Gasbench自动测试大气中CH4和N2O的碳氮和氧同位素

Gasbench自动测试大气中CH4和N2O的碳氮和氧同位素第1页/共24页1CH4和N2O碳、氮和氧同位素的研究意义2CH4和N2O预富集装置现状3N2O富集装置的示意图和测试流程4富集N2O的氮和氧同位素图谱和结果5CH4富集装置的示意图和测试流程6富集CH4的碳同位素图谱和结果7下一步的工作和计划报告主要内容第2页/共24页CH4和N2O的研究意义CH4和N2O都具有吸收地表红外辐射，增加近地层大气温度的作用，是重要的温室气体，大气中这些气体的变化和来源一直是人类关注的热点。CH4也是海洋油气和天然气水合物的重要指示剂。N2O是氮循环（硝化和反硝化）重要的中间产物，其对了解氮循环过程具有重要的作用。第3页/共24页CH4和N2O同位素研究意义CH4和N2O浓度变化，仅反映累积过程的情况，但无法了解其变化机制和控制因素，稳定性同位素组成就可以提供相关的信息。大气中CH4和N2O的浓度较低（CH41.7～1.9ppm和N2O约为0.31ppm），限制对其稳定同位素研究。国内外一些研究工作者利用浓缩装置-气相色谱和同位素质谱联机装置（PreCon-GC/C-IRMS）来测定CH4和N2O中的稳定性同位素比值。中科院南京土壤所（曹亚澄）；

中科院沈阳应用生态研究所（祁彪）第4页/共24页1CH4和N2O碳、氮和氧同位素的研究意义2CH4和N2O预富集装置现状3N2O富集装置的示意图和测试流程4富集N2O的氮和氧同位素图谱和结果5CH4富集装置的示意图和测试流程6富集CH4的碳同位素图谱和结果7下一步的工作和计划报告主要内容第5页/共24页现有商品化富集装置商品化痕量气体预浓缩系统(ThermoFisher，PreCon；Element，Tracegas；Sercon，Cryo-Prep)，其中ThermoFisher浓缩接口-气相色谱-质谱联仪，可测定100ml空气中N2O中的氮、氧同位素比值和CH4中碳同位素比值，但是目前为止只能手动一次测试一个样品。

我们根据预浓缩接口(PreCon)的原理，升级Gasbench(增加三个冷阱和氧化还原炉)、设计大体积样品架（54位）和60ml顶空样品瓶，同时编制了相应测定程序，建立了无人值守全自动测试大气浓度下CH4和N2O中碳、氮和氧同位素比值分析方法（一次可以测试54个样品）。第6页/共24页1CH4和N2O碳、氮和氧同位素的研究意义2CH4和N2O预富集装置现状3N2O富集装置的示意图和测试流程4富集N2O的氮和氧同位素图谱和结果5CH4富集装置的示意图和测试流程6富集CH4的碳同位素图谱和结果7下一步的工作和计划报告主要内容第7页/共24页大气浓度N2O氮氧的测试Gasbench测试样品示意图第8页/共24页大气浓度N2O氮氧同位素测试Gasbench增加两个冷阱和化学阱示意图第9页/共24页改进Gasbench进样针第10页/共24页大气浓度N2O氮氧同位素测试富集N2O氮氧同位素测试流程示意图第11页/共24页1CH4和N2O碳、氮和氧同位素的研究意义2CH4和N2O预富集装置现状3N2O富集装置的示意图和测试流程4富集N2O的氮和氧同位素图谱和结果5CH4富集装置的示意图和测试流程6富集CH4的碳同位素图谱和结果7下一步的工作和计划报告主要内容第12页/共24页N2O氮氧同位素测试图谱富集N2O氮氧同位素测试图谱-1500S第13页/共24页N2O氮氧同位素测试结果N2O氮氧同位素测试结果标准差分别为±0.129和±0.396(曹亚澄，2008)。第14页/共24页1CH4和N2O碳、氮和氧同位素的研究意义2CH4和N2O预富集装置现状3N2O富集装置的示意图和测试流程4富集N2O的氮和氧同位素图谱和结果5CH4富集装置的示意图和测试流程6富集CH4的碳同位素图谱和结果7下一步的工作和计划报告主要内容第15页/共24页大气浓度CH4碳同位素测试第16页/共24页大气浓度CH4碳同位素测试第17页/共24页1CH4和N2O碳、氮和氧同位素的研究意义2CH4和N2O预富集装置现状3N2O富集装置的示意图和测试流程4富集N2O的氮和氧同位素图谱和结果5CH4富集装置的示意图和测试流程6富集CH4的碳同位素图谱和结果7下一步的工作和计划报告主要内容第18页/共24页大气CH4碳同位素测试图谱第19页/共24页大气CH4碳同位素测试结果CH4碳同位素测试结果标准差分别为±0.196(曹亚澄，2008)；室内CH4碳同位素测试结果标准偏差0.22（祁彪，2009）第20页/共24页下一步的计划进一步升级改造Gasbench进样针和除水装置，实现水体溶解CH4和N2O碳、氮和氧同位素测试。升级改造Gasbench与双