Спосіб визначення інтенсивності емісії газів з ґрунту

Реферат: UA 98998 U UA 98998 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до способів визначення повітряних властивостей ґрунтів, а саме до визначення параметрів газообміну між ґрунтом та атмосферою. Відомий спосіб визначення інтенсивності емісії газів з ґрунту, при якому на ґрунті розміщають камеру з заглибленням, встановлюють водяний затвор для створення герметичності, і проводять відбір проб на вміст СО2 за допомогою шприца в герметично закриті вакуумовані скляні флакони в ранковий час, з часом експозиції 30-120 хвилин і відбором контрольних проб через 10-60 хвилин (в залежності від пори року), причому аналіз газових проб проводять за допомогою газового хроматографа (див. Камерный статичный метод. Ларионова А.А., Розанова Л.Н., Демкина Т.С., Евдокимов И.В., Благодатский С.А. Годовая эмиссия СО2 из серых лесных почв южного Подмосковья. - Почвоведение, 2001. - № 1. - С. 72-80). Однак, при такому методі неможливо врахувати зміну концентрації газу внаслідок нагрівання повітряної суміші в камері та зміну в ній атмосферного тиску протягом вимірювання. В основу корисної моделі поставлена задача врахування можливої дифузії газу в ґрунті внаслідок зміни тиску та температури. Поставлена задача вирішується тим, що при здійсненні способу визначення інтенсивності емісії газів з ґрунту, що включає встановлення ізолюючої камери на ґрунт з подальшим зануренням в ґрунт та вимірювання концентрації газів в ізолюючій камері, згідно з корисною моделлю, вимірювання концентрації газів проводять безпосередньо всередині ізолюючої камери за допомогою газоаналізатора, причому під час вимірювань додатково визначають температуру та атмосферний тиск всередині камери на початку та по завершенні вимірювань, а обчислення інтенсивності емісії газів з ґрунту виконують з використанням наступних залежностей: E H  hZ Rt  P2  P  C2  1 C1  T T1  , якщо   0 ,  2  або E 25 30 35 40 45 50 (H  hZ )P1 C2  C1 RtT1 , якщо   0 , де: E - інтенсивність емісії газів з ґрунту; P1, T1 та P2, T2 - початкове та кінцеве значення тиску і температури всередині ізолюючої камери, відповідно;  - молярна маса газу; H - висота камери; hZ - глибина занурення камери в ґрунт; C1, C2 - початкова та кінцева концентрації газу, (в одиницях ppm або ppb), відповідно; R - універсальна газова стала; t - час, за який проводиться вимірювання;  - коефіцієнт, що відображає зміну початкового об'єму газу в камері в результаті зміни початкових величин тиску і температури та визначається як: PT   1 2 1 P2T1 Використання пропонованого способу визначення інтенсивності емісії газів з ґрунту дозволяє забезпечити наступний технічний результат: - забезпечується можливість обчислення величин - забезпечується можливість врахування динаміки зміни атмосферного тиску й температури повітря та відповідного їх впливу на концентрацію газів в ізоляційній камері за період експозиції. Крім цього: - забезпечується можливість визначення інтенсивності дихання ґрунту за різних зовнішніх умов атмосфери; - підвищується точність проведення вимірювання інтенсивності дихання ґрунтів. Визначення інтенсивності емісії газів з ґрунту здійснюють наступним чином. Камеру встановлюють на ґрунт та занурюють на певну глибину, яка залежить від декількох визначальних умов: - задачі досліджень; - об'єкта досліджень (типу угідь, інтенсивності використання, рівня освоєння, типу ґрунту, пори року тощо); 1 UA 98998 U 5 - інших чинників. На початку вимірювання фіксують значення величин початкової концентрації газу в камері, початкової температури, а також початкової величини атмосферного тиску всередині камери. Далі наприкінці експозиції проводять повторне вимірювання концентрації газу, а також значення температури та атмосферного тиску, врахування яких дозволяє визначити величину поправки  на значення інтенсивності дихання ґрунту. Одночасно фіксується час експозиції. Приклади обрахунку величини інтенсивності дихання ґрунтів без поправки та з поправкою наводяться нижче (на прикладі емісії СО2). 10 Таблиця 1 Вихідні дані під час вимірювання емісії СО2 з ґрунту № п/п висота глибина зразку камери, занурення, час, сек Η h 1 0,35 0,05 1200 2 0,35 0,05 1200 3 0,35 0,05 1200 Вхідні дані Показники Тиск у Тиск у мм мм рт. рт. ст. Р2 ст. Р1 760 758 760 760 750 755 T1 C T2 C С1 ppm C2 ppm 23 20 23 23 20 24 400 400 400 1300 1300 1300 Таблиця 2 Результати обчислення інтенсивності емісії СО2 з ґрунту за одиницю часу з одиниці площі, ЕСО2 № п/п зразку 1 2 3 15 Приріст Сррm (С2ррmС1ррm) 900 900 900  P1T2 1 P2T1 2 2 2 Ε, СО2 мг/м /с Ε, СО2 мг/м /хв. Ε, СО2 г/м /год. 0,002639 0 -0,003267 0,360 0,364 0,357 21,6 21,8 21,4 1,30 1,31 1,29 Ε, СО2 кг/га/год. 13,0 13,10 12,9 Як видно з наведених даних величина інтенсивності емісії СО 2 з ґрунту залежить від величини  (альфа), яка змінює своє значення, залежно від значень атмосферного тиску та температури повітря всередині камери (див. табл. 1). При цьому у даному прикладі обчислення величина Ε змінює своє значення у порівнянні з "нормальними умовами" (коли величина  дорівнює 0 і за час експозиції не змінює своє значення) на 1,07 та 1,1 % (див. табл. 2). Таким чином, врахування атмосферного тиску та температури повітря всередині камери під час вимірювання дозволяє більш точно визначати величину інтенсивності емісії газів з ґрунту. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб визначення інтенсивності емісії газів з ґрунту, що включає встановлення ізолюючої камери на ґрунт з подальшим зануренням в ґрунт та вимірювання концентрації газів в ізолюючій камері, який відрізняється тим, що вимірювання концентрації газів проводять безпосередньо всередині ізолюючої камери за допомогою газоаналізатора, причому під час вимірювань додатково визначають температуру та атмосферний тиск всередині камери на початку та по завершенні вимірювань, а обчислення інтенсивності емісії газів ґрунту виконують з використанням наступних залежностей: E H  hZ Rt  P2 P1     T C2  T C1  , якщо   0 , 1  2  або E (H  hZ )P1 C2  C1 , якщо   0 , RtT1 де: E - інтенсивність емісії газів з ґрунту; 2 UA 98998 U 5 P1, T1 та P2, T2 - початкове та кінцеве значення тиску і температури всередині ізолюючої камери, відповідно;  - молярна маса газу; H - висота камери; h Z - глибина занурення камери в ґрунт; C1, C2 - початкова та кінцева концентрації газу, (в одиницях ppm або ppb), відповідно; R - універсальна газова стала; t - час, за який проводиться вимірювання;  - коефіцієнт, що відображає зміну початкового об'єму газу в камері в результаті зміни 10 початкових величин тиску і температури, що розраховується, та визначається як:  P1T2  1. P2T1 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3