使用光谱气体分析仪测量水生生态系统中的溶解甲烷

因此，这项研究的重点是使用光谱气体分析仪来测量溶解在土壤沉积物中的温室气体的浓度。因此，我们的目标是为现场研究提供一种替代传统色谱法的低成本替代方案。这在您无法使用这些类型设备的偏远地区也可能特别有用。

测量各种环境样品中的温室气体浓度存在挑战，包括需要专用耗材、复杂的校准过程，以及在偏远地区运输和作一些传统分析平台的困难。因此，我们确定便携式光学分析仪可以准确测量水样中的甲烷浓度，为气相色谱提供了一种可行的替代方案，两种方法之间的 R 平方大于 0.98，显示出很强的相关性。因此，我们的研究结果将使温室气体测量更容易获得和更有效，尤其是在偏远和资源有限的地方。

这些结果为研究各种生态系统中温室气体的时空动态、了解生态影响和制定气候变化缓解策略铺平了道路。因此，我们将专注于完善其他温室气体的协议，探索其在不同生态环境中的应用，并开发自动化系统以提高现场测量的效率和准确性。首先对注射器中的不良水样进行顶空平衡。

使用 30 毫升注射器从现场采集的样品中抽取 5 毫升水，制备顶空气体样品。然后加入 15 毫升氮气以产生顶部空间。用力持续地搅拌注射器 5 分钟，使用摇摇器或手动摇动。

要使用光学分析仪制备用于气体浓度测量的 10 毫升样品瓶，请手动拉动密闭样品瓶上 60 毫升注射器的柱塞，然后将空气抽出 3 次，以排空样品瓶。接下来，将 12 mL 顶空气体亚样注入预抽真空的小瓶中。继续制造一个进样室，该进样室可以接受大约 1 到 5 毫升的空气进入密封体积的空气，连接到气体分析仪的进出口，形成一个闭环。

注射室和分析仪构成了该系统的两个主要单元。要创建这个腔室，请修改 365 毫升梅森罐的金属盖，钻一个直径为 11 毫米的孔以适合一个隔膜作为进样口，并钻两个直径为 7 毫米的孔以插入与分析仪连接的旋塞阀。使用环氧树脂胶拧紧注射口和接头，并确保腔室正确密封。

使用 PFA 塑料管将 Jar 与光谱仪的入口和出口连接，并考虑其增加的体积。确保管路符合仪器制造商的建议，并且清洁干燥且无冷凝。将连接进样室和仪器的阀门设置为打开，以形成闭环空气回路。

等待气体浓度稳定。当腔室中的浓度和分析仪中的信号稳定后，从装有顶空样品的小瓶中注入 2 毫升亚样品。等待分析仪中的浓度再次稳定，然后再注入下一个子样品。

连续进样最多 20 个子样品，如果浓度接近 100 PPM，则最多进样更少。分析每 5 个样品的甲烷检查标准品，并使用相对标准偏差评估与实际测量值的差异。完成一组重迭进样后，拔下连接到仪器的其中一条管路，将腔室重置为环境压力。