[发明专利]深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置与甲烷循环表征方法

说明书

本发明提出了一种深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置，包括连续式流体供应单元、渗漏过程模拟与监测单元、增压单元和数据采集与显示单元；连续式流体供应单元用于生成饱和甲烷流体并微流量地注入到渗漏过程模拟与监测单元中；渗漏过程模拟与监测单元用于模拟与周围环境条件有物质交换的甲烷渗漏过程；增压单元与连续式流体供应单元、渗漏过程模拟与监测单元均相连；数据采集与显示单元与连续式流体供应单元、渗漏过程模拟与监测单元、增压单元电性连接，实现在深海原位温度、压力条件下，采用开放体系模式对甲烷渗漏过程进行连续模拟。本发明还提出一种甲烷循环表征方法，为准确估算海洋碳循环模式，积极主动应对气候变化提供重要的基础。

技术领域

本发明涉及海洋环境生态工程技术领域，特别是涉及一种深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置与甲烷循环表征方法。

背景技术

甲烷是比二氧化碳温室效应强二十多倍的温室气体，研究表明，海底甲烷释放可进入上覆水环境，甚至大气环境。目前全球甲烷和碳循环模型中较少来自海底甲烷释放的估算偏低。主要原因是对海底甲烷的释放的循环模式，尤其是沉积层-海水界面甲烷复杂的物理-化学-生物转换规律认识不清楚。由于深海进入的困难，以及长周期、大范围观测面临成本高，大型仪器装备运维难度大等难题，迫切需要对深海甲烷释放过程进行长周期连续原位模拟、参数在线监测的装置与技术方法，建立准确的海底甲烷循环核算方法。

现有公开的甲烷核算方法中，大体是废弃物焚烧处理产生的甲烷排放的核算方法等陆地大气环境中的核算方法，虽然可以针对废弃物焚烧处理产生的甲烷排放进行全面有效的核算，以解决现有废弃物焚烧处理产生的温室气体排放核算不全面的问题，建立健全温室气体统计核算制度和体系，但其并并未考虑深海甲烷实际的迁移转化过程，不适用于深海环境。

发明内容

本发明为了解决以上至少一种技术缺陷，提供一种深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置与甲烷循环表征方法，建立了在深海原位的温度、压力条件下，甲烷渗漏长周期连续过程模拟装置，建立能够适应不同深度的甲烷核算方法，为准确估算海洋碳循环模式，积极主动应对气候变化提供重要的基础装置和方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置，包括连续式流体供应单元、渗漏过程模拟与监测单元、增压单元和数据采集与显示单元；其中：

所述连续式流体供应单元用于生成饱和甲烷流体并微流量地注入到所述渗漏过程模拟与监测单元中；

所述渗漏过程模拟与监测单元用于模拟与周围环境条件有物质交换的甲烷渗漏过程；并通过渗漏模拟实时记录各项环境参数条件，并且取样分析各项溶解性无机碳及各项金属离子含量变化；

所述增压单元与所述连续式流体供应单元、渗漏过程模拟与监测单元均相连，保证模拟过程装置内部环境压力稳定一致；

所述数据采集与显示单元与所述连续式流体供应单元、所述渗漏过程模拟与监测单元、所述增压单元电性连接，用于实现甲烷渗漏模拟过程中对各个单元进行控制操作及各项环境数据信息的监控、采集和处理，完成对整个甲烷循环的表征过程。

上述方案中，提出一种深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置，实现了在深海原位温度、压力条件下，采用开放体系模式对甲烷渗漏过程进行连续模拟；开放体系模式有助于微生物介导的甲烷厌氧氧化过程中的代谢废物排除，有助于提高甲烷氧化的效率，且各项边界条件更接近于真实环境海底甲烷的渗漏过程；同时，通过对模拟过程中各项环境数据信息进行监控、采集和处理，建立能够适应不同深度的甲烷核算方法，为准确估算海洋碳循环模式，积极主动应对气候变化提供重要的基础装置和方法。