
第33卷:第4期 2013年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
CDOM走航式测量仪的设计与应用林俊芳1.2,孙兆华1·,曹文熙",胡水波1.2,许占堂1 1中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室,广东广州510301 2、中国科学院研究生院,北京100049
Vol.33,No.4,pp141-1145
April,2013
摘要海水中的有色溶解有机物(CDOM)对海洋生态系统具有重要影响。针对当前CDOM测量的间题,基于TeflonAF液芯波导(LWCC/LCW)技术,设计了--套全自动CDOM走航式测量仪,该仪器具有光程可调、测量动态范围广、灵收度高等待点,适合于各类水体。其过滤和进样系统,实现了水样的自动过滤、进样和样品池清洗。基于LabVIEW语言开发的软件控制平台,可高效地控制仪器的运行状态和数据(光谐数据、GPS数据及海水温盐数据)的采集。通过对照实验和现场海上测试,证实了测量数据的可靠性和仪器的稳定性。
关键词CDOM;走航式,TeflonAF减芯波导
中图分类号:P715,TP23
引
文献标识码:A
有色溶解有机物(CDOM)对上层海水具有非常重要影响。它在光的紫外波段具有很强的吸收,限制了短波紫外线(UVB)的穿透能力,从而保护了浮游植物及其它生物群系的生长(1-S),CDOM浓度过高时,它在可见光波段的吸收也加强,使浮游植物光合作用减弱,从而降低初级生产力、影响生态系统结构(6.7)。在卫星遥感方面,需要用CDOM浓度来评价黄色物质对蓝波段离水辐亮度和叶绿索浓度的影响,这在2类水体中是最重要的,面且它和1类水体中叶绿素的降解产品有关[]
目前,国际上通用的CDOM的测量方式主要两种:采样实验室测量、走航测量。采样实验室测量的仪器主要有:紫外一可见光分光光度计、荧光光度计[0)、TeflonAF液芯波导(LWCC/LCW)设备),其测量方法一般先在现场采样过滤完毕后置于黑暗中冷冻保存再待航次结束后在实验室进行测量。这种CDOM的测量是现今最为普遍的一种方式,已形成一套比较完善的规范。但仍存在许多缺点,如样品过滤后,如果没有及时封装和冷冻,容易被光分解;并且先冷冻样品后再解冻测量可能会带来误差,目前为止也没有系统地评估冷冻可能带来的人为因索结果的报道。而对于走航测量方式的仪器相对较少,常见的有吸收衰减仪(AC9/ACS)),
收稿日期:2012-08-01,修订日期:2012-10-25
DOI: 10. 3964/j. issn, 1000-0593(2013)04-1141-05
其针对CDOM测量的最大有效光程仅为25cm,对于寡营养的大洋水体,CDOM浓度极低,超出了它的检测极限;吸收衰减仪(AC9/ACS)的另一间题是吸收管难以清洗,长时间走航导致的生物污染间题,目前也是用于走航测量难以解决的一个难题。
近年来,TeflonAF液芯波导(LWCC/LCW)技术倍受关注。虽然仍存在许多技术难点未解决,如吸收光谱的温盐校正、液芯波导管内气泡的清除,但由于其众多优点,越来越多地使用于CDOM测量,最早由D'Sa等[)人做出了比较详细的措述,
目前得到国际上广泛认可的TeflonAF液芯波
导有两种型号,
导毛细管,另一种为在石英毛细管表面镀TeflonAF2400包层的二型液芯波导。这两种类型减芯波导测量原理基本相同,只是全反射的界面不同而已,TeflonAF液芯波导(LWCC/LCW)可按测量要求设计成不同长度,从几厘米到几米不等。长光程液芯波导具有高灵敏度的特点,因此可用于CDOM浓度很低的水域;液芯波导的另一个优势是,单次测量的样品需求量极小(最少仅需约几百微升),因此在采样实验室测量中体现出了极大的优势,
针对目前CDOM测量存在的一些间题,基于TeflonAF 液芯波导(LWCC/LCW)技术,设计了一套高灵敏度的 CDOM走航式自动测量仪,相对于传统的测量方法,可实现水样的现场测量,避免了人为的影响,提高了数据质量,扩
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作者简介:林俊芳,1986年生,中国科学院研究生院博士研究生
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