檢測二氧化硫的含量，經過定量換算，計算出大氣中硫化物濃度為C1 ；
[0024](2)、平衡氣中揮發性硫化物檢測方法:分別設置:平衡氣80mL/min，零氣200mL/min,助燃氣200mL/min, 二氧化硫標氣50mL/min, 二氧化硫標氣濃度IOppm,定量管體積
0.5mL,催化氧化爐溫度280°C，捕集溫度_10°C，捕集時間5分鐘，解吸溫度200°C，解吸時間2分鐘；
[0025]空氣泵1-1采集海洋大氣,船載潛水泵采集表層海水,海洋大氣與表層海水經噴淋式水氣平衡器1-2達到動態平衡，平衡氣經水氣分離器1-3除水，進入捕集解吸室2-1、平衡氣捕集管2-2，在低溫條件下捕集富集，捕集完成，升溫解吸，解吸出來的樣品氣與助燃氣混合，進入催化氧化爐3-5，第二石英反應管3-7，通過加溫和催化劑作用下，樣品氣中的硫化物定量轉化為二氧化硫和水，膜干燥管3-9脫水后進入紫外熒光檢測器3-10，檢測二氧化硫的含量，經過定量換算，計算出平衡氣中硫化物濃度為C2 ；
[0026](3)、表層海水中揮發性硫化物檢測方法:將上述檢測的平衡氣中硫化物濃度(:2減去大氣中硫化物濃度C1，計算出表層海水中揮發性有機硫化物的濃度。
[0027]所述的空氣泵1-1為小型抽氣泵，入口處安裝過濾器，濾除空氣顆粒物，出口分為二個通道，空氣泵總流量控制在160?200mL/min，大氣通道流量為80?100mL/min，平衡氣通道流量為80?100mL/min。
[0028]所述的水氣分離器1-3為不銹鋼長方體，雙通道設計，內有二支水氣分離管，管內填充脫水劑，分別用于大氣和平衡氣的水氣分離，外有溫度控制器及加熱件，用于脫水劑再生處理。
[0029]所述的水氣平衡器1-2是一個圓柱形的有機玻璃容器，采用噴淋式設計，其內填充有玻璃圓球，底部有一個多孔砂芯玻璃片，設有空氣入口、平衡氣出口、海水入口 1-4、海水出口 1-5。
[0030]所述的捕集解吸室2-1，安裝平衡氣捕集管2-2和大氣捕集管2-3，管內填充Tannax吸附劑，半導體制冷器2_5控制捕集溫度在_5?_20°C，熱敏電阻器2_4控制解吸溫度在150?250°C。
[0031]所述的催化氧化爐3-5為雙氣路開閉式恒溫爐，爐內安裝第一石英反應管3-6和第二石英反應管3-7，管內填充催化劑，第一石英反應管3-6為大氣反應管，第二石英反應管3-7為平衡氣反應管，催化氧化過程控制反應溫度在250?350°C。
[0032]所述的紫外熒光檢測器3-10是雙通道設計，分別檢測大氣和平衡氣中的二氧化硫的濃度，激發光源為鋅燈，檢測波長240nm，由工控機3_11實現檢測過程人機對話、數據采集、數據計算。
[0033]所述的表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法應用于海洋調查船或科考船，采取走航方式的動態檢測。
[0034]本發明為了確保上述檢測方法更好的實現，提供了表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法的應用流程，該應用流程是由樣品采集組件、捕集解吸組件、氧化檢測組件、氣路轉換組件、供氣系統等技術組件構成的，具體連接方式如下:
[0035]所述的樣品采集組件是由空氣泵1-1、水氣平衡器1-2、水氣分離器1-3構成的。空氣泵1-1上通道直接與水氣分離器1-3的大氣通道連接，下通道與水氣平衡器1-2的氣體入口連接；水氣平衡器1-2下端設有空氣入口，頂端設有平衡氣出口，海水入口 1-4與船載潛水泵連接，海水出口 1-5連接導管排空，頂端的氣體出口與水氣分離器1-3的平衡氣通道連接；水氣分離器1-3大氣通道出口通過三通換向閥1-6與六通閥4-2接口 Ib連接，水氣分離器1-3平衡氣通道出口通過三通換向閥1-7與六通閥4-1接口 Ia連接；三通換向閥1-6和三通換向閥1-7各有一個排放口，用于水氣分離器脫水劑再生時廢水排放。所有管路和接口均用聚四氟乙烯軟管和密封件。
[0036]所述的捕集解吸組件是由捕集解吸室2-1、捕集管(2-2、2_3)、熱敏電阻器2_4、半導體制冷器2-5構成的。捕集管2-2為平衡氣捕集管，其入口與六通閥4-1接口 2a連接，出口與六通閥4-1接口 5a連接；捕集管2-3為大氣捕集管，其入口與六通閥4-2接口 2b連接，出口與六通閥4-2接口 5b連接；捕集解吸室安裝熱敏電阻器2-4和半導體制冷器2-5，通過溫度控制器調節捕集和解吸溫度。
[0037]所述的氧化檢測組件是由催化氧化爐3-5、石英反應管(3-6、3_7)、膜干燥管(3-8、3-9)、紫外熒光檢測器3-10、工控機3-11組成。石英反應管3-6為大氣反應管，其入口與氣體混合器3-1連接，出口與膜干燥管3-8連接，進入紫外熒光檢測器的大氣檢測通道；石英反應管3-7為平衡氣反應管，其入口由三通換向閥3-4切換，可分別與氣體混合3-2、
3-3連接，出口與膜干燥管3-9連接，進入紫外熒光檢測器的平衡氣檢測通道，工控機3-11實現檢測過程的人機對話、數據采集、數據計算。
[0038]所述的氣路轉換組件是由六通閥4-1、六通閥4-2、六通閥4-3組成的。六通閥4_1控制平衡氣進入捕集管的捕集與解吸的氣路連接與切換，設有二種狀態六個接口，捕集狀態為Ia與2a通、3a與4a通、5a與6a通；解吸狀態為Ia與6a通、2a與3a通、4a與5a通；六個接口的連接方式:接口 Ia與三通換向閥1-7連接，接口 2a與捕集管2-2入口連接，接口 3a與流量調節器7-2、零氣鋼瓶7-1連接，接口 4a與氣體混合器3_2連接，接口 5a與捕集管2-2出口連接，接口 6a為排放出口。六通閥4-2控制大氣進入捕集管的捕集與解吸的氣路連接與切換，設有二種狀態六個接口，捕集狀態為Ib與2b通、3b與4b通、5b與6b通；解析狀態為Ib與6b通、2b與3b通、4b與5b通；六個接口的連接方式:接口 Ib與三通換向閥1-6連接，接口 2b與捕集管2-3入口連接，接口 3b與流量調節器7-3、零氣鋼瓶7-1連接，接口 4b與氣體混合器3-1連接，接口 5b與捕集管2-3出口連接，接口 6b為排放出口。六通閥4-3控制樣品測定與校準標定的氣路連接與轉換，設有二種狀態六個接口，測定狀態為Ic與2c通、3c與4c通、5c與6c通；標定狀態為Ic與6c通、2c與3c通、4c與5c通；六個接口的連接方式:接口 Ic與氣體混合器3-3連接，接口 2c與流量調節器7-4、零氣鋼瓶7-1連接，接口 3c與6c之間通過定量管連接，接口 4c與流量調節器6-2、標氣鋼瓶6_1、連接，接口 5c為排放出口。
[0039]所述的供氣組件是由助燃氣鋼瓶5-1、標氣鋼瓶6-1、零氣鋼瓶7-1組成。助燃氣鋼瓶5-1氣體經減壓閥出口分為三路，分別與流量調節器(5-2、5-3、5-4)連接，流量調節器5-2與氣體混合氣3-3連接，流量調節器5-3與氣體混合氣3-2連接，流量調節器5_4與氣體混合氣3-1連接；標氣鋼瓶6-1氣體經減壓閥、流量調節器6-2與六通閥4-3接口 4c連接；零氣鋼瓶7-1氣體經減壓閥出口分為三路，分別與流量調節器(7-2、7-3、7-4)連接，流量調節器7-2與六通閥4-1接口 3a連接，流量調節器7-3與4_2接口 3b連接，流量調節器7-4與六通閥4-3接口 2c連接。
[0040]本發明中各組件具體要求和檢測原理如下:
[0041]樣品采集組件:該組件需要同時采集大氣和平衡氣樣品，大氣直接由空氣泵實時采集，平衡氣是表層海水與大氣在水氣平衡器中達到動態平衡時而獲得。表層海水連續不斷地被泵入噴淋式水氣平衡器，從上往下流動，大氣從水氣平衡器底部泵入，與海水相向流動，建立動態平衡后的平衡氣從頂端進入水氣分離器，平衡后的海水從水氣平衡器底端排出，整個過程的連續運行使得水氣到達動態平衡，平衡氣進入水氣分離器，水蒸氣被脫水劑吸附，揮發性有機硫化物在空氣的推動下進入捕集解析組件。當水氣分離器內的脫水劑達到飽和時，通過加熱件和溫度控制器使水氣分離器升至一定溫度，將吸附劑中的水氣脫除并再生，脫除的水通過三通電磁閥的出口排放。通過調節氣體流量、流速、吹掃時間使揮發性硫化物氣提效率達最佳狀態。
[0042]捕集解吸組件:該組件需要同時捕集富集大氣和平衡氣樣品中揮發性硫化物，在捕集解吸室內安裝有二支捕集管，管內填入分子篩吸附劑，在低溫條件下分別捕集大氣和平衡氣中硫化物，捕集完成升溫解吸。調節半導體制冷器的溫度，以獲得最佳捕集效果，捕集完成，熱敏電阻將捕集管迅速升溫，從而使揮發性硫化物從捕集管中解吸，零氣作為載氣，樣品氣在載氣推動下，進入氧化檢測組件。
[0043]氧化檢測組件:分別將大氣和平衡氣中硫化物定量轉化為二氧化硫，并進行檢測。設計了一種小型開閉式恒溫催化反應爐，爐內安裝有二支石英反應管，管內填充催化劑，大氣和平衡氣樣品分別與助燃氣混合進入石英反應管，在一定溫度和催化劑作用下迅速氧化為二氧化硫和水，經過膜干燥管脫除其中的水分，進入紫外熒光檢測器，二氧化硫含量檢測波長為214nm。零氣測定為基線值，通過測定已知濃度二氧化硫標準氣體的響應值，再測定未知濃度樣品的響應值，便可計算出樣品中二氧化硫的含量。檢測過程由工控機控制、運行、數據計算。
[0044]氣路轉換組件:由三個六通閥和連接管組成，每個六通閥有二種狀態，六個接品，分別實現大氣樣品捕集解吸、平衡氣樣品捕集解吸、樣品測定與標定過程的氣路連接與轉換功能。
[0045]供氣系統:主要實現氣體的供給、轉換與流量調節。助燃氣為空氣或氧氣，主要用于輔助有機硫化物轉化為二氧化硫；標準氣是已知濃度的二氧化硫標準氣體，用于定量測定、標準工作曲線繪制與校準標定；零氣為不含二氧化硫的空白氣體，可為高純氮氣或高純氦氣，在捕集、解吸、氧化過程相當于載氣作用，在檢測過程相當于背景基線。
[0046]本發明具體檢測方法如下:
[0047]1、儀器標定
[0048]分別設置:零氣200mL/min,助燃氣200mL/min, 二氧化硫標氣50mL/min, 二氧化硫標氣濃度lOppm，定量管體積0.5mL，催化氧化爐的溫度280°C。
[0049]在系統菜單選擇《標準測定》按鈕，六通閥4-1為平衡氣捕集狀態，六通閥4-2為大氣捕集狀態，六通閥4-3處于測定狀態。零氣7-1經流量調節器7-4，沿六通閥4-3接口2c、Ic進入氣體混合器3-3與助燃氣混合后，依次通過催化氧化爐3-5、石英反應管3-7、膜干燥管3-9、進入紫外熒光檢測器3-10，從檢測器的廢氣排出口排出。在顯示器上實時顯示出時間-濃度變化曲線，該曲線為基線。二氧化硫標氣6-1經流量調節器6-2，沿六通閥4-3接口 4c、3c、定量管、6c、5c出口排空，標氣沖洗并填充定量管。
[0050]在系統菜單選擇《標定》按鈕，六通閥4-1為平衡氣捕集狀態，六通閥4-2為大氣捕集狀態，六通閥4-3處于標定狀態。零氣7-1經流量調節器7-4，沿六通閥4-3接口 2c、3c、定量管、6c、Ic進入氣體混合器3-3與助燃氣混合后，依次通過催化氧化爐3-5、石英反應管
3-7、膜干燥管3-9、進入紫外熒光檢測器3-10，從檢測器的廢氣排出口排出。零氣將定量管中的二氧化硫標準氣體帶入紫外熒光檢測器進行檢測，在顯示器上實時顯示出時間-濃度變化曲線，為曲線為標氣測量的數據。
[0051]2、樣品測定
[0052]2.1大氣中硫化物含量C1的測定:
[0053]分別設置:大氣80mL/min,零氣200mL/min,助燃氣200mL/min, 二氧化硫標氣50mL/min, 二氧化硫標氣濃度IOppm,定量管體積0.5mL,催化氧化爐溫度280°C,捕集溫度_10°C，捕集時間5min，解吸溫度200°C，解吸時間2min。
[0054]在系統菜單選擇《大氣測定》按鈕，此時，六通閥4-1為平衡氣捕集狀態，六通閥
4-2為大氣捕集狀態，六通閥4-3為測定狀態。零氣7-1經流量調節器7-3，沿六通閥4_2接口 3b、4b進入氣體混合器3-1與助燃氣混合后，依次通過催化氧化爐3-5、石英反應管3-6、膜干燥管3-8、進入紫外熒光檢測器大氣檢測通道，從檢測器的廢氣口排出。在顯示器上實時顯示出時間-濃度變化曲線,該曲線為基線。
[0055]單擊《測定開始》按鈕，海洋大氣由空氣泵1-1依次通過水氣分離器1-3、三通換向閥1-6、六通閥4-2接口 lb、2b，進入大氣捕集管2-3進行捕集、未被捕集的氣體經六通閥
4-2的5b、6b后排空。5分鐘后，軟件彈出對話框《是否進行解吸并測定？》選擇《是》，捕集解吸室2-1自動升溫，六通閥4-2自動切換為解析狀態，六通閥4-3仍保持測定狀態，2分鐘后，零氣7-1經流量調節器7-3，沿六通閥4-2接口 3b、2b進入大氣捕集管2_3，攜帶出硫化物氣體，經過六通閥4-2接口 5b、4b進入氣體混合器3-1與助燃氣混合，催化氧化爐3-5、石英反應管3-6，膜干燥管3-8、紫外熒光檢測器大氣檢測通道，即大氣中含硫化物的樣品氣被催化氧化為二氧化硫氣體后進入紫外熒光檢測器進行檢測，在顯示屏上可以觀察到二氧化硫濃度的實時變化曲線，為大氣樣品測量的數據，儀器根據校準和標定的結果自動計算出大氣中有機硫化物的濃度Q。
[0056]2.2平衡氣中有機硫的含量C2測定:
[0057]分別設置:平衡氣80mL/min,零氣200mL/min,助燃氣200mL/min, 二氧化硫標氣50mL/min, 二氧化硫標氣濃度IOppm,定量管體積0.5mL,催化氧化爐溫度280°C,捕集溫度-10°C，捕集時間5分鐘，解吸溫度200°C，解吸時間2分鐘。
[0058]在系統菜單選擇《平衡氣測定》按鈕，此時，六通閥4-1為平衡氣捕集狀態，六通閥
4-2為大氣捕集狀態，六通閥4-3為測定狀態。零氣7-1經流量調節器7-2，沿六通閥4_1接口 3a、4a進入氣體混合器3_2與助燃氣混合后，依次通過催化氧化爐3_5、石英反應管3_7、膜干燥管3-9、進入紫外熒光檢測器平衡氣檢測通道，從檢測器的廢氣口排出。在顯示器上實時顯示出時間-濃度變化曲線,該曲線為基線。
[0059]單擊《測定開始》按鈕，海洋大氣由空氣泵1-1依次通過水氣平衡器1-2、水氣分離器1-3、三通換向閥1-7、六通閥4-1接口 la、2a，進入平衡氣捕集管2_2進行捕集，未被捕集的氣體經六通閥4-1接口 5a、6a排空。5分鐘后，軟件彈出對話框《是否進行解吸并測定？》選擇《是》，捕集解吸室2-1自動升溫、六通閥4-1自動切換為解析狀態，六通閥4-3仍保持測定狀態，2分鐘后，零氣7-1經流量調節器7-2，沿六通閥4-1接口 3a、2a進入平衡氣捕集管2-2，攜帶出硫化物氣體，經過六通閥4-1接口 5a、4a進入氣體混合器3_2與助燃氣混合，依次通過催化氧化爐3-5、石英反應管3-7，膜干燥管3-9、紫外熒光檢測器平衡氣檢測通道，即平衡氣中含硫化物的樣品氣被催化氧化為二氧化硫氣體后進入紫外熒光檢測器進行檢測，在顯示屏上可以觀察到二氧化硫濃度的實時變化曲線，為平衡氣樣品測量的數據，儀器根據校準和標定的結果自動計算出平衡氣中有機硫化物的濃度C2。
[0060]大氣和平衡氣在捕集、解吸、測定過程同時進行。
[0061]2.3表層海水中揮發性有機硫化物的含量測定:
[0062]將檢測的平衡氣中硫化物濃度C2減去大氣中硫化物濃度C1,計算出表層海水中揮發性有機硫化物的濃度。
[0063]另外，本發明并不意味著被示意圖及說明書所局限，在沒有脫離設計宗旨及其原理的前提下可以有所變化。
【權利要求】
1.表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法，其特征是: (1)、大氣中揮發性硫化物檢測方法:分別設置:大氣80mL/min，零氣200mL/min，助燃氣200mL/min, 二氧化硫標氣50mL/min, 二氧化硫標氣濃度IOppm,定量管體積0.5mL,催化氧化爐溫度280°C，捕集溫度-10°C，捕集時間5min，解吸溫度200°C，解吸時間2min ； 空氣泵1-1采集海洋大氣，經水氣分離器1-3除水，進入捕集解吸室2-1、捕集管2-3，在低溫條件下捕集富集，捕集完成，升溫解吸，解吸出來的樣品氣與助燃氣混合，進入催化氧化爐3-5，第一石英反應管3-6，通過加溫和催化劑作用下，樣品氣中的硫化物定量轉化為二氧化硫和水，膜干燥管3-8脫水后進入紫外熒光檢測器3-10，檢測二氧化硫的含量，經過定量換算，計算出大氣中硫化物濃度為C1 ； (2)、平衡氣中揮發性硫化物檢測方法:分別設置:平衡氣80mL/min，零氣200mL/min，助燃氣200mL/min, 二氧化硫標氣50mL/min, 二氧化硫標氣濃度IOppm,定量管體積0.5mL,催化氧化爐溫度280°C，捕集溫度-10°C，捕集時間5分鐘，解吸溫度200°C，解吸時間2分鐘； 空氣泵1-1采集海洋大氣，船載潛水泵采集表層海水，海洋大氣與表層海水經噴淋式水氣平衡器1-2達到動態平衡，平衡氣經水氣分離器1-3除水，進入捕集解吸室2-1、平衡氣捕集管2-2，在低溫條件下捕集富集，捕集完成，升溫解吸，解吸出來的樣品氣與助燃氣混合，進入催化氧化爐3-5，第二石英反應管3-7，通過加溫和催化劑作用下，樣品氣中的硫化物定量轉化為二氧化硫和水，膜干燥管3-9脫水后進入紫外熒光檢測器3-10，檢測二氧化硫的含量，經過定量換算，計算出平衡氣中硫化物濃度為C2 ； (3)、表層海水中揮發性硫 化物檢測方法:將上述檢測的平衡氣中硫化物濃度C2減去大氣中硫化物濃度C1，計算出表層海水中揮發性有機硫化物的濃度。
2.根據權利要求1所述的表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法，其特征在于:所述的空氣泵1-1為小型抽氣泵，入口處安裝過濾器，濾除空氣顆粒物，出口分為二個通道，空氣泵總流量控制在160~200mL/min，大氣通道流量為80~100mL/min，平衡氣通道流量為 80 ~10OmT ,/mi η。
3.根據權利要求1所述的表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法，其特征在于:所述的水氣分離器1-3為不銹鋼長方體，雙通道設計，內有二支水氣分離管，管內填充脫水劑，分別用于大氣和平衡氣的水氣分離，外有溫度控制器及加熱件，用于脫水劑再生處理。
4.根據權利要求1所述的表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法，其特征在于:所述的水氣平衡器1-2是一個圓柱形的有機玻璃容器，采用噴淋式設計，其內填充有玻璃圓球，底部有一個多孔砂芯玻璃片，設有空氣入口、平衡氣出口、海水入口 1-4、海水出口1-5。
5.根據權利要求1所述的表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法，其特征在于:所述的捕集解吸室2-1，安裝平衡氣捕集管2-2和大氣捕集管2-3，管內填充Tannax吸附劑，半導體制冷器2-5控制捕集溫度在-5~-20°C，熱敏電阻器2-4控制解吸溫度在150~250。。。
6.根據權利要求1所述的表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法，其特征在于:所述的催化氧化爐3-5為雙氣路開閉式恒溫爐，爐內安裝第一石英反應管3-6和第二石英反應管3-7，管內填充催化劑，第一石英反應管3-6為大氣反應管，第二石英反應管3-7為平衡氣反應管，催化氧化過程控制反應溫度在250~350°C。
7.根據權利要求1所述的表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法，其特征在于:所述的紫外熒光檢測器3-10是雙通道設計，分別檢測大氣和平衡氣中的二氧化硫的濃度，激發光源為鋅燈，檢測波長240nm，由工控機3_11實現檢測過程人機對話、數據采集、數據計算。
8. 根據權利要求1-7任一權利所述的表層海水與大氣中揮發性硫化物檢測新方法應用于海洋調查船或科考船以走航方式動態檢測。
【文檔編號】G01N1/40GK103487413SQ201210194554
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月7日 優先權日:2012年6月7日
【發明者】鄭曉玲, 何鷹, 王保棟, 王艷君 申請人:國家海洋局第一海洋研究所