传感器和网络传输方法在实时连续监测水层气体释放方面的应用

作者：刘新红; 余立功; 高岩; 胡茂俊; 易能; 邸攀攀; 罗佳^*; 严少华

来源：江苏农业科学, 2018, 46(22): 237-250.

DOI：10.15889/j.issn.1002-1302.2018.22.057

• 重力传感器
• 物联网信息技术
• 温室气体
• 实时监测

水体生态系统是温室气体(CH4、CO2、N2O)、氧气(O2)等多种气体的重要源和汇。然而,目前仍没有实现对水体释放气体特征进行实时、定量监测,不能精确分析水体释放气体的昼夜变化规律。针对该问题,提出1种使用重力传感器和数据传输信息技术连续、实时计量水体释放气体量的方法。在笔者前期发表的可原位、连续收集水体释放气体装置的基础上,引入物联网信息技术,利用重力传感器实时计量水体释放气体的量,同时通过传感器网络系统实时传输、记录气体产生数据。重力传感器方法与经典人工计量方法在测量水体释放气体量上的精度保持高度一致。利用发明的实时监测系统对富营养化水塘不同深度水层断面释放气体的昼夜规律进行了实时监测,发现不同深度水层断面释放气体的规律具有较大差异。表层水体昼夜释放气体量的规律随着每日光合作用的增强、减弱呈现升高、降低的规律性变化,产气量的峰值在13:30—15:30这一时段,正好是气温最高、太阳辐射最强的时刻。而底层水体光合生产力较低,且温度变化没有表层明显,因此24 h昼夜变化规律没有明显的峰值,但其厌氧有机质分解过程释放的CH4、CO2等气体较多,产气量高于中层水体断面。本研究成功建立了利用重力传感器和物联网信息传输技术连续、实时监测水体释放气体量的方法。

• 单位
  南京理工大学; 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所