表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法，其特征是：(1)、大气中挥发性硫化物检测方法，(2)大气与表层海水建立动态平衡后平衡气中挥发性硫化物检测方法，(3)表层海水中挥发性硫化物检测方法；该检测方法应用于海洋调查船或科考船以走航方式动态检测。本发明的特点与有益效果是：本发明采用双通道设计，通过走航方式，同时检测表层海水和大气中挥发性硫化物，无需任何化学试剂，不会对环境和水体造成二次污染，检测过程快速准确，重现性好，结果稳定可靠，适合于各种水体挥发性硫化物浓度的检测，尤其适合于海洋调查船或科考船以走航方式动态检测，并可实现检测过程自动化运行，可长时间实时、在线、连续监测，适宜广泛推广。
【专利说明】表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋环境监测【技术领域】，尤其涉及一种表层海水与大气中挥发性硫化物的检测方法，具体地说是采用一种走航方式检测表层海水与大气中挥发性硫化物浓度的新方法及其应用流程。
【背景技术】
[0002]海洋生源有机硫化物一直是海洋科学研究和海洋生态环境监测领域中的一个热点。海洋生源有机硫化物主要有二甲基硫、甲硫醇、二硫化碳、羰基硫、二甲亚砜、二甲基二硫等，其中二甲基硫是最丰富的海洋挥发性硫化物，主要由海洋生物产生并释放于海水中，约占海洋硫排放的95%，占大气天然硫排放源的1/2。在全球硫循环中，二甲基硫直接参与气候变化和酸雨形成过程，在大气化学和生物地球化学中具有重要作用，其研究日益受到重视。不仅如此，由于海水中生源有机硫化物的生产与浮游植物、浮游动物和细菌等共同组成生物群落的变化密切相关，因而是近岸海洋生态环境质量的重要指示剂。大量的陆源污染物随地表径流进入海域，引起海水中化学成分和物理条件的变化，这些变化明显地影响着与挥发性有机硫化物二甲基硫生产密切相关的海洋生物群落的变化，进而影响二甲基硫的生物生产及其海域的生态环境。因此，建立一种船载走航式的海气界面挥发性硫化物的测定方法，开展准确、快速、大范围、连续长期观测海洋与大气中挥发性硫化物的时空变化，评价其对气候和环境所产生的影响，为保护我国沿岸海域的生态环境和制定相应的保护措施，具有十分重要的意义。
[0003]由于海洋与大气中生源有机硫化物的含量很低，如表层海水中二甲基硫的浓度一般在10?102ng/L之间，利用现有的仪器设备均不能对其进行直接测定，必须经过富集前处理。国内外通常采用的分析方法是先对样品进行富集前处理，然后采用火焰光度检测器的气相色谱法进行检测。方法的差别在于富集前处理方式不同，常用的富集方法有:固相微萃取、液-液萃取法、静态顶空法、分子筛吸附富集法、气提冷阱捕集法等。以上各方法多数需要繁琐的处理步骤，样品成分复杂，运行成本大，富集和检测均需要较长的时间，极大地影响了分析速度和准确度，无法进行大范围、连续自动监测，更不能实现走航方式对表层海水和大气中挥发性硫化物的同时检测。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决目前国内现有技术和设计原理在该领域内的缺陷和不足，根据现代分析化学和仪器分析的最新发展成果提出。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:在船载走航过程中，通过捕集解吸的方式，富集海洋上空大气中挥发性硫化物，测定并计算出大气中硫化物的浓度为C1 ;将海洋大气与表层海水经喷淋式水气平衡器达到动态平衡，通过捕集解吸方式，富集平衡气中挥发性硫化物，测定并计算出平衡气中硫化物的浓度为C2 ;将平衡气中硫化物浓度C2减去大气中硫化物浓度C1，计算出表层海水中挥发性硫化物的浓度为ACs = C2-Cp通过不断地对CpC2进行检测，即可实现对表层海水与大气中挥发性硫化物的走航检测，并应用于海洋环境监测。本发明采用双通道设计，通过走航方式，同时检测表层海水和大气中挥发性硫化物，测定结果准确可靠，无需任何化学试剂，避免二次污染，可实现船载走航、连续、实时、在线检测。
[0005]本发明的目的还在于提供上述表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法的应用流程，以使这种表层海水与大气中挥发性硫化物的检测新方法满足上述要求。
[0006]本发明的目的是由以下技术方案实现的，研制了一种表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法，其特征是:
[0007](I)、大气中挥发性硫化物检测方法:分别设置:大气80mL/min，零气200mL/min，助燃气200mL/min, 二氧化硫标气50mL/min, 二氧化硫标气浓度IOppm,定量管体积0.5mL,催化氧化炉温度280°C，捕集温度-10°C，捕集时间5min，解吸温度200°C，解吸时间2min ；
[0008]空气泵1-1采集海洋大气，经水气分离器1-3除水，进入捕集解吸室2-1、捕集管
2-3，在低温条件下捕集富集，捕集完成，升温解吸，解吸出来的样品气与助燃气混合，进入催化氧化炉3-5，第一石英反应管3-6，通过加温和催化剂作用下，样品气中的硫化物定量转化为二氧化硫和水，膜干燥管3-8脱水后进入紫外荧光检测器3-10，检测二氧化硫的含量，经过定量换算，计算出大气中硫化物浓度为C1 ；
[0009](2)、平衡气中挥发性硫化物检测方法:分别设置:平衡气80mL/min，零气200mL/min,助燃气200mL/min, 二氧化硫标气50mL/min, 二氧化硫标气浓度IOppm,定量管体积
0.5mL,催化氧化炉温度280°C，捕集温度_10°C，捕集时间5分钟，解吸温度200°C，解吸时间2分钟；
[0010]空气泵1-1采集海洋大气,船载潜水泵采集表层海水,海洋大气与表层海水经喷淋式水气平衡器1-2达到动态平衡，平衡气经水气分离器1-3除水，进入捕集解吸室2-1、平衡气捕集管2-2，在低温条件下捕集富集，捕集完成，升温解吸，解吸出来的样品气与助燃气混合，进入催化氧化炉3-5，第二石英反应管3-7，通过加温和催化剂作用下，样品气中的硫化物定量转化为二氧化硫和水，膜干燥管3-9脱水后进入紫外荧光检测器3-10，检测二氧化硫的含量，经过定量换算，计算出平衡气中硫化物浓度为C2 ；
[0011](3)、表层海水中挥发性硫化物检测方法:将上述检测的平衡气中硫化物浓度C2减去大气中硫化物浓度C1，计算出表层海水中挥发性有机硫化物的浓度。
[0012]所述的空气泵1-1为小型抽气泵，入口处安装过滤器，滤除空气颗粒物，出口分为二个通道，空气泵总流量控制在160?200mL/min，大气通道流量为80?100mL/min，平衡气通道流量为80?100mL/min。
[0013]所述的水气分离器1-3为不锈钢长方体，双通道设计，内有二支水气分离管，管内填充脱水剂，分别用于大气和平衡气的水气分离，外有温度控制器及加热件，用于脱水剂再生处理。
[0014]所述的水气平衡器1-2是一个圆柱形的有机玻璃容器，采用喷淋式设计，其内填充有玻璃圆球，底部有一个多孔砂芯玻璃片，设有空气入口、平衡气出口、海水入口 1-4、海水出口 1-5。
[0015]所述的捕集解吸室2-1，安装平衡气捕集管2-2和大气捕集管2-3，管内填充Tannax吸附剂，半导体制冷器2_5控制捕集温度在_5?_20°C，热敏电阻器2_4控制解吸温度在150?250°C。[0016]所述的催化氧化炉3-5为双气路开闭式恒温炉，炉内安装第一石英反应管3-6和第二石英反应管3-7，管内填充催化剂，第一石英反应管3-6为大气反应管，第二石英反应管3-7为平衡气反应管，催化氧化过程控制反应温度在250?350°C。
[0017]所述的紫外荧光检测器3-10是双通道设计，分别检测大气和平衡气中的二氧化硫的浓度，激发光源为锌灯，检测波长240nm，由工控机3_11实现检测过程人机对话、数据采集、数据计算。
[0018]所述的表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法应用于海洋调查船或科考船，采取走航方式的动态检测。
[0019]本发明的特点与有益效果是:本发明采用双通道设计，可同时检测表层海水和大气中挥发性硫化物，无需任何化学试剂，不会对环境和水体造成二次污染，检测过程快速准确，重现性好，结果稳定可靠，适合于各种水体挥发性硫化物浓度的检测，尤其适合于海洋调查船或科考船以走航方式动态检测，并可实现检测过程自动化运行，可长时间实时、在线、连续监测，适宜广泛推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明应用流程结构示意图【具体实施方式】
[0021]参见图1，本发明研制了一种表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法，采取如下步骤:
[0022](I)、大气中挥发性硫化物检测方法:分别设置:大气80mL/min，零气200mL/min，助燃气200mL/min, 二氧化硫标气50mL/min, 二氧化硫标气浓度IOppm,定量管体积0.5mL,催化氧化炉温度280°C，捕集温度-10°C，捕集时间5min，解吸温度200°C，解吸时间2min ；
[0023]空气泵1-1采集海洋大气，经水气分离器1-3除水，进入捕集解吸室2-1、捕集管
2-3，在低温条件下捕集富集，捕集完成，升温解吸，解吸出来的样品气与助燃气混合，进入催化氧化炉3-5，第一石英反应管3-6，通过加温和催化剂作用下，样品气中的硫化物定量转化为二氧化硫和水，膜干燥管3-8脱水后进入紫外荧光检测器3-10，检测二氧化硫的含量，经过定量换算，计算出大气中硫化物浓度为C1 ；
[0024](2)、平衡气中挥发性硫化物检测方法:分别设置:平衡气80mL/min，零气200mL/min,助燃气200mL/min, 二氧化硫标气50mL/min, 二氧化硫标气浓度IOppm,定量管体积
0.5mL,催化氧化炉温度280°C，捕集温度_10°C，捕集时间5分钟，解吸温度200°C，解吸时间2分钟；
[0025]空气泵1-1采集海洋大气,船载潜水泵采集表层海水,海洋大气与表层海水经喷淋式水气平衡器1-2达到动态平衡，平衡气经水气分离器1-3除水，进入捕集解吸室2-1、平衡气捕集管2-2，在低温条件下捕集富集，捕集完成，升温解吸，解吸出来的样品气与助燃气混合，进入催化氧化炉3-5，第二石英反应管3-7，通过加温和催化剂作用下，样品气中的硫化物定量转化为二氧化硫和水，膜干燥管3-9脱水后进入紫外荧光检测器3-10，检测二氧化硫的含量，经过定量换算，计算出平衡气中硫化物浓度为C2 ；
[0026](3)、表层海水中挥发性硫化物检测方法:将上述检测的平衡气中硫化物浓度(:2减去大气中硫化物浓度C1，计算出表层海水中挥发性有机硫化物的浓度。
[0027]所述的空气泵1-1为小型抽气泵，入口处安装过滤器，滤除空气颗粒物，出口分为二个通道，空气泵总流量控制在160?200mL/min，大气通道流量为80?100mL/min，平衡气通道流量为80?100mL/min。
[0028]所述的水气分离器1-3为不锈钢长方体，双通道设计，内有二支水气分离管，管内填充脱水剂，分别用于大气和平衡气的水气分离，外有温度控制器及加热件，用于脱水剂再生处理。
[0029]所述的水气平衡器1-2是一个圆柱形的有机玻璃容器，采用喷淋式设计，其内填充有玻璃圆球，底部有一个多孔砂芯玻璃片，设有空气入口、平衡气出口、海水入口 1-4、海水出口 1-5。
[0030]所述的捕集解吸室2-1，安装平衡气捕集管2-2和大气捕集管2-3，管内填充Tannax吸附剂，半导体制冷器2_5控制捕集温度在_5?_20°C，热敏电阻器2_4控制解吸温度在150?250°C。
[0031]所述的催化氧化炉3-5为双气路开闭式恒温炉，炉内安装第一石英反应管3-6和第二石英反应管3-7，管内填充催化剂，第一石英反应管3-6为大气反应管，第二石英反应管3-7为平衡气反应管，催化氧化过程控制反应温度在250?350°C。
[0032]所述的紫外荧光检测器3-10是双通道设计，分别检测大气和平衡气中的二氧化硫的浓度，激发光源为锌灯，检测波长240nm，由工控机3_11实现检测过程人机对话、数据采集、数据计算。
[0033]所述的表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法应用于海洋调查船或科考船，采取走航方式的动态检测。
[0034]本发明为了确保上述检测方法更好的实现，提供了表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法的应用流程，该应用流程是由样品采集组件、捕集解吸组件、氧化检测组件、气路转换组件、供气系统等技术组件构成的，具体连接方式如下:
[0035]所述的样品采集组件是由空气泵1-1、水气平衡器1-2、水气分离器1-3构成的。空气泵1-1上通道直接与水气分离器1-3的大气通道连接，下通道与水气平衡器1-2的气体入口连接；水气平衡器1-2下端设有空气入口，顶端设有平衡气出口，海水入口 1-4与船载潜水泵连接，海水出口 1-5连接导管排空，顶端的气体出口与水气分离器1-3的平衡气通道连接；水气分离器1-3大气通道出口通过三通换向阀1-6与六通阀4-2接口 Ib连接，水气分离器1-3平衡气通道出口通过三通换向阀1-7与六通阀4-1接口 Ia连接；三通换向阀1-6和三通换向阀1-7各有一个排放口，用于水气分离器脱水剂再生时废水排放。所有管路和接口均用聚四氟乙烯软管和密封件。
[0036]所述的捕集解吸组件是由捕集解吸室2-1、捕集管(2-2、2_3)、热敏电阻器2_4、半导体制冷器2-5构成的。捕集管2-2为平衡气捕集管，其入口与六通阀4-1接口 2a连接，出口与六通阀4-1接口 5a连接；捕集管2-3为大气捕集管，其入口与六通阀4-2接口 2b连接，出口与六通阀4-2接口 5b连接；捕集解吸室安装热敏电阻器2-4和半导体制冷器2-5，通过温度控制器调节捕集和解吸温度。
[0037]所述的氧化检测组件是由催化氧化炉3-5、石英反应管(3-6、3_7)、膜干燥管(3-8、3-9)、紫外荧光检测器3-10、工控机3-11组成。石英反应管3-6为大气反应管，其入口与气体混合器3-1连接，出口与膜干燥管3-8连接，进入紫外荧光检测器的大气检测通道；石英反应管3-7为平衡气反应管，其入口由三通换向阀3-4切换，可分别与气体混合3-2、
3-3连接，出口与膜干燥管3-9连接，进入紫外荧光检测器的平衡气检测通道，工控机3-11实现检测过程的人机对话、数据采集、数据计算。
[0038]所述的气路转换组件是由六通阀4-1、六通阀4-2、六通阀4-3组成的。六通阀4_1控制平衡气进入捕集管的捕集与解吸的气路连接与切换，设有二种状态六个接口，捕集状态为Ia与2a通、3a与4a通、5a与6a通；解吸状态为Ia与6a通、2a与3a通、4a与5a通；六个接口的连接方式:接口 Ia与三通换向阀1-7连接，接口 2a与捕集管2-2入口连接，接口 3a与流量调节器7-2、零气钢瓶7-1连接，接口 4a与气体混合器3_2连接，接口 5a与捕集管2-2出口连接，接口 6a为排放出口。六通阀4-2控制大气进入捕集管的捕集与解吸的气路连接与切换，设有二种状态六个接口，捕集状态为Ib与2b通、3b与4b通、5b与6b通；解析状态为Ib与6b通、2b与3b通、4b与5b通；六个接口的连接方式:接口 Ib与三通换向阀1-6连接，接口 2b与捕集管2-3入口连接，接口 3b与流量调节器7-3、零气钢瓶7-1连接，接口 4b与气体混合器3-1连接，接口 5b与捕集管2-3出口连接，接口 6b为排放出口。六通阀4-3控制样品测定与校准标定的气路连接与转换，设有二种状态六个接口，测定状态为Ic与2c通、3c与4c通、5c与6c通；标定状态为Ic与6c通、2c与3c通、4c与5c通；六个接口的连接方式:接口 Ic与气体混合器3-3连接，接口 2c与流量调节器7-4、零气钢瓶7-1连接，接口 3c与6c之间通过定量管连接，接口 4c与流量调节器6-2、标气钢瓶6_1、连接，接口 5c为排放出口。
[0039]所述的供气组件是由助燃气钢瓶5-1、标气钢瓶6-1、零气钢瓶7-1组成。助燃气钢瓶5-1气体经减压阀出口分为三路，分别与流量调节器(5-2、5-3、5-4)连接，流量调节器5-2与气体混合气3-3连接，流量调节器5-3与气体混合气3-2连接，流量调节器5_4与气体混合气3-1连接；标气钢瓶6-1气体经减压阀、流量调节器6-2与六通阀4-3接口 4c连接；零气钢瓶7-1气体经减压阀出口分为三路，分别与流量调节器(7-2、7-3、7-4)连接，流量调节器7-2与六通阀4-1接口 3a连接，流量调节器7-3与4_2接口 3b连接，流量调节器7-4与六通阀4-3接口 2c连接。
[0040]本发明中各组件具体要求和检测原理如下:
[0041]样品采集组件:该组件需要同时采集大气和平衡气样品，大气直接由空气泵实时采集，平衡气是表层海水与大气在水气平衡器中达到动态平衡时而获得。表层海水连续不断地被泵入喷淋式水气平衡器，从上往下流动，大气从水气平衡器底部泵入，与海水相向流动，建立动态平衡后的平衡气从顶端进入水气分离器，平衡后的海水从水气平衡器底端排出，整个过程的连续运行使得水气到达动态平衡，平衡气进入水气分离器，水蒸气被脱水剂吸附，挥发性有机硫化物在空气的推动下进入捕集解析组件。当水气分离器内的脱水剂达到饱和时，通过加热件和温度控制器使水气分离器升至一定温度，将吸附剂中的水气脱除并再生，脱除的水通过三通电磁阀的出口排放。通过调节气体流量、流速、吹扫时间使挥发性硫化物气提效率达最佳状态。
[0042]捕集解吸组件:该组件需要同时捕集富集大气和平衡气样品中挥发性硫化物，在捕集解吸室内安装有二支捕集管，管内填入分子筛吸附剂，在低温条件下分别捕集大气和平衡气中硫化物，捕集完成升温解吸。调节半导体制冷器的温度，以获得最佳捕集效果，捕集完成，热敏电阻将捕集管迅速升温，从而使挥发性硫化物从捕集管中解吸，零气作为载气，样品气在载气推动下，进入氧化检测组件。
[0043]氧化检测组件:分别将大气和平衡气中硫化物定量转化为二氧化硫，并进行检测。设计了一种小型开闭式恒温催化反应炉，炉内安装有二支石英反应管，管内填充催化剂，大气和平衡气样品分别与助燃气混合进入石英反应管，在一定温度和催化剂作用下迅速氧化为二氧化硫和水，经过膜干燥管脱除其中的水分，进入紫外荧光检测器，二氧化硫含量检测波长为214nm。零气测定为基线值，通过测定已知浓度二氧化硫标准气体的响应值，再测定未知浓度样品的响应值，便可计算出样品中二氧化硫的含量。检测过程由工控机控制、运行、数据计算。
[0044]气路转换组件:由三个六通阀和连接管组成，每个六通阀有二种状态，六个接品，分别实现大气样品捕集解吸、平衡气样品捕集解吸、样品测定与标定过程的气路连接与转换功能。
[0045]供气系统:主要实现气体的供给、转换与流量调节。助燃气为空气或氧气，主要用于辅助有机硫化物转化为二氧化硫；标准气是已知浓度的二氧化硫标准气体，用于定量测定、标准工作曲线绘制与校准标定；零气为不含二氧化硫的空白气体，可为高纯氮气或高纯氦气，在捕集、解吸、氧化过程相当于载气作用，在检测过程相当于背景基线。
[0046]本发明具体检测方法如下:
[0047]1、仪器标定
[0048]分别设置:零气200mL/min,助燃气200mL/min, 二氧化硫标气50mL/min, 二氧化硫标气浓度lOppm，定量管体积0.5mL，催化氧化炉的温度280°C。
[0049]在系统菜单选择《标准测定》按钮，六通阀4-1为平衡气捕集状态，六通阀4-2为大气捕集状态，六通阀4-3处于测定状态。零气7-1经流量调节器7-4，沿六通阀4-3接口2c、Ic进入气体混合器3-3与助燃气混合后，依次通过催化氧化炉3-5、石英反应管3-7、膜干燥管3-9、进入紫外荧光检测器3-10，从检测器的废气排出口排出。在显示器上实时显示出时间-浓度变化曲线，该曲线为基线。二氧化硫标气6-1经流量调节器6-2，沿六通阀4-3接口 4c、3c、定量管、6c、5c出口排空，标气冲洗并填充定量管。
[0050]在系统菜单选择《标定》按钮，六通阀4-1为平衡气捕集状态，六通阀4-2为大气捕集状态，六通阀4-3处于标定状态。零气7-1经流量调节器7-4，沿六通阀4-3接口 2c、3c、定量管、6c、Ic进入气体混合器3-3与助燃气混合后，依次通过催化氧化炉3-5、石英反应管
3-7、膜干燥管3-9、进入紫外荧光检测器3-10，从检测器的废气排出口排出。零气将定量管中的二氧化硫标准气体带入紫外荧光检测器进行检测，在显示器上实时显示出时间-浓度变化曲线，为曲线为标气测量的数据。
[0051]2、样品测定
[0052]2.1大气中硫化物含量C1的测定:
[0053]分别设置:大气80mL/min,零气200mL/min,助燃气200mL/min, 二氧化硫标气50mL/min, 二氧化硫标气浓度IOppm,定量管体积0.5mL,催化氧化炉温度280°C,捕集温度_10°C，捕集时间5min，解吸温度200°C，解吸时间2min。
[0054]在系统菜单选择《大气测定》按钮，此时，六通阀4-1为平衡气捕集状态，六通阀
4-2为大气捕集状态，六通阀4-3为测定状态。零气7-1经流量调节器7-3，沿六通阀4_2接口 3b、4b进入气体混合器3-1与助燃气混合后，依次通过催化氧化炉3-5、石英反应管3-6、膜干燥管3-8、进入紫外荧光检测器大气检测通道，从检测器的废气口排出。在显示器上实时显示出时间-浓度变化曲线,该曲线为基线。
[0055]单击《测定开始》按钮，海洋大气由空气泵1-1依次通过水气分离器1-3、三通换向阀1-6、六通阀4-2接口 lb、2b，进入大气捕集管2-3进行捕集、未被捕集的气体经六通阀
4-2的5b、6b后排空。5分钟后，软件弹出对话框《是否进行解吸并测定？》选择《是》，捕集解吸室2-1自动升温，六通阀4-2自动切换为解析状态，六通阀4-3仍保持测定状态，2分钟后，零气7-1经流量调节器7-3，沿六通阀4-2接口 3b、2b进入大气捕集管2_3，携带出硫化物气体，经过六通阀4-2接口 5b、4b进入气体混合器3-1与助燃气混合，催化氧化炉3-5、石英反应管3-6，膜干燥管3-8、紫外荧光检测器大气检测通道，即大气中含硫化物的样品气被催化氧化为二氧化硫气体后进入紫外荧光检测器进行检测，在显示屏上可以观察到二氧化硫浓度的实时变化曲线，为大气样品测量的数据，仪器根据校准和标定的结果自动计算出大气中有机硫化物的浓度Q。
[0056]2.2平衡气中有机硫的含量C2测定:
[0057]分别设置:平衡气80mL/min,零气200mL/min,助燃气200mL/min, 二氧化硫标气50mL/min, 二氧化硫标气浓度IOppm,定量管体积0.5mL,催化氧化炉温度280°C,捕集温度-10°C，捕集时间5分钟，解吸温度200°C，解吸时间2分钟。
[0058]在系统菜单选择《平衡气测定》按钮，此时，六通阀4-1为平衡气捕集状态，六通阀
4-2为大气捕集状态，六通阀4-3为测定状态。零气7-1经流量调节器7-2，沿六通阀4_1接口 3a、4a进入气体混合器3_2与助燃气混合后，依次通过催化氧化炉3_5、石英反应管3_7、膜干燥管3-9、进入紫外荧光检测器平衡气检测通道，从检测器的废气口排出。在显示器上实时显示出时间-浓度变化曲线,该曲线为基线。
[0059]单击《测定开始》按钮，海洋大气由空气泵1-1依次通过水气平衡器1-2、水气分离器1-3、三通换向阀1-7、六通阀4-1接口 la、2a，进入平衡气捕集管2_2进行捕集，未被捕集的气体经六通阀4-1接口 5a、6a排空。5分钟后，软件弹出对话框《是否进行解吸并测定？》选择《是》，捕集解吸室2-1自动升温、六通阀4-1自动切换为解析状态，六通阀4-3仍保持测定状态，2分钟后，零气7-1经流量调节器7-2，沿六通阀4-1接口 3a、2a进入平衡气捕集管2-2，携带出硫化物气体，经过六通阀4-1接口 5a、4a进入气体混合器3_2与助燃气混合，依次通过催化氧化炉3-5、石英反应管3-7，膜干燥管3-9、紫外荧光检测器平衡气检测通道，即平衡气中含硫化物的样品气被催化氧化为二氧化硫气体后进入紫外荧光检测器进行检测，在显示屏上可以观察到二氧化硫浓度的实时变化曲线，为平衡气样品测量的数据，仪器根据校准和标定的结果自动计算出平衡气中有机硫化物的浓度C2。
[0060]大气和平衡气在捕集、解吸、测定过程同时进行。
[0061]2.3表层海水中挥发性有机硫化物的含量测定:
[0062]将检测的平衡气中硫化物浓度C2减去大气中硫化物浓度C1,计算出表层海水中挥发性有机硫化物的浓度。
[0063]另外，本发明并不意味着被示意图及说明书所局限，在没有脱离设计宗旨及其原理的前提下可以有所变化。
【权利要求】
1.表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法，其特征是: (1)、大气中挥发性硫化物检测方法:分别设置:大气80mL/min，零气200mL/min，助燃气200mL/min, 二氧化硫标气50mL/min, 二氧化硫标气浓度IOppm,定量管体积0.5mL,催化氧化炉温度280°C，捕集温度-10°C，捕集时间5min，解吸温度200°C，解吸时间2min ； 空气泵1-1采集海洋大气，经水气分离器1-3除水，进入捕集解吸室2-1、捕集管2-3，在低温条件下捕集富集，捕集完成，升温解吸，解吸出来的样品气与助燃气混合，进入催化氧化炉3-5，第一石英反应管3-6，通过加温和催化剂作用下，样品气中的硫化物定量转化为二氧化硫和水，膜干燥管3-8脱水后进入紫外荧光检测器3-10，检测二氧化硫的含量，经过定量换算，计算出大气中硫化物浓度为C1 ； (2)、平衡气中挥发性硫化物检测方法:分别设置:平衡气80mL/min，零气200mL/min，助燃气200mL/min, 二氧化硫标气50mL/min, 二氧化硫标气浓度IOppm,定量管体积0.5mL,催化氧化炉温度280°C，捕集温度-10°C，捕集时间5分钟，解吸温度200°C，解吸时间2分钟； 空气泵1-1采集海洋大气，船载潜水泵采集表层海水，海洋大气与表层海水经喷淋式水气平衡器1-2达到动态平衡，平衡气经水气分离器1-3除水，进入捕集解吸室2-1、平衡气捕集管2-2，在低温条件下捕集富集，捕集完成，升温解吸，解吸出来的样品气与助燃气混合，进入催化氧化炉3-5，第二石英反应管3-7，通过加温和催化剂作用下，样品气中的硫化物定量转化为二氧化硫和水，膜干燥管3-9脱水后进入紫外荧光检测器3-10，检测二氧化硫的含量，经过定量换算，计算出平衡气中硫化物浓度为C2 ； (3)、表层海水中挥发性硫 化物检测方法:将上述检测的平衡气中硫化物浓度C2减去大气中硫化物浓度C1，计算出表层海水中挥发性有机硫化物的浓度。
2.根据权利要求1所述的表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法，其特征在于:所述的空气泵1-1为小型抽气泵，入口处安装过滤器，滤除空气颗粒物，出口分为二个通道，空气泵总流量控制在160~200mL/min，大气通道流量为80~100mL/min，平衡气通道流量为 80 ~10OmT ,/mi η。
3.根据权利要求1所述的表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法，其特征在于:所述的水气分离器1-3为不锈钢长方体，双通道设计，内有二支水气分离管，管内填充脱水剂，分别用于大气和平衡气的水气分离，外有温度控制器及加热件，用于脱水剂再生处理。
4.根据权利要求1所述的表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法，其特征在于:所述的水气平衡器1-2是一个圆柱形的有机玻璃容器，采用喷淋式设计，其内填充有玻璃圆球，底部有一个多孔砂芯玻璃片，设有空气入口、平衡气出口、海水入口 1-4、海水出口1-5。
5.根据权利要求1所述的表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法，其特征在于:所述的捕集解吸室2-1，安装平衡气捕集管2-2和大气捕集管2-3，管内填充Tannax吸附剂，半导体制冷器2-5控制捕集温度在-5~-20°C，热敏电阻器2-4控制解吸温度在150~250。。。
6.根据权利要求1所述的表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法，其特征在于:所述的催化氧化炉3-5为双气路开闭式恒温炉，炉内安装第一石英反应管3-6和第二石英反应管3-7，管内填充催化剂，第一石英反应管3-6为大气反应管，第二石英反应管3-7为平衡气反应管，催化氧化过程控制反应温度在250~350°C。
7.根据权利要求1所述的表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法，其特征在于:所述的紫外荧光检测器3-10是双通道设计，分别检测大气和平衡气中的二氧化硫的浓度，激发光源为锌灯，检测波长240nm，由工控机3_11实现检测过程人机对话、数据采集、数据计算。
8. 根据权利要求1-7任一权利所述的表层海水与大气中挥发性硫化物检测新方法应用于海洋调查船或科考船以走航方式动态检测。
【文档编号】G01N1/40GK103487413SQ201210194554
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月7日 优先权日:2012年6月7日
【发明者】郑晓玲, 何鹰, 王保栋, 王艳君 申请人:国家海洋局第一海洋研究所