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EcoTron氮沉降在線觀測系統(tǒng)

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氮沉降

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   北京易科泰生態(tài)技術有限公司成立于2002年,為中關村高新技術企業(yè),致力于生態(tài)-農業(yè)-健康研究監(jiān)測技術推廣、研發(fā)與服務,特別是在光譜成像技術(高光譜成像技術、葉綠素熒光成像技術、紅外熱成像技術、無人機遙感等)、植物表型分析技術、呼吸與能量代謝測量技術等方面,與專業(yè)企業(yè)PSI、Specim、Sable等合作,致力于植物科學、土壤與地球科學、動物能量代謝、水體與藻類及生態(tài)環(huán)境領域先進儀器技術的引進推廣和技術研發(fā)集成,為植物/作物表型分析、生態(tài)修復及生態(tài)保護、能量代謝測量等提供規(guī)劃設計、技術方案與系統(tǒng)集成、技術咨詢與科技服務。公司技術團隊80%以上具備碩士或碩士以上學位,并與*研究生院、中科院植物研究所、中科院動物所、中科院地理科學與資源研究所、中國農科院、中國林科院、中國環(huán)科院、中國水科院、清華大學、中國農業(yè)大學、北京林業(yè)大學、北京大學、中國海洋大學、陜西師范大學、內蒙古大學等建立了長期的技術合作交流關系。


   公司下設有葉綠素熒光技術與植物表型業(yè)務部、EcoTech®實驗室、光譜成像與無人機遙感事業(yè)部及無人機遙感研究中心(與陜西師范大學合作建立)、動物能量代謝實驗室、內蒙古阿拉善蒙古牛生態(tài)牧業(yè)研究院及青島分公司。實驗室擁有葉綠素熒光成像、葉綠素熒光儀、水體藻類熒光儀、SPECIM高光譜儀、WORKSWELL紅外熱成像儀、EasyChem全自動化學分析儀、MicroMac1000水質在線監(jiān)測系統(tǒng)、ACE土壤呼吸自動監(jiān)測系統(tǒng)、SoilBox便攜式土壤氣體通量測量系統(tǒng)、動物呼吸測量系統(tǒng)、LCpro 光合作用測量儀、Hood土壤入滲儀、年輪分析儀等各種儀器設備,可以進行實驗研究分析、實驗培訓等,歡迎與易科泰生態(tài)研究室開展合作研究。


   易科泰公司與歐洲PSI公司(葉綠素熒光技術與表型分析技術)、美國SABLE公司(動物能量代謝技術)、歐洲SPECIM公司(高光譜成像技術)、歐洲WORKSWELL公司(紅外熱成像技術)、歐洲ATOMTRACE公司(LIBS元素分析技術)、歐洲BCN無人機遙感中心、歐洲ITRAX公司(樣芯密度掃描與元素分析)、美國VERIS公司、英國ADC公司、德國UGT公司、歐洲SYSTEA公司等著名生態(tài)儀器技術領域的研發(fā)機構和廠商建立了密切的合作關系,在FluorCam葉綠素熒光成像與熒光測量技術、PlantScreen植物表型分析技術、高光譜成像技術、紅外熱成像技術、光合作用與植物生理生態(tài)研究監(jiān)測、土壤呼吸與碳通量研究監(jiān)測、動物呼吸代謝測量、水質分析與藻類研究監(jiān)測、CoreScanner樣芯密度CT與元素分析技術、LIBS元素分析技術、無人機生態(tài)遙感技術等生態(tài)儀器技術及其系統(tǒng)方案集成有著豐富的經驗,成為我國農業(yè)、林業(yè)、地球科學、生態(tài)環(huán)境研究等領域科技進步的重要研究技術支持力量。由公司研制生產的EcoDrone®無人機遙感平臺、SoilTron®多功能小型蒸滲儀技術、SoilBox®土壤呼吸測量技術、PhenoPlot®輕便型作物表型分析系統(tǒng)、SCG-N土壤剖面CO2/O2梯度監(jiān)測系統(tǒng)、植物生理生態(tài)監(jiān)測技術、動物能量代謝測量技術等,在中科院修購項目、*學科群項目、CERN網絡(生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測網絡)等項目中發(fā)揮重要作用。


   “工欲善其事,必先利其器”,易科泰公司將秉承“利其器,善其事”的經營理念,為國內生態(tài)-農業(yè)-健康研究與發(fā)展提供優(yōu)秀的技術方案和服務。


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土壤與植物生理生態(tài)研究監(jiān)測、環(huán)境氣象監(jiān)測、水文水質及地下水監(jiān)測、水土保持研究監(jiān)測、荒漠化監(jiān)測、精準農業(yè)以及動物生態(tài)研究等儀器技術的引進推廣和系統(tǒng)集成,并為生態(tài)環(huán)境實驗研究和規(guī)劃設計提供技術方案和分析測量。

 

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(yè)的迅猛發(fā)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(tài)的重要人為因素,導致酸雨、水體富營養(yǎng)化等環(huán)境問題。我國是氮沉降情況zui嚴重的區(qū)域,根據2008《自然》發(fā)表的Dave Reay等的文章,到2030年,我國東部和東南部地區(qū)氮沉降將增加50~100%。
 
       氮沉降在線觀測系統(tǒng)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(yǎng)鹽狀況及氮沉降對水體氮素濃度的相關關系等。系統(tǒng)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(huán)順序分析總氮、氨氮及硝態(tài)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(tài)氮沉降、亞硝態(tài)氮沉降等參數。通過安裝到水體中的原位營養(yǎng)鹽監(jiān)測探頭,可同步監(jiān)測分析水體(河流湖泊)的總氮、氨氮、硝態(tài)氮等含量,以研究分析水體營養(yǎng)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(tǒng)主要功能特點如下:
 
1.         可連續(xù)監(jiān)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(tài)氮、亞硝態(tài)氮
2.         可連續(xù)監(jiān)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(xù)記錄大氣沉降重量(選配)
4.         同步原位監(jiān)測河流湖泊氮素和營養(yǎng)鹽包括氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)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(tǒng)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(tài)氮 亞硝態(tài)氮、亞硝態(tài)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(xù)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(yǎng)鹽監(jiān)測探頭可同步原位監(jiān)測水體氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)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(jiān)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(tài)氮、亞硝態(tài)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(jiān)測研究更加重視和系統(tǒng)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(qū)監(jiān)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(tài)氮濃度的增高。歐洲WARMER(Water Risk Management in Europe)項目研究設計了微環(huán)流分析技術(Micro Loop Flow Analysis)以就地或原位持續(xù)監(jiān)測陸地及水體氮素營養(yǎng)鹽的動態(tài)變化(Moscetta etc. 2009)。
 
EcoTron氮沉降在線觀測系統(tǒng)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(tài)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(qū)大氣氮沉降研究。環(huán)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(qū)大氣濕沉降中營養(yǎng)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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