温室气体N2O发射过程中得同位素信号.pptxVIP

温室气体N2O发射过程中的同位素信号; 氧化亚氮（N2O）是重要的温室气体之一，温室效应潜能是CO2的300多倍，在大气中的寿命可达140多年，和溴氧的光化学作用会致对流层的溴氧层破坏，在大气平流层中，N2O的浓度已从前工业化时期的270PPb，增加当前的324PPb（2010年），目前尚以0.2-0.3%的速度增加。氧化亚氮的发射主要来自环境生态圈，由自养微生物的硝化作用和异养微生物反硝化作用形成，其中人为活动的贡献大概占三分之一，但对其浓度的增加具有重要影响。鉴于环境生态的复杂性和多样性，以及所研究空间尺度的不同，因此在利用相关天然同位素信号，进行氧化亚氮发射过程及其源库配分等研究中，存在着发射源的指纹特征不明确，因此发射源的同位素信号相互叠加，协同过程不能明确区分的困难，给其测定和估算带来很大的不确定性，目前的改进措施除了在检测上需要发展空间和时间上的实时动态检测技术外，在数据的解析上，需要进一步增加同位素约束信号，因此除了N2O的容积15N和18O信号外，新发现的N2O的分子内15N分布或位置歧视信号，可以增加另外的约束维度。; N2O是一个非对称的线性分子，因此有两种同位素同分异构体，分别称为?位（中间）14N15NO和?位（未端）15N14NO，位置歧视信号主要和反应过程有关，而和底物的同位素丰度基本无关，因此它不仅能够提供新的约束维度，重要的是其具有过程表征的,因此为氧化亚氮发射研究提供了一种强有力工具。 ; 1.基本计量关系 1）基本定义式 按照同位素的传统定义，N2O的?位和?位的15N丰度比值定义为 （1） （2） 其中， 是第i位置上15N的原子百分数，而15N的同位素同分异构体（isotopomers）14N15N16O和15N14N16O的百分数为 和 ; 乘以（1）和（2）分子和分母，则有 （3） （4） 式中，括号表示相应同位素同分异构体的分子浓度，即相应位置的原子分数比相当于相应的分子浓度比。 容积同位素比为 （5） ; 同样对于氧的单取代相应的同位素比，有 （6） （7） 用传统的delta表示，有 （8） 式中，iX代表不同核素的同位素（如15N，17O，18O），R是同位素的比值，下角标smp和std分别为样品和标准，N的标准为空气中的N，氧的标为VSMOW， ; 因此 （9） （10） 15N位置偏置定义为 （11）