一种地气界面汞通量在线测量系统的制作方法

本实用新型涉及一种地气界面汞通量在线测量系统，属于汞通量测量技术领域。

背景技术：

汞是一种挥发性的重金属，能够对生态环境造成巨大的污染和带来生态风险。大气环境中的汞除了来自人为源的排放以外，地表也会向大气释放汞，同时大气也会通过干湿沉降将汞输入到地表。因此，地表和大气间的汞存在着双向的交换，通过测量地气界面汞的交换通量可以判断区域大气汞的沉降量和地表的汞释放量，进而对于评估区域环境的汞污染提供数据支持。此外，对一些汞污染场地和汞污染土壤修复的区域进行地气汞通量的在线监测，可以有效的评估潜在的汞污染风险和汞污染修复成效。

目前，国内还没有测量地气界面汞通量的设备和测量系统，主要采用国外的汞通量在线监测系统测量地气界面的汞交换通量。图1所示为外国某知名厂商的自动地气汞在线测量系统，其主要由一台电脑1、一台大气汞分析仪2、一特制阀模块4和一控制器3组成，该技术方案通过控制器3控制特制阀模块4内部的电磁阀程序性地打开和闭合来让大气汞分析仪2测量通量箱7出气口和进气口的大气汞浓度。同时，为了平衡通量箱内部的气流，需要在通量箱7的出气口位置和大气汞分析仪2进样前安装两台抽气泵6和流量计5，分别以14升/分钟和1升/分钟抽气并排出。

图1所示的自动地气汞在线测量系统管路的链接较为复杂，组件比较多，安装的过程中容易接错管路和组件。同时，需要配置特制的控制器3对大气汞分析仪2和特制阀模块4进行协同控制才能实现在线测量，给维护设备带来一定的负担。安装的时候需要预选设置程序来控制阀组的工作状态，一旦设置错误或者控制器出现故障，将会导致大气汞分析仪2测量的数据无法用于计算汞交换通量。另外，该系统仅采用一台大气汞分析仪2，需要控制器3控制大气汞分析仪2交替性的测量通量箱7出气口和进气口大气汞浓度，这就使得不能真正意义上地实现同时在线的测量通量箱7出气口和进气口的大气汞浓度，从而导致计算出来的汞通量存在一定的误差，而且如果交替测量的时间间隔越长的话计算出来的汞通量误差会越大。同样，如果控制器3出现故障的话，也会导致测量的数据无法使用。

当前，随着对汞污染场地和汞污染土壤修复成效评估以及其他一些地表汞释放通量测量需求的增多，上述地气界面汞通量测量系统因其连接复杂、组件多、需外特制控制器和阀模块等，不方便携带和野外观测台站使用，而且不能实现通量箱进气口和出气口大气汞通量的同时测量，存在一定的误差。因此，一种简化和测量准确度更高的地气界面汞交换系统的需求显得突出。研发一种简化便携又能满足实际应用，且维护成本更低的地气界面汞交换系统是非常有必要的。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种地气界面汞通量在线测量系统，以解决现有技术存在的设备复杂，维护不便，以及不能同时在线测量通量箱出气口和进气口大气汞浓度导致的测量误差问题。

本实用新型的技术方案：一种地气界面汞通量在线测量系统，包括电脑、大气汞分析仪和通量箱，所述大气汞分析仪为2台，其中一台大气汞分析仪的气体采集口通过管路设置在通量箱的进气口处，用于采集通量箱进气口处的气体，另一台大气汞分析仪的气体采集口通过管路与通量箱的出气口连接，用于采集通量箱出气口处的气体，两台大气汞分析仪的数据输出端口分别通过数据线与电脑的数据输入端口连接。

与通量箱出气口连接的管路上设置有三通管，其中三通管的一支路与所述大气汞分析仪的气体采集口连接，另一支路与抽气泵连接，以平衡通量箱内部的气流。

所述抽气泵支路上设置有流量计。

与通量箱出气口连接的管路上设置有颗粒物过滤器。

设置在通量箱进气口处的管路上设置有颗粒物过滤器。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型无需采用特制的控制器和阀模块，无需采用2套流量计和抽气泵，仅在通量箱出气口使用一套流量计和抽气泵，使用两台大气测汞仪即可同时测量通量箱出气口和进气口的大气汞浓度，从而真正实现在线测量地气界面的汞交换通量。本实用新型排除了特制控制器控制进样和分析程序的干扰问题，消除了因控制器故障导致数据污染使用的问题，同时简化了系统的管路和控制程序，减少使用的组件和降低维护成本，具有结构简单，操作方便，实用性强，测量精度高等特点。

附图说明

图1是传统自动地气汞在线测量系统的结构示意图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图中：1、电脑，2、大气汞分析仪，3、控制器，4、特制阀模块，5、流量计，6、抽气泵，7、通量箱，8、颗粒物过滤器，9、三通管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

本实施例一种地气界面汞通量在线测量系统，包括电脑、2台大气汞分析仪2、流量计5、抽气泵6和通量箱7，其中一台大气汞分析仪2的气体采集口通过管路设置在通量箱7的进气口处，用于采集通量箱7进气口处的气体，另一台大气汞分析仪2的气体采集口通过管路与通量箱7的出气口连接，用于采集通量箱7出气口处的气体，两台大气汞分析仪2的数据输出端口分别通过数据线与电脑1的数据输入端口连接，与通量箱7出气口连接的管路上设置有三通管9，其中三通管9的一支路即前述与大气汞分析仪2的气体采集口连接的管路，另一支路通过流量计5与抽气泵6连接，两支路为并联结构。

在与通量箱7出气口连接的管路上，以及连接在通量箱7进气口处的管路上设置有颗粒物过滤器8，以过滤掉大气颗粒物，使气体直接进入大气汞分析仪2测量通量箱7外部的大气汞含量。颗粒物过滤器8可选择孔径为0.2微米特佛龙滤膜。

测量时，可设定抽气泵6以15升/分钟的流量抽取通量箱7内部大气，通过通量箱7的气体流速保持15升/分钟，不随采样和采样通道的变化而改变。采样进行前，所有采样管路均需检测空白，测定通量箱7空白。根据质量守恒原理，地气界面汞交换通量根据下式计算：

F＝[(C_o-C_j)×L]/S

其中F为地气界面的汞交换通量(ng m^-2 h^-1)，L为通量箱采样流速(m³ h^-1)，S是通量箱7覆盖的有效地表面积(m²)，C_o和C_j分别表示通量箱7出气口和进气口间气体的大气汞浓度差。

本实施例中通过电脑处理采集的数据分析地气间的汞交换通量，无需交替测量通量箱7内外大气汞浓度，实现了真正意义上的同时在线测量地气界面汞交换通量。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。