AFM: 國(guó)產(chǎn)便攜式開(kāi)路氨分析儀助力氮循環(huán)研究
發(fā)布時(shí)間：
2023-05-25
氨是大氣中最主要的堿性氣體，在二次氣溶膠顆粒物生成中扮演著重要角色，是引發(fā)重霾污染和過(guò)量氮沉降的重要活性氮，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，氮揮發(fā)也是農(nóng)田氮養(yǎng)分損失的主要途徑。
氨是大氣中最主要的堿性氣體，在二次氣溶膠顆粒物生成中扮演著重要角色，是引發(fā)重霾污染和過(guò)量氮沉降的重要活性氮，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，氮揮發(fā)也是農(nóng)田氮養(yǎng)分損失的主要途徑。因氨具有強(qiáng)表面吸附力和水溶性等特性，大氣氨濃度和地氣氨交換通量的原位準(zhǔn)確測(cè)量一直是學(xué)界的一大挑戰(zhàn)，目前國(guó)際上主流的測(cè)量?jī)x器大多采用閉路吸入式的構(gòu)造，采樣管路的吸附效應(yīng)一直制約著大氣氨濃度的快速高頻高精準(zhǔn)度測(cè)量。與此同時(shí)，閉路儀器和搭配使用的外置抽氣泵均要求交流供電，這意味著目前絕大多數(shù)的大氣氨通量觀測(cè)只能在少數(shù)電力條件允許的環(huán)境下開(kāi)展。
中科院大氣物理研究所王凱和鄭循華所在的碳氮循環(huán)團(tuán)隊(duì)和寧波海爾欣光電科技有限公司深入合作，研發(fā)了一款便攜式、高精度、快響應(yīng)的開(kāi)路多通池激光氨分析儀（圖1）。這款儀器基于可調(diào)諧激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)，采用了分布反饋式量子級(jí)聯(lián)激光（DFB-QCL）的光源，其開(kāi)放式的光路結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)閉路儀器管路吸附引起的測(cè)量誤差，光機(jī)電軟各個(gè)部分高度集成，可完全由太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，適合野外條件使用。研究團(tuán)隊(duì)基于實(shí)驗(yàn)室和野外觀測(cè)試驗(yàn)，對(duì)這款儀器的穩(wěn)定性、測(cè)量精度、準(zhǔn)確度等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并以它為核心部件，集成開(kāi)發(fā)了一套基于大氣湍流方法（渦動(dòng)相關(guān)法）的氨通量觀測(cè)系統(tǒng)（圖2），這是目前測(cè)量地氣氨交換通量的理想方法。
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