现场研究揭示了氨同位素分子如何在空气中扩散

时间:2020-05-19 14:34 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

现场研究揭示了氨同位素分子如何在空气中扩散

科学家们正在努力寻找监测氨的方法——氨是大气中越来越常见的物种,与水体富营养化、土壤酸性和生物多样性丧失密切相关。但是测量氨并不容易,因为氨可以在空气中迅速地从气体变成颗粒。

虽然有准确的方法来确定氨在实验室的帮助下泵,但他们不适合长期测量和大规模的实地调查,因为成本,特别是在人力方面,并需要不断的电力供应。

为了克服这些缺点,开发了一种替代方法来收集氨从大气中没有援助的泵。与以前使用泵的方法相比,这种方法被称为被动采样。为无电源要求的氨监测提供了一种简单、经济有效的工具。

然而,在5月3日发表在《大气研究》杂志上的一项研究中,科学家们测试了3个用于收集氨的被动样本,发现与使用泵将空气引入主动采样器的标准参考方法相比,氨浓度的偏差都很低(13.4-27.5%)。

为了解决这个问题,研究人员利用菲克定律的经典理论,重新考察了被动式采样器保护箱内的酸包过滤器的有效氨流量。

在北京市区的采样过程中,通过当地的观测数据对理论流量进行了修正。

中国科学院大气物理研究所(IAP)的潘跃鹏是该研究的第一作者,他说:“我们发现被动式采样器的有效采样流量都低于制造商提供的标称值。”“被动采样器中不准确的有效采样率被认为是由于制造商没有很好地考虑到不正确的传质校正因子造成的。”

虽然之前有报道过被动式采样器对氨氮浓度的低估,但被动式采样器收集到的氨氮同位素组成(15N/14N)却远低于主动参考法,在北京市区的实地调查中差异较大,达15.4‰。

在这项研究之前,科学家们几乎没有信心判断被动式和被动式采样器收集的数据中,哪一种更适合用来表征氨同位素的组成。但是现在,在以前研究中从被动式采样器中获得的氨同位素组成值的基础上再增加15.4‰,就可以纠正低偏差。

“15.4‰的大偏差是由于轻氨同位素(14N)和重氨同位素(15N)之间的扩散同位素效应,由相对质量差异(每摩尔1克)引起的,”潘说。“我相信这项研究为确定氨来源提供了一个更可靠的方法,因此提高了我们量化哪些排放会在未来影响氨的增加的能力。”

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