Измерение эмиссии метана и оксида азота (I) методом газовой хроматографии с использованием планарных микрофлюидных си-стем
Аннотация
В работе предложено использование микрофлюидных хроматографических систем для проведения оценки эмиссии парниковых газов (метана CH4 и оксида азота (I) N2O). Апробация предлагаемого газохроматограифеского решения проводилась на сельскохозяйственных полях при внесении минеральных удобрений. Газохроматографическим методом исследована эмиссия CH4 и N2O на 3 тестовых сельскохозяйственных делянках с использованием планарных микрофлюидных систем. Максимальное увеличение суммарной эмиссии N2O за весь исследуемый период наблюдалось на делянках с внесением удобрения (Нео N 46 (1) после дискования и после посева) и составило 0.084 и 0.072 мг/м2×час по сравнению с контрольным полем без внесения удобрений (0.061 мг/м2×час). Максимальная эмиссия метана также наблюдалась при внесении под дискование удобрения Нео N 46 (1) и составила 1.720 мг/м2×час. Это связано с пролонгированным эффектом азотного питания от внесения удобрения с ингибитором уреазы. Показано, что разработанные аналитические системы на основе планарной микрофлюидной газовой хроматографии могут успешно применяться для прямого газохроматографического измерения эмиссии СН4 и N2O без использования дополнительных узлов хроматографической системы, что способствует упрощению аналитического комплекса и сокращению времени анализа.
Скачивания
Литература
IPCC, 2007. Available in: https://www.ipcc.ch/ Accessed on 10.09.2024.
Robertson G.P. Soil greenhouse gas emissions and their mitigation. Encyclopedia of Agriculture and Food Systems. 2014;185-196.
De Miranda M.S., Fonseca M.L., Lima A., De Moraes T.F., Rodrigues F.A. Environmental impacts of rice cultivation. American Journal of Plant Sciences. 2015; 6: 2009-2018.
Xingren L., Yulong S., Qingwen Z., Guichun L. Effects of biochar on nitrification and denitrification-mediated N2O emissions and the associated microbial community in an agricultural soil. Environmental Science and Pollution Research. 2021; 28(6): 1-15. https://doi.org/10.1007/s11356-020-10928-4
Ermolaev E. Greenhouse gas emissions from food and garden waste composting. Doctoral Thesis, Swedish University of Agricultural Sciences. Uppsala. Sweden. 2015.
Komiya S., Shoji Y., NoborioO K., Yazaki T., Toojinda T., Siangliw M. Climatic impacts on greenhouse gas emissions in rice paddy fields. World Congress of Soil Sciences. 2010. Brisbane, 17-19. Available in: http://iuss.org/19th%20WCSS/Symposium/. Accessed on 2 Aug.2016.
Zuas O., Mulyana M.R., Hamim N., Budiman H. Measurement of nitrous oxide in a matrix using gas chromatography with microelectron capture detection% validation of analytical method. The Journal of Engineering and Exact Sciences. 2017; 3(3): 381-394. https://doi.org/10.18540/jcecvl3iss3pp381-394
Wang C. SimultaНеоus analysis of greenhouse gases by gas chromatography. Agilent Technology. 2012; 4(14): 1-8.
Zhang Y., Mu, Y., Fang, S., Liu, J. An improved GC-ECD method for measuring atmospheric N2O. Journal of Environtal Sciences (China). 2013; 25(3): 547-553.
Zheng X., Mei B., Wang Y., Xie B., Wang Y., Dong H., Xu H., Chen G., Cai Z., Yue J., Gu J., Su F., Zou J., Zhu J. Quantification of N2O fluxes from soil-plant systems may be biased by the applied gas chromatograph methodology. Plant and Soil. Aims and scope. 2008; 311: 211-234.
Analysis of Greenhouse Gases by Gas Chromatography. SCION Instruments. Available in: https://www.chromatographyonline.com/view/analysis-of-greenhouse-gases-by-gas-chromatography Accessed on 10.09.2024.
Ekeberg D., Ogner G., Fongen M., Joner E.J. Determination of CH4, CO2 and N2O in air samples and soil atmosphere by gas chromatography mass spectrometry, GC-MS. Journal of Environmental Monitoring. 2004;6(7): 621-3. https://doi.org/10.1039/b401315h
Karelin D.V., Zamolodchikov D.G., Shilkin A.V., Popov S.Yu., Kumanyaev A.S., Lopes de Gerenyu V.O., Tel’nova N.O., Gitarskiy M.L. The effect of tree mortality on CO2 fluxes in an old-growth spruce forest. Eurasian Soil Sci. 2021; 140: 287-305. https://doi.org/10.1007/s10342-020-01330-3.0.1007/s10342-020-01330-3
Kurganova I.N., Rozanova L.N., Myakshina T.N. Monitoring of CO2 emission from soils of different ecosystems in Southern part of Moscow region: data base analyses of long-term field observations. Eurasian Soil Sci. 2004; 37: 74-78.
Xue Y.-D., Yang P.-L., Luo Y.-P., Li Y.-K., Ren S.-M., Su Y.-P., Niu Y.-T. Characteristics and driven factors of nitrous oxide and carbon dioxide emissions in soil irrigated with treated wastewater. J. Integr. Agric. 2012; 11: 1354-1364. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(12)60134-8
Karelin D.V., Zamolodchikov D.G., Kraev G.N. Methodological guide for the analysis of carbon emissions from soils of settlements in the tundra. M., Center for Problems of Ecology and Forest Productivity RAN, 2015, 64 p.
Kurganova I.N. Methodological guide for determining CO2 emissions from soils in various types of ecosystems. 2nd ed. Pushchino, 2023, 79 p.