土壤、植物中CO2、CH4、碳同位素检测方案(同位素质谱仪)

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G2201-iPICARROPICARRO3105 Patrick Henry Drive， Santa Clara， CA 95054 408-962-3900 sales@picarro.com picarro.comC 2018 PICARRO， INC.LIT代码： G2201-i-DS11-V1.0-180924 二氧化碳(CO，)和甲烷(CHA)高精度碳同位素分析仪 ● 世界唯一一款可野外原位同步测量 CO，和CH碳同位素的分析仪 极少的校准和维护，且无需耗材 ●极高的精度，运转费用仅有同位素比质谱仪的几分之一 G2201-i分析仪将 Picarro 的 CO2和 CH4两台碳司位素分析仪的能力整合在一起，这使获得唯有稳定同位素比能提供的洞察力变得简单而快速。研究人员从此只需一台仪器便可追踪从碳源至碳汇的碳转移过程。该双组分分析仪不但给研究工作带来了易用性和快捷性，小型化与耐用性令其更容易运输到野外并提供即时的结果，以便研究者根据实地情况更改实验设置，在有限的野外作业时间内取得最优的成果。 Picarro G2201-i 系统操作规格 测量技术 光腔衰荡光谱(CRDS)技术 单一CH4同位素比模式 CO2一CH4复合模式 测量池温度控制 ±0.005℃ 200-2000 ppm 380-2000 ppm 测量池压强控制 ±0.0002大气压 0-4000 ppm 100-4000 ppm 冲击与振动测试 符合MIL-STD-810F 测试标准。冲击与振动测试过后仪器仍能达到性能规格。 高精度模式：1.8-12ppm高动态范围模式：10-1000 ppm 高精度模式：1.8-12ppm 样品温度 -10至45℃ 高动态范围模式：10-500 ppm 样品压强 300至1000托(40至133千帕) 高精度模式：1.2-15ppm 高动态范围模式：1.8-1500ppm 样品流量 <50标准毫升每分钟 (sccm)(典型值≈25 sccm)，在760托气压下，无需过滤 样品湿度 <99%相对湿度(在40℃无冷凝条件下)，无需干燥 环境温度范围 10至35℃(仪器工作时)，-10至50℃(仪器储存条件) 环境湿度 <99%相对湿度(无冷凝条件下) 单一CH4同位素比模式 CO2-CH4复合模式 附件 真空泵(外置)，键盘，鼠标，液晶显示器(可选) ≈5秒 数据输出 RS-232，以太网， USB 进气口接头 V4英寸 Swagelok@ 安装形式 工作台式或19英寸机架式安装底盘 外形尺寸 烷、乙烯或者含硫化合物也会对测量产生影响。用户应当核实试验样品是否合适。若不确定，请与我们联 系讨论实验的具体情况。在闭路循环测量的应用中，应注意气路上可能产生压降导致外部空气进入系统。 17英寸宽x7英寸高x17.5英寸长(43.2x17.8x44.6厘米)，不含0.5英寸的支腿 重量 56磅(25.4千克)，包括外置泵 电源要求 该产品并未对车载应用做过优化；该应用要求在车辆行驶过程中查明精准的甲烷排放源。有鉴于此，若该产品用于在车辆行驶过程中的天然气泄漏检测或其它实时甲烷泄漏的应用，我们将不提供技术支持。 Picarro 的 SurveyorTM 系统是针对此类车载研究工作优化过的产品。 41-0028 Rev A 克里斯蒂安·埃斯托普-阿拉贡内斯 (Cristian Estop-Aragonés)、利亚姆•霍夫曼 (Liam Heffernan) 和大卫·奥莱费尔特 (David Olefeldt) 与加拿大阿尔伯塔大学可再生资源系花时间撰写了一篇短文，其中讲述了他们如何在最近的热喀斯特沼泽研究中使用 Picarro G2201-i 分析仪和小样本引入模块 (SSIM)。　　北部地区气候变暖加剧和野火频发导致永久冻土泥炭地和泥炭高原大面积解冻。这些生态系统代表了土壤有机碳的陆地热点，而整个土壤剖面的解冻通常会将这些泥炭高原转变成热喀斯特沼泽。此类沼泽的特点在于地面沉降和渍水土壤，而葱郁的林木则会被更喜栖潮湿环境的植被物种所取代（图 1）。在这些缺氧土壤中，微生物活动会将泥炭中储存的有机碳转化为 CO2 和 CH4，从而导致这些温室气体可能被释放到大气中。植被还可能会释放土壤中的新鲜碳输入，这会增强泥炭的分解（激发效应）。　　为模拟这些碳输入可能会对泥炭分解产生的潜在激发效应，我们在土壤中添加了富含 13C 的基质，并使用小样本引入模块 (SSIM) 在 Picarro G2201-i 分析仪中测量 CO2 和 CH4 的 13C 含量。一旦实验室培养项目中积累了足量的气体，我们就会从顶部（图 2）取出样本，将其与零位空气气体混合，以获得分析仪适当范围内的浓度，然后使用 SSIM 将其注入。富含 13C 基质的特征清晰明了，如所测量的进化 13C-CO2 所示（图 2）。凭借这些结果，我们就可以运用质量平衡原理来量化来自土壤碳和来自新增基质的气体的含量。SSIM 测量简便快捷，能够处理大量样本。　图 2：左侧是一个装有土壤样本的不透明（无关）培养罐。橡胶隔片和注射器针头用于从顶部提取气体样本并将样本输送到 SSIM 中。在右侧，来自三个培养罐复件的 13C-CO2 值，其中在对照培养罐中添加了糖。　　研究目的是确定添加基质是否“激发”泥炭分解，也即来自土壤有机碳的 CO2 和 CH4 的生产率是否在添加基质后增加。在具有不同有机物质性质的各类土壤层中对此类潜在激发效应进行研究，以便更好地了解这些生态系统中的碳循环。我们将在未来几个月实施进一步的测量，最终结果会在国际期刊上如期发表。　　Picarro 为我们提供了各种工具，这些工具支持我们为表征温室气体源与汇的行为所实施的实地研究和实验室研究工作。北纬陆地和海洋环境代表了重要的研究领域；如果我们想要确定它们在碳循环过程和氮循环过程中所扮演的角色，那么了解这些生态系统的演变就是关键所在。