地面氧化亚氮排放静态箱测定技术

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1、土壤与环境2002,11(4):413~416http://www.environment.soil.gd.cnSoilandEnvironmentalSciencesE-mail:ses@soil.gd.cn地面氧化亚氮排放静态箱测定技术李志安，邹碧，曹裕松，刘剑，温达志中国科学院华南植物研究所，广东广州510650摘要：氧化亚氮是最重要的温室效应气体之一，国际科学界对其进行了大量的研究。开展氧化亚氮研究最重要的方面是测定技术，目前主要有静态箱法和微气象法，而以静态箱技术的使用最为广泛。静态箱技术也有其优点和缺点。文章从基本原理、取样箱设计、取样时间策略、自动

2、采样箱设计、气相色谱测定技术参数、计算方法及自动测定系统等方面，系统介绍静态箱技术。我国在氧化亚氮研究上还较少，已被测定的土地类型非常有限，文章将有助于促进我国在这方面的研究。关键词：氧化亚氮；静态箱；测定技术；排放中图分类号：X14；X13文献标识码：A文章编号：1008-181X（2002）04-0413-04N2O和CO2、CH4一样，被列为3种最重要的为了对N2O的排放有准确的估计，世界各国科[1]温室效应气体之一。N2O对辐射的吸收波长（7.78学家开发了多种不同的方法，其中主要是静态箱技[2]mm）正好在大气热传导的主要谱线区（7~14mm），术和微

3、气象法，而静态箱技术使用最多。由于N2O因而具有显著的增温效应。它的红外吸收能力大约排放在时空上的强烈动态性以及痕量特性，技术上[3]为CO2的200倍，CH4的4倍，且大气中N2O每的精确非常重要。本文根据过去几年的报道，介绍[4]年以约0.3%的速率在增加，其增温潜势非常高。N2O静态箱测定技术。N2O与CO2不同，它还是化学活性气体；平流层臭1基本原理氧的消耗主要是氮氧化物的催化反应造成的，平流静态箱技术的方法原理很简单，即在地表面盖层氮氧化物的水平是臭氧含量的最重要决定因子，上一个能密闭的箱，测定箱内一个时段内的N2O的[5]作用层高度可达数公里至几十公

4、里。N2O还是所变化，根据箱口面积、箱体积和时间，即可计算出有已知温室效应气体中在大气中持留期最长的，达N2O的排放速率。这里，N2O一般用气相色谱仪进[2,6]150a之久（CO2约100a，CH4约10a）。在南行测定。半球，臭氧层的不断变薄已造成了严重的后果，澳质量守恒原理应用于静态箱，得下面计算式：洲特别高的紫外辐射是其皮肤癌发病率居全球之F=(V/A)×(dCt/dt)+(Vg/A)×(Ct-Ca)+Vd×Ct-2-1首的最重要原因。因而，N2O目前的发展趋势对人这里F是N2O的通量(g×m×s)，Ct是时间t的浓度-3-3类居住环境构成很大的威胁。(

5、g×m)，Ca是外围环境中N2O的浓度(g×m)，t是3正是由于N2O这种巨大的危害性，大气中N2O箱密闭的时间长度(s)，V是箱体积（m），A是箱所2不断增高的问题引起了各国的广泛关注，自20世覆盖的面积(m)，Vg是气体从箱体漏出的速率3-1纪90年代以来成为科学界最热门的研究课题之一。(m×s)。Vd是N2O在箱体、植物与土壤表面的沉积[7]-1大气中不断增加的N2O有70%源自土壤的排放，率(m×s)欧美各国纷纷对土壤N2O的排放问题进行了大量密闭箱技术要求：定量的边界，箱内适当的搅研究，以便采取控制措施。策略上，一是通过对拌混合，箱体材料对所测定气体有

6、惰性，箱体内外N2O排放机理的研究，如影响因子、农耕措施及排压力一致，盖箱后对内部的主要土壤与植物性状没放的时间动态等，以期借助对某些耕作习惯的调整有明显的影响等。实现降低N2O的排放；二是通过对不同类型土地2普通箱体设计N2O排放量的比较，选择高N2O排放的关键类型进一般而言，箱口面积大一些，精确性会高一些，行控制。可以减少地面不均一性带来的影响，然而，作为可基金项目：国家自然科学基金项目（30170191）；广东省自然科学基金项目（20000976；003031）；华南植物研究所基金资助作者简介：李志安（1962－），男，博士，研究员，从事土地温室效应气体排

7、放，植物营养生态研究。E-mail:lizan@scib.ac.cn收稿日期：2002-06-20414土壤与环境第11卷第4期（2002年11月）操作性与精确性的折衷，箱体通常设计成盖地面积N2O排放在一天24h内处于动态变化中，当取到低22[8]不大于1m，最小的只有150cm、体积3L；以峰时，测定值很低，高峰时则很高，这种差别可达[9]方形结构为主，但也有圆形结构，如Flessa等使几倍至几十倍。尽管如此，在综合考虑各方面因素2用了直径30cm的圆筒，盖地面积706cm，而的情况下，静态箱仍是使用最多的方法。[10]Ineson等使用内径20cm，容积1

8、500ml的圆筒，对于这