[实用新型]在线水溶气汞采样分析装置

说明书

本实用新型的在线水溶气汞采样分析装置，包括水箱，水箱与水源通过进水管连通，进水管上安装有水泵，气液分离器通过输水管与水箱的底部连通，气液分离器的底部还设置有进气管，进气管上安装有气泵，气液分离器的顶部设置有输气管，输气管与塞曼汞分析单元连接。本实用新型的在线水溶气汞采样分析装置可满足各种复杂条件下稳定可靠的一致性采样要求，依托稳定采样实现水溶气态汞含量的精准测定，适用于水溶气汞全自动连续在线监测及定点测定。本实用新型的在线水溶气汞采样分析装置可实现全自动连续采样、吹气、鼓泡，源源不断的对地下水溢出气及溶解气中的汞进行有效分离，并将其带入具有塞曼背景校正功能的测汞仪中，真正实现定点实时连续监测气态汞的浓度。

技术领域

本实用新型涉及水中气态汞采集、分离、测定的汞分离测量系统，特别是涉及一种直接连续在线水溶气汞采样分析装置。

背景技术

汞元素作为地震地下流体研究中的一项重要指标，被用来研究地壳断裂活动和地震孕育前兆过程。在我国地震地下流体监测中，汞观测台网一直占据着重要的地位。通过对地震活动过程中断层气汞前兆异常特征及灵敏程度的研究结果表明,无论是水汞或断层气汞的浓度变化与地震都有高度相关。根据地震监测、预报及科学研究需要，精准监测地球化学中水汞及气汞浓度变化是非常有必要的，也为地震监测预报和科学研究提供准确可靠及时完整的观测资料。

监测目标：水溶气汞：地下水中溢出气和溶解气中的汞连续监控；水中汞：观测井取样实验室定点检测水中汞含量。土壤气汞：直接现场便携测定土壤气汞变化。

地下流体汞监测具有以下特点：(1)地下流体中汞浓度变化范围大，从极低的汞背景值到异常时的异常高值，要求仪器有极低的检出限和较宽的线性范围；(2)地下流体样品的湿度大，气体成份复杂，要求仪器有较强的抗腐蚀抗干扰能力；(3)地下流体汞的监测为连续观测，因为采样分析条件不一样，要求仪器有较高的稳定性，长期运行的可靠性和较强的环境适应性。因此，影响汞固定观测效果的因素也就比较多，主要包括环境因素、观测系统的影响以及仪器校准和仪器老化等，这些影响因素也是汞观测中亟需解决的技术问题。

汞的测试方法有：冷原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、金膜传感器法、分光光度法、电热原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、X射线荧光光谱法和同位素稀释质谱法等。冷原子吸收光谱法是目前痕量汞分析中应用最广泛的方法之一；原子荧光光谱法是一种独特的痕量分析技术，兼有原子发射和原子吸收光谱法的优点；金膜传感器法是近几年来国内迅速发展起来的一种测试方法。

井口脱气装置是数字化气汞观测系统的一个重要技术环节，在观测过程中，各观测(井)泉的实际情况不同，按水温高低分类有热水井和冷水井，按流量大小分类有大流量井、小流量井、抽水井和非抽水井等，井口装置应因井而异，不同类型的观测井应采用不同类型的井口装置，包括脱气装置的材料、大小与形状、排水口设计等方面。根据地下流体观测井的实际情况，会选择不同的水气分离装置，不同类型的水气分离装置气汞分离效率不同，造成采样进气条件不一致，进而影响测定数值。

当前地震水文地球化学观测中的水溶气汞监测主要是在自流观测井中通过集气/脱气装置将水中气汞分离出来，然后将混合气体抽入测汞仪进行分析，并未配备一体化集成的系统。当前该类产品技术的主要问题如下：

1、采样条件不一致：由于使用现场条件不同，各种集气及采气装置自行配备，没有统一规格，无法实现一致稳定的最优化进样条件，该集气脱气装置为每小时集气抽气测定。汞元素本身可溶于水，此类集气脱气处理，容易产生汞吸附损失，导致测定结果偏差较大。同时，由于地震台网汞测定需要不同区域同时测定汞异常值作为判断地壳变化的依据，非统一化的集气采气装置会影响测定结果的可比性。

2、汞损失问题：现有技术分析测量主要采用金丝富集—热解检测法和金膜传感器法。由于自流观测井中水溶气汞湿度和酸性气体较大，捕汞金丝管和金膜很容易受到酸气和湿气影响，进而影响监测结果；其次，金丝管法气流流速较慢，在采样进气部分容易产生汞损失，造成分析结果不准确。