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EcoTron氮沉降在線觀測系統
更新時間：2016-04-12
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氮沉降在線觀測系統由陸地氮沉降及酸雨在線觀測單元、水體原位氮觀測單元、氣象單元及數據采集與無線傳輸單元組成，可同步在線觀測大氣氮沉降及酸沉降、水體營養鹽狀況及氮沉降對水體氮素濃度的相關關系等。
大氣中的氮元素以NHx（包括NH3、RNH2 和NH4 ）和NOx的形式，降落到陸地和水體的過程稱為氮沉降。隨著礦物燃料燃燒、化學氮肥的生產和使用以及畜牧業的迅猛發展等，人類活動向大氣中排放的活性氮化合物激增，大氣氮素沉降也呈迅猛增加的趨勢，成為影響陸地和水生態的重要人為因素，導致酸雨、水體富營養化等環境問題。我國是氮沉降情況zui嚴重的區域，根據2008《自然》發表的Dave Reay等的文章，到2030年，我國東部和東南部地區氮沉降將增加50～100%。
氮沉降在線觀測系統由陸地氮沉降及酸雨在線觀測單元、水體原位氮觀測單元、氣象單元及數據采集與無線傳輸單元組成，可同步在線觀測大氣氮沉降及酸沉降、水體營養鹽狀況及氮沉降對水體氮素濃度的相關關系等。系統測量原理為：原位（in-situ）大氣干濕沉降采集筒采集到的樣品，通過蠕動泵抽樣過濾，按程序設置的測量間隔進入氮沉降在線分析儀，采用實驗室標準的濕化學法循環順序分析總氮、氨氮及硝態氮等濃度，并根據采集筒面積等求出氮沉降通量，包括總濕沉降、干沉降，總無機氮沉降和有機氮沉降，總氨氮沉降、硝態氮沉降、亞硝態氮沉降等參數。通過安裝到水體中的原位營養鹽監測探頭，可同步監測分析水體（河流湖泊）的總氮、氨氮、硝態氮等含量，以研究分析水體營養鹽與大氣氮沉降的關系。分析數據在線顯示和儲存下載，也可通過無線通訊模塊遠程下載顯示數據。
Ecotron氮沉降在線觀測系統主要功能特點如下：
1. 可連續監測大氣氮濕沉降和干沉降，包括總氮、有機氮、總無機氮、氨氮、硝態氮、亞硝態氮
2. 可連續監測大氣酸沉降（濕沉降和部分干沉降），包括硫酸根、硝 酸根對酸雨的貢獻率
3. 可精密連續記錄大氣沉降重量（選配）
4. 同步原位監測河流湖泊氮素和營養鹽包括氨氮、硝態氮、亞硝態氮、磷酸鹽
5. 數據可通過GPRS無線傳輸，或通過U盤直接下載數據
EcoTron氮沉降在線觀測系統的性能指標：
1. 濕化學法在線觀測大氣氮沉降，分析參數包括總氮、氨氮、硝態氮 亞硝態氮、亞硝態氮
2. 可選配SO42-在線觀測模塊，在線觀測分析大氣氮沉降中硫酸根沉降，從而全面了解酸雨沉降情況
3. 精密連續觀測記錄大氣沉降量及降水，精確度分別為0.01g和0.1mm
4. 原位營養鹽監測探頭可同步原位監測水體氨氮、硝態氮、亞硝態氮、磷酸鹽及總磷等
5. 內置時鐘和顯示屏，在線顯示和存儲數據包括日期、時間及測量值等
6. 無人值守自動在線監測，建議每隔2周左右維護一次
7. 交流電或太陽能供電，太陽能供電模塊：12V、20W
8. EnviData數據采集與無線傳輸模塊，包括EnviData軟件、數據采集器、GPRS無線通訊模塊等
國內外應用狀況：
作為變化的重要議題、與氣候變化同步引起日益關注的氮沉降問題（在變化中與climate change相對應，又稱chemical change），與氣候變化一樣已日益成為變化研究的熱點問題。我國氮沉降研究一般采取離子交換樹脂法和降水采集法（盛文萍等，2010；王德宜等，2010；張國森等，2003），然后拿到實驗室進行分析，如張國森等（2003）在野外采集雨水后帶到實驗室分析硝態氮、亞硝態氮及氨氮濃度。相對于我國零散的大氣氮沉降研究，上對氮沉降的監測研究更加重視和系統化，如歐洲RECOVER:2010 項目（designed to assess the impact of current and future anthropogenic pressures on sensitive European freshwater ecosystems）對30個酸雨敏感區監測點的分析結果，氮沉降如果超過10kgNha-1yr-1的閾值，將導致河流氮飽和趨勢和硝態氮濃度的增高。歐洲WARMER（Water Risk Management in Europe）項目研究設計了微環流分析技術（Micro Loop Flow Analysis）以就地或原位持續監測陸地及水體氮素營養鹽的動態變化（Moscetta etc. 2009）。
EcoTron氮沉降在線觀測系統的參考文獻：
1. 盛文萍、玉貴瑞、方華軍、姜春明，大氣氮沉降通量觀測方法。生態學雜志，29（8）：1671-1678，2010
2. 王德宜、趙普生、張玉霞、張麗華，北京市區大氣氮沉降研究。環境科學，31（9）：1989-1992，2010
3. 張國森、陳洪濤、張經、劉素美，長江口地區大氣濕沉降中營養鹽的初步研究，14（7）：1107-1111，2003
4. Moscetta, P., L. Sanfilippo, E. Savino, etc. Instrumentation for continuous monitoring in marine environment. IEEE Oceans’09 conference. Biloxi（USA）, 2009
5. Wright R. F., C. Alewell, J. Cullen, etc. Trends in nitrogen deposition and leaching in acid-sensitive streams in Europe. Recover:2010 project report, 2010
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