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EcoTron氮沈降(jiang)在線(xian)觀(guan)測(ce)系(xi)統(tong)
更(geng)新時(shi)間：2025-07-01
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氮沈降(jiang)在線(xian)觀(guan)測(ce)系(xi)統(tong)由(you)陸地氮沈降(jiang)及(ji)酸(suan)雨在線(xian)觀(guan)測(ce)單(dan)元(yuan)、水體原(yuan)位(wei)氮觀(guan)測(ce)單(dan)元(yuan)、氣(qi)象(xiang)單(dan)元(yuan)及數據采集(ji)與無(wu)線(xian)傳輸單(dan)元(yuan)組成(cheng)，可(ke)同(tong)步在線(xian)觀(guan)測(ce)大氣(qi)氮沈降(jiang)及(ji)酸(suan)沈降(jiang)、水(shui)體營(ying)養(yang)鹽狀況及(ji)氮沈降(jiang)對水體氮素濃(nong)度(du)的相(xiang)關關系(xi)等(deng)。
大氣(qi)中的氮元素(su)以(yi)NHx（包(bao)括(kuo)NH3、RNH2 和NH4 ）和NOx的形式，降(jiang)落到(dao)陸(lu)地(di)和水(shui)體的過程(cheng)稱(cheng)為氮沈降(jiang)。隨著礦(kuang)物燃料(liao)燃燒(shao)、化(hua)學氮肥(fei)的生(sheng)產(chan)和使(shi)用以(yi)及(ji)畜牧業的迅(xun)猛發展等，人類(lei)活動向(xiang)大氣(qi)中排放的活(huo)性氮化合(he)物激增，大氣(qi)氮素沈降(jiang)也(ye)呈(cheng)迅(xun)猛增加的趨勢，成(cheng)為影(ying)響陸地和水(shui)生(sheng)態(tai)的重要人為(wei)因素，導致酸(suan)雨、水(shui)體富(fu)營(ying)養(yang)化等環(huan)境問題(ti)。我國(guo)是(shi)氮沈降(jiang)情況zui嚴(yan)重的區(qu)域(yu)，根據2008《自然(ran)》發(fa)表(biao)的Dave Reay等(deng)的文(wen)章(zhang)，到(dao)2030年，我(wo)國(guo)東部(bu)和東南部(bu)地(di)區(qu)氮沈降(jiang)將(jiang)增加50～100%。
氮沈降(jiang)在線(xian)觀(guan)測(ce)系(xi)統(tong)由(you)陸地氮沈降(jiang)及(ji)酸(suan)雨在線(xian)觀(guan)測(ce)單(dan)元(yuan)、水體原(yuan)位(wei)氮觀(guan)測(ce)單(dan)元(yuan)、氣(qi)象(xiang)單(dan)元(yuan)及數據采集(ji)與無(wu)線(xian)傳輸單(dan)元(yuan)組成(cheng)，可(ke)同(tong)步在線(xian)觀(guan)測(ce)大氣(qi)氮沈降(jiang)及(ji)酸(suan)沈降(jiang)、水(shui)體營(ying)養(yang)鹽狀況及(ji)氮沈降(jiang)對水體氮素濃(nong)度(du)的相(xiang)關關系(xi)等(deng)。系統(tong)測量原理為：原(yuan)位(wei)（in-situ）大氣(qi)幹濕沈降(jiang)采(cai)集筒采集(ji)到(dao)的樣(yang)品，通過蠕動泵(beng)抽樣(yang)過濾(lv)，按(an)程(cheng)序設(she)置的測(ce)量間隔進(jin)入(ru)氮沈降(jiang)在線(xian)分(fen)析儀，采(cai)用實(shi)驗(yan)室(shi)標準(zhun)的濕(shi)化學法循環(huan)順序分(fen)析(xi)總(zong)氮、氨氮及硝態(tai)氮等濃(nong)度(du)，並根據采集(ji)筒面積(ji)等求(qiu)出氮沈降(jiang)通(tong)量，包括(kuo)總(zong)濕沈降(jiang)、幹沈降(jiang)，總(zong)無(wu)機(ji)氮沈降(jiang)和有(you)機(ji)氮沈降(jiang)，總(zong)氨氮沈降(jiang)、硝態(tai)氮沈降(jiang)、亞(ya)硝態(tai)氮沈降(jiang)等(deng)參(can)數(shu)。通(tong)過安裝(zhuang)到(dao)水(shui)體中的原(yuan)位(wei)營(ying)養(yang)鹽監測探(tan)頭(tou)，可(ke)同(tong)步監測分(fen)析(xi)水體（河(he)流(liu)湖(hu)泊(bo)）的總(zong)氮、氨氮、硝態(tai)氮等含(han)量，以(yi)研(yan)究(jiu)分析(xi)水體營(ying)養(yang)鹽與大氣(qi)氮沈降(jiang)的關系(xi)。分(fen)析數(shu)據在線(xian)顯示(shi)和儲(chu)存(cun)下(xia)載(zai)，也(ye)可(ke)通過無(wu)線(xian)通(tong)訊模塊(kuai)遠(yuan)程(cheng)下(xia)載(zai)顯示(shi)數(shu)據。
Ecotron氮沈降(jiang)在線(xian)觀(guan)測(ce)系(xi)統(tong)主(zhu)要功(gong)能特(te)點如(ru)下(xia)：
1. 可(ke)連續(xu)監測大氣(qi)氮濕沈降(jiang)和幹沈降(jiang)，包(bao)括(kuo)總(zong)氮、有(you)機(ji)氮、總(zong)無(wu)機(ji)氮、氨氮、硝態(tai)氮、亞(ya)硝態(tai)氮
2. 可(ke)連續(xu)監測大氣(qi)酸(suan)沈降(jiang)（濕(shi)沈降(jiang)和部(bu)分(fen)幹沈降(jiang)），包(bao)括(kuo)硫酸(suan)根、硝 酸(suan)根對酸(suan)雨的貢獻(xian)率
3. 可(ke)精(jing)密連續(xu)記錄(lu)大氣(qi)沈降(jiang)重量（選(xuan)配(pei)）
4. 同(tong)步原(yuan)位(wei)監測河(he)流(liu)湖(hu)泊(bo)氮素和營(ying)養(yang)鹽包括(kuo)氨氮、硝態(tai)氮、亞(ya)硝態(tai)氮、磷酸(suan)鹽
5. 數(shu)據可(ke)通過GPRS無(wu)線(xian)傳輸，或通(tong)過U盤直接(jie)下(xia)載(zai)數(shu)據
EcoTron氮沈降(jiang)在線(xian)觀(guan)測(ce)系(xi)統(tong)的性(xing)能指標：
1. 濕(shi)化(hua)學法在線(xian)觀(guan)測(ce)大氣(qi)氮沈降(jiang)，分(fen)析參(can)數(shu)包(bao)括(kuo)總(zong)氮、氨氮、硝態(tai)氮 亞(ya)硝態(tai)氮、亞(ya)硝態(tai)氮
2. 可(ke)選(xuan)配(pei)SO42-在線(xian)觀(guan)測(ce)模(mo)塊(kuai)，在線(xian)觀(guan)測(ce)分(fen)析(xi)大氣(qi)氮沈降(jiang)中硫酸(suan)根沈降(jiang)，從(cong)而(er)全(quan)面了(le)解(jie)酸(suan)雨沈降(jiang)情況
3. 精(jing)密連續(xu)觀(guan)測(ce)記錄(lu)大氣(qi)沈降(jiang)量及降水，精(jing)確(que)度(du)分別(bie)為(wei)0.01g和0.1mm
4. 原(yuan)位(wei)營(ying)養(yang)鹽監測探(tan)頭(tou)可(ke)同(tong)步原(yuan)位(wei)監測水(shui)體氨氮、硝態(tai)氮、亞(ya)硝態(tai)氮、磷酸(suan)鹽及(ji)總(zong)磷等(deng)
5. 內(nei)置時(shi)鐘(zhong)和顯示(shi)屏(ping)，在線(xian)顯示(shi)和存(cun)儲(chu)數據包括(kuo)日期(qi)、時(shi)間及測(ce)量值等(deng)
6. 無(wu)人值守(shou)自動在線(xian)監測，建(jian)議(yi)每(mei)隔(ge)2周(zhou)左(zuo)右維護壹次
7. 交流(liu)電(dian)或太(tai)陽能供電(dian)，太(tai)陽能供電(dian)模塊(kuai)：12V、20W
8. EnviData數據采集(ji)與無(wu)線(xian)傳輸模塊(kuai)，包(bao)括(kuo)EnviData軟(ruan)件(jian)、數(shu)據采集(ji)器、GPRS無(wu)線(xian)通(tong)訊模塊(kuai)等(deng)
國內(nei)外應用(yong)狀況：
作(zuo)為(wei)變化的重要議(yi)題(ti)、與氣(qi)候(hou)變(bian)化(hua)同(tong)步引起(qi)日益關註(zhu)的氮沈降(jiang)問題(ti)（在變(bian)化(hua)中與climate change相對應，又(you)稱(cheng)chemical change），與氣(qi)候(hou)變(bian)化(hua)壹(yi)樣(yang)已(yi)日益成(cheng)為變(bian)化研(yan)究(jiu)的熱(re)點問題(ti)。我國(guo)氮沈降(jiang)研(yan)究(jiu)壹般(ban)采取(qu)離(li)子(zi)交換(huan)樹脂法和降(jiang)水(shui)采(cai)集法（盛文(wen)萍(ping)等，2010；王(wang)德宜等，2010；張(zhang)國森(sen)等，2003），然(ran)後拿到(dao)實(shi)驗(yan)室(shi)進(jin)行(xing)分析(xi)，如張(zhang)國森(sen)等（2003）在野(ye)外采集(ji)雨(yu)水(shui)後帶到(dao)實(shi)驗(yan)室(shi)分(fen)析硝態(tai)氮、亞(ya)硝態(tai)氮及氨氮濃度(du)。相對於我國零(ling)散的大氣(qi)氮沈降(jiang)研(yan)究(jiu)，上對氮沈降(jiang)的監測研(yan)究(jiu)更加重視和系(xi)統(tong)化(hua)，如歐(ou)洲RECOVER:2010 項(xiang)目(mu)（designed to assess the impact of current and future anthropogenic pressures on sensitive European freshwater ecosystems）對30個酸(suan)雨敏感區(qu)監測點(dian)的分(fen)析結(jie)果，氮沈降(jiang)如(ru)果超(chao)過10kgNha-1yr-1的閾(yu)值，將(jiang)導(dao)致河(he)流(liu)氮飽和趨勢和硝態(tai)氮濃度(du)的增高(gao)。歐(ou)洲WARMER（Water Risk Management in Europe）項(xiang)目(mu)研(yan)究(jiu)設計(ji)了微(wei)環流(liu)分(fen)析技(ji)術(shu)（Micro Loop Flow Analysis）以(yi)就地(di)或(huo)原位(wei)持續(xu)監測陸(lu)地(di)及水體氮素營(ying)養(yang)鹽的動(dong)態(tai)變(bian)化（Moscetta etc. 2009）。
EcoTron氮沈降(jiang)在線(xian)觀(guan)測(ce)系(xi)統(tong)的參(can)考文(wen)獻(xian)：
1. 盛文(wen)萍(ping)、玉(yu)貴瑞(rui)、方華(hua)軍(jun)、姜春明，大氣(qi)氮沈降(jiang)通(tong)量觀(guan)測(ce)方法。生態(tai)學雜(za)誌(zhi)，29（8）：1671-1678，2010
2. 王(wang)德宜、趙(zhao)普(pu)生、張(zhang)玉(yu)霞(xia)、張(zhang)麗華(hua)，北(bei)京市(shi)區(qu)大氣(qi)氮沈降(jiang)研(yan)究(jiu)。環境科(ke)學，31（9）：1989-1992，2010
3. 張(zhang)國森(sen)、陳洪(hong)濤(tao)、張(zhang)經(jing)、劉(liu)素(su)美(mei)，長江(jiang)口(kou)地(di)區大氣(qi)濕(shi)沈降(jiang)中營(ying)養(yang)鹽的初(chu)步研(yan)究(jiu)，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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