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膜進(jìn)樣質(zhì)譜儀智能水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)

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上海三澎機(jī)電有限公司

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產(chǎn)品簡介

美國自然基金委推薦測量濕地脫氮速率專用儀器反硝化速率和脫氮速率科研的強(qiáng)大工具高精度溶解氣體測量儀器前言：氮?dú)猓∟2）、氧氣（O2）、二氧化碳（CO2）是濕地、河流、湖泊、海洋等水體中的重要溶解氣體，是生態(tài)環(huán)境變化過程中的重要參數(shù)指標(biāo)

詳細(xì)介紹

美國自然基金委推薦測量濕地脫氮速率專用儀器

反硝化速率和脫氮速率科研的強(qiáng)大工具

高精度溶解氣體測量儀器

前言：

氮?dú)猓∟₂）、氧氣（O₂）、二氧化碳（CO₂）是濕地、河流、湖泊、海洋等水體中的重要溶解氣體，是生態(tài)環(huán)境變化過程中的重要參數(shù)指標(biāo)。例如，溶解氧是衡量海氣擴(kuò)散過程、水團(tuán)混合、大洋環(huán)流以及海水中生物化學(xué)過程的重要指標(biāo)；水體中CO₂對于研究碳循環(huán)和氣候變化具有重要作用；而水體中溶解N₂則對于研究水體反硝化速率、農(nóng)業(yè)氮肥利用率、水體富營養(yǎng)化等相關(guān)問題具有至關(guān)重要的作用。目前，測量水體海洋中溶解氣體的傳統(tǒng)方法是先采集水樣，然后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)或者船上進(jìn)行檢測，但由于很多參數(shù)會(huì)隨時(shí)空的變化而發(fā)生改變，從而得不到實(shí)時(shí)原位的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。水體及沉積物反硝化速率的測定方法主要有乙炔抑制法、N₂通量法、質(zhì)量平衡法、化學(xué)計(jì)量法和同位素法，但這些方法大多存在人為擾動(dòng)大、操作繁瑣、誤差大的不足，因而無法精確測定淹水環(huán)境下的反硝化速率。膜進(jìn)樣質(zhì)譜儀（MIMS）則能夠?qū)崟r(shí)、原位、連續(xù)監(jiān)測水體中的溶解氣體（N₂、O₂、CO₂），并且能夠精確測定淹水環(huán)境下水體、沉積物的反硝化速率，已被國內(nèi)外眾多研究機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用，并被美國自然科學(xué)基金委推薦用來測定濕地脫氮速率。同時(shí)，膜進(jìn)樣質(zhì)譜儀還能夠應(yīng)用于穩(wěn)定同位素（¹⁵N 、¹⁸O、¹³C）的檢測、光合呼吸、生物反應(yīng)器等方面的研究。

主要特點(diǎn)：

可實(shí)時(shí)、原位檢測
測量精度高、重復(fù)性好
所需樣品量少，僅5ml
操作簡便，樣品分析快，僅90s
不需要頂空平衡，可實(shí)現(xiàn)水氣分離
可將空氣中高濃度背景氣體分離開，避免了樣品的污染
專用軟件（QuickData）高效評估收集的信號和數(shù)據(jù)

圖1 QuickData軟件

主要應(yīng)用：

環(huán)境（水體、沉積物）反硝化速率的研究
原位測量水體（海洋/湖泊/河流/地表水/地下水）中O₂、CH₄、DMS、CO₂和Ar濃度
海洋總初級生產(chǎn)力的測定
貧瘠水域的呼吸作用研究
穩(wěn)定同位素的測定（¹⁵N 、¹⁸O、¹³C）

圖2 MIMS在反硝化中的應(yīng)用，將原狀沉積物和上覆水取回在室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，研究反硝化過程中N2的排放速率

圖3 利用已知CH₄濃度和測量出來的信號值進(jìn)行擬合曲線，進(jìn)而測量未知水體中CH₄濃度

圖4 MIMS可用于水生生態(tài)系統(tǒng)代謝和氧氣動(dòng)力學(xué)研究

圖5 MIMS可與液相氧電極或葉綠素?zé)晒鈨x聯(lián)用測量光合和呼吸作用

MIMS典型應(yīng)用：

表1 標(biāo)樣連續(xù)測定10h后信號偏移情況（李曉波等，2013）

表2 MIMS與IRMS在測量海洋總初級生產(chǎn)力時(shí)的數(shù)據(jù)比較

圖7 利用MIMS測量出11種中國典型稻田土壤下的反硝化、厭氧氨氧化、DNRA的貢獻(xiàn)率（Shan J et. al, 2016）

參考文獻(xiàn)：

1.李曉波, 夏永秋, 郎漫, 等. N₂：Ar法直接測定淹水環(huán)境反硝化產(chǎn)物N2的產(chǎn)生速率. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 32(6): 1284-1288

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