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大型水库分层期和混合期溶存温室气体空间变化及排放通量 被引量：4
1
作者 金业 陈小强 +3 位作者 廖苗苗 关昊鹏 赵化德 许士国 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1082-1096,共15页
水库作为温室气体的重要来源,对区域气候变化有不可忽略的影响。然而,目前对水库溶存温室气体的空间异质性及垂向特征的认知仍然欠缺。为了揭示水库分层期和混合期溶存温室气体空间特征及排放通量,也为厘清水库温室气体产生和排放的关... 水库作为温室气体的重要来源,对区域气候变化有不可忽略的影响。然而,目前对水库溶存温室气体的空间异质性及垂向特征的认知仍然欠缺。为了揭示水库分层期和混合期溶存温室气体空间特征及排放通量,也为厘清水库温室气体产生和排放的关键过程提供重要支撑。研究选择东北地区大型水库——汤河水库为对象,于2021年79月和10月(分别代表水库分层期和混合期)对水库不同位置(坝前、库中和库尾)开展溶存温室气体垂向分层监测。研究结果显示,水库CH 4排放通量变化范围为0.018~0.174 mmol/(m^(2)·d),是大气CH 4的源,空间分布为库尾>库中>坝前;CO_(2)通量为-4.91~58.77 mmol/(m^(2)·d),除分层期东支库尾,其余点位均表现为大气CO_(2)的源,空间分布为坝前>库中>库尾。时间上,分层期CH 4排放通量(0.071±0.044 mmol/(m^(2)·d))高于混合期((0.027±0.008)mmol/(m^(2)·d));分层期CO_(2)排放通量((5.12±5.50)mmol/(m^(2)·d))明显低于混合期((42.76±16.72)mmol/(m^(2)·d))。水温和径流的变化共同影响CH 4和CO_(2)排放通量。结合水库溶存温室气体垂向分布特征,水库CH 4的生成热区主要在坝前和库尾。分层期的水库溶存CH 4在坝前和库中底层大量累积,原因是等温层的持续缺氧以及上下水层的交换能力限制。与国内其它水库温室气体排放通量对比发现,水库的不同时期(分层期和混合期)、空间位置(坝前、库中和库尾)以及库龄是准确评估水库温室气体排放的关键因素。 展开更多
关键词 汤河水库 溶存温室气体 分层期 混合期 排放通量
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基于TDLAS技术的海水中溶存CO_(2)原位测量实验研究 被引量：3
2
作者 杜保鲁 李萌 +3 位作者 郭金家 张志浩 叶旺全 郑荣儿 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1264-1269,共6页
海洋与大气交换的CO_(2)通量是研究海-气之间碳循环过程及海洋酸化问题的重要指标,其估算方法主要依赖于海水中CO_(2)的测量。可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)作为一种常用的气体浓度检测技术,因其具有较好的环境适应性、选择性和较高... 海洋与大气交换的CO_(2)通量是研究海-气之间碳循环过程及海洋酸化问题的重要指标,其估算方法主要依赖于海水中CO_(2)的测量。可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)作为一种常用的气体浓度检测技术,因其具有较好的环境适应性、选择性和较高的灵敏度,亦可发挥出水中溶存气体原位测量的潜力。为验证将TDLAS技术应用到海洋中溶存CO_(2)原位探测的可行性,将渗透膜脱气技术与实验室研发的TDLAS气体探测样机相结合,实现了海水中溶存CO_(2)的原位探测。为适应水下的复杂环境,样机整体被设计为铝合金密封舱结构,具有良好的密封性、耐压性与耐腐蚀性。激光光源采用中心波数位于4 990 cm^(-1)的DFB激光器,其波数扫描范围为4 992~4 994.5 cm^(-1),可覆盖CO_(2)在4 992.51和4 993.74 cm^(-1)的相邻两条吸收谱线。渗透膜采用具有优秀耐压性与透气性的Teflon AF-2400 X,可满足样机在深水区长期探测的目的。为兼顾较高探测灵敏度与较快响应速率双重指标要求,样机采用了一种小型化多次反射式气体吸收池,有效吸收光程可达8 m,内部仅需气体量24 mL,具有良好的吸收特性。在实验室对样机进行校正实验,使用样机对5种不同浓度(202.8×10^(-6),503×10^(-6),802×10^(-6),1 006×10^(-6)和2 019×10^(-6))的标准CO_(2)气体进行测量,测量值与实际值的线性相关度R^(2)高达99.94%,最大相对误差小于8%,减小了样机误差对测量值的影响。为评估样机长时间工作的稳定性,使用样机对浓度为802×10^(-6)的标准CO_(2)气体进行了30 min的连续测量,平均测量浓度为802.6×10^(-6),其波动范围仅为10×10^(-6),样机精度约为0.5%,可满足水中溶存气体探测的要求。选取水深3米的近海码头进行试验,成功获得了24 h水中CO_(2)的典型吸收光谱及浓度时间序列测量结果,验证了样机水下工作的能力与稳定性。通过在东海海域五处不同深度的区域进行现场试验,成功获取溶存CO_(2)的典型吸收光谱,证明了结合渗透膜脱气技术的TDLAS探测样机在30 m以浅水域的工作适应性。 展开更多
关键词 溶存CO_(2)气体 可调谐半导体激光吸收光谱 渗透膜 原位测量
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闽江河口养殖塘水体溶存氧化亚氮浓度及扩散通量研究 被引量：7
3
作者 金宝石 杨平 +2 位作者 赵宽 仝川 曾从盛 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2296-2305,共10页
水产养殖生态系统由于其高氮负荷而成为氧化亚氮(N2O)的潜在释放源.本文以福建闽江河口养虾塘为研究对象,采用静态顶空-气相色谱法测定分析了表层水体溶存N2O浓度和饱和度,基于薄边界层模型计算了水-气界面N2O扩散通量,在此基础上结合... 水产养殖生态系统由于其高氮负荷而成为氧化亚氮(N2O)的潜在释放源.本文以福建闽江河口养虾塘为研究对象,采用静态顶空-气相色谱法测定分析了表层水体溶存N2O浓度和饱和度,基于薄边界层模型计算了水-气界面N2O扩散通量,在此基础上结合气象要素与水环境因子分析其主要影响因素.结果表明,养殖塘水体溶存N2O浓度和饱和度的均值分别为17.96 nmol·L^-1和198.03%,时间变化上表现为养殖中期显著高于养殖末期和初期,且具有一定的日变化特征.相关分析表明,N2O浓度及饱和度与温度、水体NH4^+-N和叶绿素a浓度呈显著正相关(p<0.05),与气压、风速和水体pH值呈显著负相关(p<0.05).LM86、W92和RC01模型估算的养殖塘水-气界面N2O扩散通量的均值分别为20.80、183.75和298.52 nmol·m^-2·h^-1,3种扩散通量均呈现出随着养殖时间推移显著增加的特征,风速和水体溶存N2O是影响河口养殖塘N2O扩散通量的重要因子.N2O扩散通量与扩散系数的取值密切相关,但不同模型方程计算得出的扩散系数存在显著差异,比较发现,RC01模型更适合河口区养殖塘水-气界面N2O扩散通量估算.本研究结果可为完善水产养殖生态系统的N2O排放清单编制和近海水环境保护提供一定的科学依据. 展开更多
关键词 氧化亚氮 溶存气体 扩散通量 水产养殖塘 闽江河口
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