觀測(cè)應(yīng)用

氮氧化物(NO_X=NO+NO₂)和亞硝酸(HONO)在大氣化學(xué)中發(fā)揮著重要作用，因?yàn)樗鼈儏⑴c了羥基自由基(OH)和臭氧(O₃)的形成。盡管HONO在白天迅速光解，根據(jù)科學(xué)家實(shí)地觀察表明，仍有大量未知的HONO持續(xù)釋放。實(shí)驗(yàn)室研究表明，土壤的直接排放是白天HONO的一個(gè)重要來源。

 HONO土壤釋放的主要機(jī)制是(a)氨氧化細(xì)菌的直接釋放；(b)亞硝酸鹽離子的酸堿平衡；(c)吸附和解吸的動(dòng)態(tài)過程，以及(d)羥胺與水在土壤表面的反應(yīng)。這些機(jī)制表明土壤釋放出大量HONO。

研究表明，施用氮肥增加了土壤HONO的排放。隨著氮肥的過量施用，土壤NO排放的增加也會(huì)導(dǎo)致HONO排放的增加。目前，關(guān)于HONO從土壤中排放的研究很少。同時(shí)測(cè)量HONO和NOX在土壤與大氣之間的交換通量，對(duì)于研究它們?cè)诖髿饣瘜W(xué)和氮循環(huán)中的作用具有重要意義。SoilGAS土壤活性氮氧化物通量觀測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)量HONO、NOx排放通量，將有助于研究農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)對(duì)臭氧、氣溶膠和氣候的影響。

系統(tǒng)組成

SoilGAS 土壤活性氮氧化物通量觀測(cè)系統(tǒng)由HONO NO監(jiān)測(cè)儀和自動(dòng)升降自動(dòng)箱iChamber組成，實(shí)現(xiàn)在線、HONO通量和NOx通量同步觀測(cè)。

 iChamber 群落自動(dòng)箱是澳作公司擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、自主研發(fā)、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品，集六項(xiàng)設(shè)計(jì)于一體，無二的無框架、無立柱設(shè)計(jì)，高度隨植物生長(zhǎng)可調(diào)、面積可達(dá)1平米、高度2米。即可用于土壤排放測(cè)量，也可用作生態(tài)系統(tǒng)凈碳氮交換量在線測(cè)量。

 iChamber與痕量氣體分析儀組成的土壤活性氮氧化物通量觀測(cè)系統(tǒng)可以同時(shí)測(cè)量地表土壤排放的HONO/N₂O/NO/CH₄的通量觀測(cè)數(shù)據(jù)。如果需要測(cè)量NO₂，可以加入CAPS技術(shù)原理的NO₂分析儀同步測(cè)量。

技術(shù)特點(diǎn)

土壤活性氮氧化物通量觀測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在線測(cè)量土壤粘性氣體的排放通量，技術(shù)特點(diǎn)如下：

1、iChamber自動(dòng)箱自動(dòng)升降、自動(dòng)關(guān)閉蓋子，降低對(duì)HONO NOx排放的擾動(dòng)

傳統(tǒng)的靜態(tài)箱長(zhǎng)時(shí)間覆蓋在土壤表面會(huì)導(dǎo)致箱內(nèi)溫度的升高，導(dǎo)致箱內(nèi)生態(tài)學(xué)特性的改變，會(huì)直接影響HONO通量和NO_X通量，經(jīng)過改良到了可以控制自動(dòng)開合的動(dòng)態(tài)箱。

iChamber是一種新概念的全自動(dòng)的動(dòng)態(tài)箱，傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)箱盡管頂蓋或側(cè)面在不測(cè)量的時(shí)候可以開啟，但是在測(cè)量樣方上仍然有側(cè)面或頂部的遮擋，擋風(fēng)，擋光，使測(cè)量樣方與自然環(huán)境有一定的差異。iChamber的推出，消除了這樣的差異。

iChamber自動(dòng)箱采用柔軟帶骨架可以折疊可伸縮的外罩材料，放在測(cè)量樣地上，在定時(shí)測(cè)量時(shí)伸縮罩自動(dòng)上升，上升到預(yù)定高度（0.5米）再關(guān)閉蓋板，形成一個(gè)土壤表面的密閉空間，同時(shí)在循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)下，iChamber內(nèi)部氣體被輸送到ARI分析儀，精確測(cè)量iChamber內(nèi)部HONO，NO_X氣體濃度變化，根據(jù)樣地面積（0.1平米）計(jì)算HONO通量和NO_X通量。

 2、多點(diǎn)/多物種HONO/N₂O/NO/CH₄和NO₂排放通量觀測(cè)試驗(yàn)可以采用多點(diǎn)iChamber與一臺(tái)分析儀組合模式實(shí)現(xiàn)同步測(cè)量能力，氣路切換由ARI主機(jī)的操控軟件TDLWintel自動(dòng)控制，按時(shí)間順序自動(dòng)順序采集多個(gè)自動(dòng)箱內(nèi)氣體樣本，送回主機(jī)檢測(cè)腔內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)量采樣，同時(shí)控制自動(dòng)箱密封蓋的開啟/關(guān)閉的動(dòng)作。

 3、自動(dòng)箱面積不同

   野外測(cè)量樣地的植物多樣性特點(diǎn)，如草本植物、木本植物、灌木植物等等，其本身的高度，枝冠的面積都不盡相同，因此需要自動(dòng)箱的尺寸有相應(yīng)的適應(yīng)性，iChamber具備三種規(guī)格以滿足多種類植被樣地的測(cè)量需求。

四、技術(shù)指標(biāo)

土壤活性氮氧化物通量觀測(cè)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)如下：

iChamber自動(dòng)箱

HONO/N₂O/NO/CH₄痕量氣體同步測(cè)量精度