[发明专利]一种可用于氮同位素自然丰度测定的土壤氨气测定方法

说明书

一种可用于氮同位素自然丰度测定的土壤氨气测定方法，培养瓶中加入(NH₄)₂SO₄溶液或氮同位素标准液，用注射器向培养瓶中加入NaOH溶液后NH₃挥发反应开始，挥发的NH₃被瓶内含有H₂SO₄溶液的海绵吸收。于恒温恒湿培养箱培养后，向瓶中加入H₂SO₄中和过量NaOH。吸收NH₃之后的海绵放入KCl溶液中浸提并过滤，滤液调pH后，测定NH₄⁺‑N含量，同时测定培养瓶中残留液的NH₄⁺‑N含量，再通过计算得到NH₃挥发的系统回收率。本发明验证了优化后的海绵吸收法测定NH₃挥发具有较高的回收率和较低的变异系数，并为测定NH₃同位素自然丰度特征奠定了基础，以期提高大气NH₃来源解析的准确性和精度。

技术领域

本发明属于土壤环境领域，涉及使用同位素技术测定NH₃挥发氮同位素自然丰度，具体涉及一种可用于氮同位素自然丰度测定的土壤氨气测定方法。

背景技术

氨气(NH₃)是大气环境中主要的碱性气体，也是大气活性氮的重要组成部分，在大气化学和土壤氮循环中起着关键作用。大量NH₃进入环境后对生态系统功能产生诸多影响，如NH₃随着大气氮沉降进入陆地和海洋生态系统，造成土壤酸化、水体富营养化并改变物种间的竞争格局，降低生物多样性。空气中的NH₃极易与酸性物质二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NOx)等发生化学反应，生成的铵盐是形成大气颗粒物的主要成分，会导致空气污染并严重危害人体健康。因此，明确和量化农田系统对大气NH₃的贡献是合理减排的基础，而明确其排放量的前提就是关于排放量的准确测定。

目前，直接测定NH₃挥发的方法主要有密闭室通气法、微气象学法和风洞法。微气象学法虽准确性高，但通常需要在试验区面积较大的田间进行监测，而欧洲国家流行的风洞法装置结构复杂，制作成本高，且这两种方法需要使用高精密度和灵敏度的仪器测定气象因子等，在我国较少应用。对于多因素的田间小区试验或者室内培养试验，多采用密闭通气法测定NH₃挥发，其原理是将供试的土壤、肥料等挥发底物与外界环境相隔起来，用酸性吸收液或浸有酸液的物体吸收挥发出的NH₃，再进行定量分析。通过空气交换的方式不同，又将密闭通气法分为间歇抽气法(密闭法)和海绵吸收法(通气法)，这两种方法装置结构简易，测定方法易操作，对试验环境要求较低，因此成为测定NH₃挥发最常用的方法。然而对于上述海绵吸收法而言，培养装置和吸收方法的不同都会直接或间接地影响结果的准确性。关于海绵吸收法已有很多研究，但其回收率测定的结果较少。另外，目前越来越多的研究对排放出来的NH₃进行同位素值的测定，以便于大气NH₃的溯源，但关于NH₃挥发测定方法对同位素的影响缺乏研究，对于不同的同位素标准溶液作为挥发底物后该方法的回收率研究不足。

发明内容

解决的技术问题：为了解决上述的技术问题，在传统密闭通气法的基础上，本发明提供一种可用于氮同位素自然丰度测定的土壤氨气测定方法，采用0.3mol/L H₂SO₄吸收液通过对(NH₄)₂SO₄溶液及3种同位素USGS-25(-30.4‰)、USGS-26(+53.7‰)和IAEA-N-1(+0.4‰)配制的含氮标准溶液进行24h吸收转化，使用流动分析仪测定各部分NH₄⁺-N(mg N)含量，计算NH₃挥发的系统回收率R(％)，以期找到一种更精确的方法使海绵吸收法测定结果更能反映NH₃挥发的实际情况。