Gasbench全自動(dòng)測(cè)定大氣CH4和N2O中碳、氮和氧同位素比值

中科院土壤所-穩(wěn)定性同位素的應(yīng)用及分析技術(shù)研修班國家海洋局第三海洋研究所Gasbench全自動(dòng)測(cè)定大氣濃度CH4碳同位素和N2O氮氧同位素比值1CH4和N2O碳、氮和氧同位素的研究意義2商品化CH4和N2O預(yù)富集裝置3Gasbench富集N2O裝置的示意圖和測(cè)試流程4N2O的氮和氧同位素圖譜和結(jié)果5Gasbench富集CH4裝置的示意圖和測(cè)試流程6CH4的碳同位素圖譜和結(jié)果7下一步的計(jì)劃和存在問題報(bào)告主要內(nèi)容CH4和N2O的研究意義CH4和N2O都具有吸收地表紅外輻射，增加近地層大氣溫度的作用，是重要的溫室氣體，大氣中這些氣體的變化和來源一直是人類關(guān)注的熱點(diǎn)。CH4也是海洋油氣、天然氣水合物、冷泉和熱液噴口的重要指示劑。N2O是氮循環(huán)（硝化和反硝化）重要的中間產(chǎn)物，其對(duì)了解氮循環(huán)過程具有重要的作用。CH4和N2O同位素研究意義CH4和N2O濃度變化，僅反映累積過程的情況，但無法了解其變化機(jī)制和控制因素，穩(wěn)定性同位素組成就可以提供相關(guān)的信息。大氣中CH4和N2O的濃度較低（CH41.7～1.9ppm和N2O約為0.31ppm），限制對(duì)其穩(wěn)定同位素研究。國內(nèi)外一些研究工作者利用濃縮裝置-氣相色譜-穩(wěn)定同位素質(zhì)譜聯(lián)機(jī)裝置（PreCon-GC/C-IRMS）來測(cè)定CH4和N2O中的穩(wěn)定性同位素比值。中科院南京土壤所（曹亞澄）；

中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所（祁彪）現(xiàn)有商品化富集裝置商品化痕量氣體預(yù)濃縮系統(tǒng)(ThermoFisher，PreCon；Element，Tracegas；Sercon，CryoPrep)，其中ThermoFisher濃縮接口-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)儀，可測(cè)定100ml空氣中N2O中的氮、氧同位素比值和CH4中碳同位素比值，但是目前為止只能手動(dòng)一次測(cè)試一個(gè)樣品。

Gasbench升級(jí)預(yù)富集裝置主要內(nèi)容

根據(jù)預(yù)濃縮接口(PreCon)的原理，升級(jí)Gasbench(增加三個(gè)冷阱和氧化還原爐)、增加除水阱和捕集CO2阱，設(shè)計(jì)大體積樣品架（54位）、60ml頂空樣品瓶、改造雙路進(jìn)樣針，同時(shí)編制了相應(yīng)測(cè)定程序，建立了無人值守全自動(dòng)測(cè)試大氣濃度下CH4中碳和N2O中氮氧同位素比值分析方法（一次可以測(cè)試54個(gè)樣品）。高濃度N2O氮氧同位素的測(cè)試Gasbench測(cè)試樣品示意圖大氣濃度N2O氮氧同位素測(cè)試Gasbench增加兩個(gè)冷阱和化學(xué)阱示意圖大氣濃度N2O氮氧同位素測(cè)試富集N2O氮氧同位素測(cè)試流程示意圖預(yù)富集N2O氮氧同位素測(cè)試方法N2O氮氧同位素測(cè)試圖譜富集N2O氮氧同位素測(cè)試圖譜-1500SN2O氮氧同位素測(cè)試結(jié)果N2O氮氧同位素測(cè)試結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差分別為±0.129和±0.396(曹亞澄，2008)。大氣濃度CH4碳同位素測(cè)試大氣濃度CH4碳同位素測(cè)試大氣CH4碳同位素測(cè)試圖譜大氣CH4碳同位素測(cè)試結(jié)果CH4碳同位素測(cè)試結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差分別為±0.196(曹亞澄，2008)；室內(nèi)CH4碳同位素測(cè)試結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差0.22（祁彪，2009）下一步的計(jì)劃實(shí)現(xiàn)水體溶解CH4和N2O碳、氮和氧同位素測(cè)試。改造Ga