EcoTron氮沉降觀測系統(tǒng)
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(xué)氮肥的生產(chǎn)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(dǎo)致酸雨、水體富營養(yǎng)化等環(huán)境問題。我國是氮沉降情況嚴重的區(qū)域，根據(jù)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～。
氮沉降觀測系統(tǒng)由陸地氮沉降及酸雨抽樣單元、小型蒸滲儀觀測單元、氣象在線觀測單元、EasyChem plus全自動化學(xué)分析儀等組成，可觀測分析大氣氮沉降及酸沉降、氮沉降對土壤入滲水質(zhì)的影響和氮素通量等。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，采用實驗室標準的濕化學(xué)法循分析總氮、氨氮及硝態(tài)氮等濃度，并根據(jù)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(shù)；通過小型蒸滲儀觀測單元，可精密觀測分析降雨、降霧、蒸散、滲漏水氮素通量等，以研究分析氮沉降對土壤肥力和地下水的影響。蒸滲儀觀測單元和氣象在線觀測單元可通過無線通訊模塊遠程下載顯示數(shù)據(jù)，從而及時掌握野外抽樣單元情況。
Ecotron氮沉降觀測系統(tǒng)主要功能特點如下：
1. 可監(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. 可通過小型蒸滲儀精密連續(xù)記錄大氣沉降重量（選配）
4. 可通過選配小型蒸滲儀，觀測分析土壤入滲和滲漏水質(zhì)，以研究觀測土壤水分及溶質(zhì)（氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮等）運移
5. 蒸滲儀觀測數(shù)據(jù)和氣象觀測數(shù)據(jù)可通過GPRS無線傳輸，或通過U盤直接下載數(shù)據(jù)
性能指標：
1. 濕化學(xué)法在線觀測大氣氮沉降和酸雨，分析參數(shù)包括總氮、氨氮、硝態(tài)氮+亞硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、硫酸根等，具顯示屏和操作鍵盤，從而全面了解氮沉降和酸雨沉降情況
2. EasyChem Plus全自動化學(xué)分析儀：
a) 分析速度達100樣品／小時（單試劑）
b) 樣品位60個，試劑位18x35ml，試劑盤具備冷存功能
c) 光程10mm或50mm，標準流通式比色皿
d) 1000微升移液器，分辨率0.3微升，精確度±0.5%
e) 96位反應(yīng)池，程序調(diào)控反應(yīng)溫度，溫度范圍37-50 °C，精確度±0.1 °C
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. SoilTron®小型多功能蒸滲儀，易科泰技術(shù)（號：ZL 2012 2 0320649.8）
a) 標配底面積1000cm2，高60cm，可選配其它規(guī)格
b) 16通道數(shù)據(jù)采集器（可擴展至32通道或更多通道），16比特分辨率，± 20 mV 至 ± 2.5 V 8范圍輸入，精確度0.03%，可存儲220000組帶時間戳的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)可存儲1年以上），測量間隔3秒至4小時可調(diào)，數(shù)據(jù)平均間隔3秒至4小時，支持GSM/GPRS/Internet遠程數(shù)據(jù)傳輸，電壓6.5－15VDC，待機耗電150μA，測量耗電15mA，3V鋰電備用電池可使用5年以上，工作溫度-20－60°C
c) 專業(yè)數(shù)據(jù)下載分析軟件，可進行數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)在線觀測、柱狀圖、數(shù)據(jù)修復(fù)、統(tǒng)計分析（如每小時平均、每日平均、總計、小值、值、數(shù)據(jù)相關(guān)分析、回歸分析）與圖表展示及系統(tǒng)設(shè)置等
d) TRIME PICO 32智能土壤水分傳感器，高精度、高穩(wěn)定性，測量范圍：0-體積含水量；測量精度：0-40%體積含水率±1%，40-70%體積含水率±2%；測量重復(fù)精度 0-40%體積含水率±0.2%，40-70%體積含水率±0.3%；土壤溫度測量范圍：-15℃－50℃（可定制其他溫度量程，或選配-30－50℃溫度傳感器），精度±0.2℃
e) 精密稱重系統(tǒng)，C5級，精確監(jiān)測土壤蒸散和滲漏，精確度優(yōu)于0.05mm，滲漏監(jiān)測精確度1ml/min
f) 土壤孔隙水采樣、滲漏水自動采樣
5. iMetos氣象在線監(jiān)測站：
a) 基于GPRS無線通訊數(shù)據(jù)采集器，可隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)在線設(shè)置、瀏覽和下載數(shù)據(jù)
b) Fieldclimate網(wǎng)絡(luò)在線服務(wù)平臺提供數(shù)據(jù)瀏覽下載、圖表、報告，可設(shè)置不同閾值并輸入有關(guān)電話號碼用于短信預(yù)警
c) 溫度傳感器：溫度測量范圍-30－99°C，分辨率0.1°C，精確度0.3°C
d) 空氣濕度測量范圍0－，分辨率0.02%，精確度0.5%
e) 雨量筒：分辨率0.2mm，精確度5%，降雨12mm/min
f) 太陽輻射傳感器：測量范圍0－2000W/m2，分辨率1 W/m2，響應(yīng)區(qū)域320nm－1100nm，精確度5%
g) 風(fēng)速傳感器：0－50m/s，直徑40mm風(fēng)杯、12cm風(fēng)輪
6. 工作溫度：4°C - 40 °C；防水等級：IP65
7. 交流電或太陽能供電，太陽能供電模塊：12V、20W
國內(nèi)外應(yīng)用狀況：
作為變化的重要議題、與氣候變化同步引起日益關(guān)注的氮沉降問題（在變化中與climate change相對應(yīng)，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，國際上對氮沉降的監(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(jié)果，氮沉降如果超過10kgNha-1yr-1的閾值，將導(dǎo)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(shè)計了微環(huán)流分析技術(shù)（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）。
產(chǎn)地：國內(nèi)集成
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(xué)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(xué)，31（9）：1989-1992，2010
3. 張國森、陳洪濤、張經(jīng)、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
