[发明专利]一种静态箱温室气体采集法驱动装置

说明书

本发明属于环境科学与工程领域，是一种适用于以静态箱法采集湿地所释放的温室气体时的驱动装置。本发明分为3个单元，包括位于前部的往复被动单元、后部的驱动单元和底部的支撑单元。往复被动单元包括被动杆、抽气室、气活塞、进出气嘴；驱动单元包括手动驱动轴、主动盘、固定环、驱动柱；支撑单元包括主动盘竖向支撑、固定环竖向支撑、前后水平连接支座、左右水平连接支座。转动手动驱动轴可使驱动柱带动被动杆和气活塞在抽气室中作以主动盘圆心为中心的辐射状往复运动。本发明能够同步精确控制多个气体样品的采集时间和采集量，能够提高气体样品的采集效率。

技术领域

本发明属于环境科学与工程领域，涉及一种温室气体采集的驱动装置，尤其是适用于以静态箱法采集湿地所释放的温室气体时的驱动装置。

背景技术

温室气体主要包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等6种气体，其特性是能够吸收和释放红外辐射。因此，温室气体的过度排放将导致大气温度上升，并对于地球环境和大气产生一系列负面影响，诸如海平面上升、气候变化、动植物的生长繁育异常和农业种植产量改变等等。近年来温室气体的形成机理、释放机制和防控技术的研究成为科研工作关注的焦点。

湿地被称为地球之肾，广义的湿地包括人工湿地和自然湿地，均具有多种生态和环境的调节功能，诸如保护生物多样性，径流调节，水质改善等。由于人工湿地具有建设投资较省、运行管理简便、污水处理成本低廉等优点，近年来应用范围日益广泛。无论是人工湿地还是自然湿地，湿地植物在其中均扮演了重要角色，不但直接吸收和转化营养元素，同时根系分泌多种有机物质，对微生物的生长繁殖和种群结构转化起到了极为重要的影响。但是不可忽视的是，湿地和人工湿地中的水生植物在生长发育过程中会向大气中释放如CO₂、N₂O以及CH₄等多种温室气体，因此，研究污染物迁移转换过程中的温室气体释放机制同样是湿地科学中值得关注的关键问题。

静态箱法是湿地温室气体采集的主要方法。静态箱法的主要操作步骤如下：首先在不损伤湿地植物的前提下，将多个底部敞口的不透光的黑箱扣于湿地植物的上端，底部放置于湿地泥土或者水中并密封，然后利用抽气装置连接在黑箱的通气管上，在不同的时间段内抽取箱内的气体，并转移进入气袋内，最后在实验室内利用气相色谱仪进行温室气体成分和数量分析，并据此计算温室气体释放通量。为达到准确计算和比较不同的实验处理间温室气体释放的异同，在采气过程中，要求在相同的时间区间内采集同样容积的静态箱内的气体。因此，在采气过程中，一是要求注射器在抽取温室气体时各个箱体之间在动作上同步，例如同时开始抽气，同时结束抽气，以避免引起的时间计量方面的偏差；二是抽气装置的容量要保持一致，并且多个活塞运行的行程要严格一致，以避免引起的采气容量计量方面的偏差。为达到上述两点要求，在实际操作过程中，往往需要3个以上的人分别拿着相同的抽取装置，尽量保持同步操作。因此，采用单个抽取装置的传统的静态箱法不但需要多人密切配合，而且需要采气人员具有较为熟练的个人操作技巧和相互之间的默契配合，同时注意力在整个过程中要高度集中。但是，由于人员素质和精力上的不确定性，往往导致采气过程中时间上的同步性和动作上的精确性不能得到必要的保证，导致温室气体采集实验存在较大的偶然误差。

发明内容

本发明是针对现有湿地温室气体采集过程中存在的上述问题，提供一种适用于以静态箱法实现同时同步采气，保证采气量相等，高效采气的温室气体采集驱动装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现。