אוטומטיות, מערכת איסוף ניידת ברזולוציה גבוהה עבור ניתוח איזוטופי החנקן של NO<sub> x</sub

1. פתרון כנה לפני הדגימה, להכין את הפתרונות, לכייל את מנתח NO x (או לומינול או chemiluminescence), ולבדוק כי המערכת פועלת כראוי וכי מסננים חדשים מותקנים. הפוך פתרונות הדגימה באמצעות 1 M permanganate אשלגן (KMnO 4) פתרון המניות ו -10 M נתרן הידרוקסידי (NaOH) 10, ולאחר מכן לדלל את התמיסה עם מים ultrapure אמצעי האחסון הנכון. הערה: רכוש פתרונות premade כי הם נוטים להכיל "ריק" נמוך NO 3 – ריכוזי מאשר צורות אחרות. 4 כן 10 M NaOH. תשקלי 200 גרם של NaOH מוצק ויוצקים אותו לתוך בקבוק מדידה 500 מ"ל. מוסיפים מים ultrapure (18.2 MΩ · ס"מ על 25 מעלות צלזיוס) אל קו המניסקוס של בקבוק מדידה ולאפשר NaOH לפזר. בגלל תהליך זה מפריש חום, למקם את הבקבוק volumetric במצב רוח בחדרature (~ 22 ° C) באמבט מים ולאפשר לו להתקרר כפי שהוא מתמוסס, בדרך כלל לוקח 1-2 שעות. אחסן 10 M NaOH ב 500 מ"ל ענבר פלסטיק בקבוקים עד 1 חודש. כן פתרון דגימה של 0.25 M KMnO 4 ו 0.5 M NaOH בתוך 500 מיליליטר סיים גליל (450 מיליליטר נפח פתרון). הוסף 112.5 מ"ל של 1 M KMnO 4 ולאחר מכן למלא עם מים ultrapure כדי 405 מ"ל. הוסף 22.5 מ"ל של הפתרון M NaOH 10 מוכן בשלב 1.2.1 אל גליל סיימה ולמלא לקו 450 מ"ל עם מים ultrapure. אחסן הפתרונות בבקבוקי זכוכית ענבר 500 מ"ל ו תווית כל פתרון עם התאריך (אותיות השימוש להבחין כל בקבוק). לאחר הפתרון מורכב, לקחת ריק במעבדה. הסר 25 מ"ל של הפתרון ולהקליט שממנו בקבוק פתרון זה בא. חסר חנות בבקבוקי זכוכית ענבר 60 מיליליטר. הערה: כל בקבוק פתרון אמור להניב 8-11 דגימות (35-50 מ"ל כל אחד) ואת שדה אחד ריק (25 מ"ל) לאחרריק מעבדה נלקח. בניית הזירה 2. בחר מיקום דגימה (כגון גג) ולהתקין את המערכת (אם באמצעות המערכת הנייחת). עבור המעבדה הניידת, לארוז את כל המכשור לתוך רכב נוסע טיפוסי. ראה איור 1 עבור דיאגרמה של המערכת האוטומטית. שנה את כל המסננים שכותרתו באיור 1 לפני שהם טועמים כדי לוודא שהם פועלים בצורה יעילה ביותר וביעילות. הערה: ישנם שלושה סוגים של מסננים במערכת: מסנן חלקיקי PTFE (1.0 מיקרומטר; 47 או 25 מ"מ להשתמש שטח הפנים הגדול יותר אוויר מזוהם יותר) על מנת להסיר חלקיקים שעשויים להכיל NO 3 -, מסנן קרום ניילון (1.0 מיקרומטר) להסרת גז HNO 3, ומסנן הידרופובי (10.0 מיקרומטר) כדי להגן על משאבת ואקום פתח קריטי מטיפות פתרון. עם מסננים חדשים בתחילת תקופת דגימה, מסנן החלקיקיםואת מסנן NO 3 לא צריך להיות שונה במשך כמה ימים, למעט מאוד בתנאים מזוהמים או מאובקים. המסנן הידרופובי צריך להיות שונה בכל 4-6 שעות כל עוד הדגימה נעשית באופן רציף. עבור התקנת המערכת, חבר את המערכת ואת מכשירי polytetrafluoroethylene (PTFE) צינורות (1/4 קוטר חיצוני אינץ) ולכוון את הכניסה, גם צינורות PTFE, בכיוון של אוסף האוויר הרצוי. הערה: המעבדה הניידת היא עבור במדידות על כביש, בעוד במעבדה הנייחת היא לקחת אוויר עירוני סביבה ומדידות ליד הכביש. הגדר את 'המעבדה הניידת ", מורכב של מערכת NO x אוסף, תיבת NO x, מנתח 2 CO, מערכת מיקום גלובלית (GPS) יחידה, וסוללה ימית. ארוז את המערכת וכל המכשור למכונית. להפעלת המערכת עם סוללת 12 וולט ימי עמוק מחזור עבור ~ 12 שעות, בדומה durat המרבייון של יום אחד של מדידות ניידות. טען את הסוללה בסוף יום הדגימה להתכונן למחרת. הערה: השתמש בסוללה נפרדת, כך אין צורך לחווט למצבר המכונית ולא לשמור את המכונית פועלת כדי לבצע מדידות. השתמש בשתי סוללות אם הדגימה תהיה קרובה או יותר מ -12 שעות על מנת למנוע לעצור לכמה שעות כדי לטעון את הסוללה. חבר את המכשירים אל צינור יניקת PTFE קרוב הכניסה מאשר מערכת האיסוף, כי משאבת הוואקום עבור המערכת פועלת ברמות ספיקה של 3-5 ליטר / דקה, הרבה יותר גדול מאשר הספיקות עבור NO תיבת x (~ 1.5 L / min) או מנתח O CO 2 / H 2 (<1 ליטר / דקה). אבטח את צינור יניקת PTFE אל קדמת המכונית על הגג, והצביע לעבר החלק הקדמי של המכונית, עמדה המבטאת את המרחק הארוך ביותר האפשרי מצינור הפליטה, כדי למנוע לכידת פליטות עצמיות מצינור הפליטה של ​​מכוניות. לדוגמה, במעבדה הניידתשימוש ברכב שירות ספורט בגודל בינוני, המפרצון היה ממוקם על גג המכונית, 2 מטרים מן הדלת הצדדית של הנהג, הצבתו 1.6 מטרים מעל הכביש 2.54 מטרים מן הפגוש האחורי. לחלופין, להשתמש ברכב אפס פליטה חשמלי או לא. מיקום גיאוגרפי להקליט נתונים מהירים הרכב בכל שנייה באמצעות יחידת GPS (במידה והנתונים הם עניין). לסנכרן את המחשב הנייד קלטת x NO ו- CO 2 נתונים עם GPS בזמן לפני מדידות. הפעל המכשור בתחילת היום הדגימה ולכבות אותן בסוף יום הדגימה, גם כאשר מערכת האיסוף אינה פועלת (המכשירים דורשים זמן חימום, כך להשאיר אותו פועל לאורך כל היום כדי להימנע מרובים פעמי חימום). טען את תיבת NOx עם פתרון לומינול כאשר הוא דולק בתחילת היום הדגימה, ולאחר מכן לשטוף במים אותה במים בסוף היום, לפני instrumeNT כבוי, עפ"י הוראות על ידי היצרן. אחסן את הדגימות לומינול פתרון בצידנית במעבדה הניידת, כדי למנוע שפלה של הפתרונים. אחסן את הפתרון לומינול בתוך לילה יחיד בקירור. כייל את Analyzer NO x תיבה-A NO מבוסס-לומינול 2 / NO מנתח 11 פרש, לא נפיץ אינפרא אדום (NDIR) CO 2 / H 2 O באמצעות כיל דילול הגז מסחרי וביצוע ההנחיות של היצרן. תיבת NO x יש זמן תגובה של שניות ~ 5, אשר מצוידים טוב יותר כדי לפתור על-כביש מס נוצות תחמוצות החנקן. הגדר את 'המעבדה הנייחת ", מורכב של מערכת איסוף NO x ו chemiluminescence NO מנתח ריכוז x. תקן צינורות PTFE למשטח ומכוון אותו לכיוון באוויר שייגבו. פיצול צינורות PTFE על מפרצון עם טי הולם להתחבר both "אסור מנתח x ומערכת האיסוף האוטומטי. חבר את המערכת הנייחת לשקע חשמל (120 V זרם חילופין). הפעל את מנתח NO x ריכוז במשך כל תקופת הדגימה, גם כאשר מערכת האיסוף כבויה או מיתוג דגימות. השתמש שסתום מובנה בתוך מערכת איסוף לבודד אותו בזמן הזה, כך מנתח x NO הוא דגימה באוויר הסביבה. כייל את Analyzer ריכוז x NO chemiluminescence. זה משמש עבור המדידות הנייחות, שכן יש זמן תגובה איטי יותר (> 30 שניות), מה עדיף למדידות באוויר סביבה. כיול מבוסס על הוראות היצרן באמצעות כיל דילול גז. לדלל תקן של 25 ppmV NO ב N 2 עם אפס אוויר להשיג כשבע נקודות כיול בין 0-200 ppbv NO. שימוש Titrator האוזון, לכייל את NO 2 ריכוזים ברחבי saלי נעים (0-200 ppbv NO 2). אם באמצעות המעבדה הניידת, לכייל את מנתח NO x תיבה-A NO מבוסס-לומינול 2 / NO מנתח 11 פרש, לא נפיץ אינפרא אדום (NDIR) CO 2 / H 2 O באמצעות כיל דילול הגז מסחרי ובעקבות היצרן הוראות. תיבת NO x יש זמן תגובה של שניות ~ 5, אשר מצוידים טוב יותר כדי לפתור על-כביש מס נוצות תחמוצות החנקן. אוסף דוגמאות 3. בצע בדיקות על המערכת להבטיח כי מד הזרימה, משאבת המזרק, תוכנת המחשב, ואת משאבת הוואקום פועלים כולם. הפעל כל רכיב ולבדוק כי היא עובדת כמו שצריך. עם תוכנת מחשב, להשלים את פרוטוקול דגימה פעם או פעמיים כדי לוודא שהכל עובד כמו שצריך. הפעל את המערכת כך אוויר מבעבעת דרך הפתרון ובועות הם visiblדואר. הערה: תוכנת המחשב לאוטומטי את התנועה של פתרונות בכל המערכת, אבל משאבת הסרעפת ואת משאבת הוואקום מופעלות באופן ידני. המשתמש חייב לבחור את משך הזמן לאיסוף דגימה (בין 30 ל 120 דקות) שאוסף מספיק NO x עבור הריכוז של המדגם להיות מעל ריכוז החנקות הריק של הפתרון. NO האטמוספירה x ריכוזים של 50-100 ppbv ליד מקורות כגון כלי רכב רק דורשים זמן איסוף 30 דקות. עבור ריכוזי x NO עירוני סביבה (5-30 ppbv), דגימות צריכות להיות שנאספו עד 120 דקות. באמצעות המשוואות הניתנות בצעדים 6.5 ו 6.5.1, המשתמש יכול לגבות לחשב את זמן האיסוף כדי להשיג את ריכוז המדגם הרצוי בתמיסה. השתמש מערכת איסוף עם משאבת מזרק כדי להזיז את הפתרון אוטומטי מהמאגרים לבקבוק גז כביסה מבקבוק כביסת הגז לכמות הפסולת. הארבעה אלקטרוני actuשסתומים ated ואת משאבת מזרק נשלטים על ידי תוכנת מחשב שנכתב במיוחד עבור מערכת האיסוף, אשר יש ארבעה מצבים: 1) לוותר פתרון חדש, 2) לנקות את צינורות, 3) לאסוף את המדגם, ו -4) לנקות את שטיפת גזים בקבוק, כדלקמן: כדי אוטומטי לוותר פתרון חדש, לשאוב 35 מיליליטר של תמיסה (S V) לתוך משאבת המזרק ממאגר הפתרון ומוציא אותו לתוך הבקבוק לשטיפת גז. Frit בקבוק גז לשטיפת גורם פתרון הבועה כאשר משאבת הוואקום מופעלת מדגם הגז הוא הציג. הערה: בחר נפח פתרון בין 25-35 מיליליטר מבוסס על אין ריכוזי x שנדגמו הזמנים האוספים הרצויים. נקה את הצינורות בין משאבת המזרק ובקבוק כביסת גז על ידי משייכת הפתרון שיורית אוטומטי בצינור בחזרה לתוך המזרק והפקיד אותו לתוך מיכל פסולת. לאחר פתרון הדגימה הוא בבקבוק-שטיפת גזים, באופן ידני turn על המשאבה. כאשר פרק הזמן הרצוי לדגימה הושג, באופן ידני לכבות את המשאבה. לאחר הדגימה נעשית, לאסוף את הפתרון על ידי פתיחת שסתום אוטומטי תחת בקבוק לשטיפת גז לנקז הפתרון לתוך בקבוקון אוסף וכובע באמצעות כוח הכבידה. כאשר המדגם נעשה איסוף NO x, לאסוף את הפתרון בתוך בקבוק זכוכית ענבר 60 מ"ל להסיר באופן ידני את הבקבוק. התכנית מחכה 2 דקות ~ עבור הפתרון לנקז באופן מלא ולאחר מכן באופן אוטומטי מעבירה לשלב הבא. לאחר המדגם נעשה ניקוז, באופן אוטומטי לסגור את הברז ולנקות את הבקבוק כביסה גז על ידי aspirating מים ultrapure לתוך משאבת מזרק מחלק אותו לתוך בקבוק לשטיפת גז באמצעות זרבובית תרסיס לניקוי צידי הבקבוק-שטיפת גזים. חלץ שפכים זה מבקבוק כביסת גז על ידי aspirating אותו לתוך משאבת המזרק וזורק אותו לתוך המאגר פסולת. אחסן את frit עם 25 מיליליטר מי nanopure. חזור על שלבים 3.2.2 כדי 3.2.6 לוותר המדגם לפתרון הבא. קח חסרים בשטח במהלך האיסוף עבור כל בקבוק פתרון (שכותרתו עם האותיות AZ לפני תחילת הגבייה) המשמש ידי שליחת 25 מיליליטר של תמיסת דרך המערכת מבלי להדליק את משאבת הוואקום לאסוף אוויר. לאסוף את הפתרון מיד אחרי זה מוכנס לתוך המערכת. רשום את הספיקה כל 5 דקות באמצעות מד זרימה במהלך כל אוסף, יחד עם טמפרטורת האוויר (T) ולחץ (P) על מד הזרימה, לגזור את קצב הזרימה הסטנדרטי. ספיקות של 3-5 ליטר / דקה מושגות עם משאבת דיאפרגמה (30 L / קיבולת דקות) וכן פתח קריטי כדי להפחית את קצב הזרימה. הגדר את קצב הזרימה בתחילת הדגימה למדידת תזרים בערך כל 1 שניות. אחרי 5-10 שניות, לשנות את תדירות מדידת זרימה עד 5 דקות. אסוף את הנתונים בספיקה כל 5 דקות למשך תקופת הדגימה. הערה: אם fשיעור נמוך יורד באופן משמעותי, המדגם צריך להיות שנאסף במשך יותר בתחילה צפוי. שינויים קטנים (<25%) של קצב הזרימה הראשוני יש לצפות. המסנן הידרופובי צריך להיבדק כדי לראות אם הוא מצופה עד לנקודה שבה הוא סתומים. לפני הדגימה היא עצר, לשנות בחזרה 1 שניות מדידות בספיקה ולאסוף נתוני זרימה למשך 5-10 שניות לפני כיבוי המדגם. הערה: פתרונות ניתן לאחסן עד (מקסימום) שבעה ימים לפני שלב 4 חייב להתבצע. הפחתה לדוגמא 4. הערה: מנמיכים את דגימות כדי להסיר את KMnO 4 תוך 7 ימים של האוסף. השיטה המקורית 4 עולה כי זה חייב להיעשות תוך 24 שעות של אוסף מדגם. להלן תוצאות המרמזים כי הדגימות ניתן לאחסן עד שבעה ימים לפני הפחתה. Permanganate בתמיסה הוא מחמצן חזק. מנמיכים את המדגם כדי לעצור אתתגובת חמצון של permanganate עם x NO או הסביבה עם מיני N אחרים שיכול להוביל להפרעה אם פוטנציאל הם מתחמצנים כדי חנקו 4. לייבל שני 400 מיליליטר כוסות, אחת לפתרונות ריקים ואחד עבור דגימות. רוכשת שני מוטות ומערבבים, אחד לכל מבחנה. כמו כן, לרכוש 500 ל -5,000 טיפים פיפטה ו פיפטה μl. לשקול כל בקבוק מדגם בזמן שהוא מכיל הפתרון ולהקליט את המסה של בקבוק זכוכית מלא. לאחר הפתרון כבר שפכו לתוך מבחנה, לשקול את בקבוק זכוכית ריק. יוצק את הפתרון ממדגם אחד לתוך כוס מדגם פתרון אחד ריק לתוך הכוס הריקה. עבור כוס מדגם, להציג לאט 10 מ"ל של מי חמצן (H 2 O 2) ב 5 מ"ל קבוצות המדגם, תוך כדי בחישה נמרצת תוך הוספת כל 5 מ"ל של H 2 O 2. נפח זה מיועד פתרונות מדגם של 35 מ"ל. עבור כל 25 מ"ל של תמיסת דגימה (או ריק או מדגם), להוסיף 5 מ"ל of H 2 O 2. הוספת 5 מיליליטר המלא פחות מ 25 מיליליטר של תמיסת מדגם מומלצת להבטיח המרה מלאה, והוסיפה עוד H 2 O 2 יגרמו רק הדילול של הפתרון. הצג את 5 המ"ל הראשון של H 2 O 2 מעל הכוס, כך הקצה אינו נוגע בכוס, מוט והמערבבים, או הפתרון. מוסיף את המנה השנייה לצד הכוס מסביב, כמו יותר הוא הוסיף, כדי לנגב את הצדדים של הכוס, כדי להבטיח שכל של הפתרון המדגם מצטמצם. אם יותר מ 5 מיליליטר של H 2 O 2 הוא הוסיף, לבצע שלב זה על כניסתה 5 המ"ל האחרונה של H 2 O 2 אחרי צעד 4.5.1 על ההיכרות המתווכת של H 2 O 2. שנה את קצה פיפטה לאחר כל דגימה משתנה כדי למנוע זיהום צולב. עבור כוס הפתרון הריקה, להוסיף רק 5 מיליליטר של H 2 O 2. להוסיף כמחצית מן מעל הפתרון ומוסיף את החצי השני סביב הצדדים של הכוס. שנה את הקצה לאחר כל ריק. בדוק כדי לוודא שהפתרון מעל המשקע ברור או צהוב חיוור. אם הצבעים סגולים או כחולים להישאר, להוסיף עוד H 2 O 2 כדי לוודא שהוא מצטמצם באופן מלא. יוצק את כל התוכן של הכוס, הן הנוזלים המשקע החום הנוצר לתוך צינורות צנטריפוגות 50 מיליליטר כי כבר סומנו על פי המדגם או מספר ריק או מכתב. לאחר שכל הפתרונות מופחתים (ה- H 2 O 2 הוא הוסיף), טען את צנטריפוגות בקבוצות של 20, על מנת להבטיח כי צנטריפוגות מאוזן. בצנטריפוגה benchtop בדרך כלל יכול להכיל 20 מבחנות צנטריפוגה בכל פעם. הפעילו את צנטריפוגות ב 3,220 XG במשך 15 דקות עם כל אצווה של צינורות צנטריפוגה. בעוד צנטריפוגות פועל, לשקול את בקבוקי זכוכית ריקים ולהקליט ההמונים שלהם. בנוסף, lהבל 60 מיליליטר ענבר בקבוקי פלסטיק (ניקה בעבר על ידי שטיפה במי ultrapure) ולשקול את בקבוקי פלסטיק הריקים. קלט ההמונים שלהם גם כן. לאחר צנטריפוגה סיימה, לשפוך את הנוזל supernatant לתוך בקבוק פלסטיק ענבר (עם מוצק הנותרים בצינור) ו כראוי להשליך הצינור צנטריפוגות. לשקול את בקבוק המדגם, עכשיו מלא, ולהקליט ההמונים שלהם. ניטרול לדוגמא 5. הערה: בצע את נטרול דגימות ואת החסר (לשכפל לכאן Fibiger ואח 4 עם עדכונים.). שים לב, שלב זה דרוש עבור כימות colorimetric של ריכוז החנקות במי הפתרון; זה לא ייתכן שיהיה צורך עם טכניקות ריכוז אחרות. בצע נטרול ידני או עם Titrator אוטומטי. לנטרול ידני, להשתמש 12.1 חומצה הידרוכלורית M (HCl) ולהציג אותו לתוך התמיסה פלסטיק ענברבקבוק עם טפטפת. קח בזהירות רבה (משקפי שמש, חלוק מעבדה, במנדף, וכו ') בעת טיפול HCl, במיוחד בריכוז 12.1 M. חשבתי את הנפח של 12.1 M HCl כי יש להוסיף את הפתרון המדגם לנטרל אותו באמצעות המשוואה הבאה: כאשר V HCl הוא הנפח של HCl הוסיף, בקבוק זכוכית מלא המוני הוא המסה של בקבוק זכוכית הפתרון נאסף עם הפתרון, בקבוק זכוכית ריק המוני היא המסה של בקבוק זכוכית הפתרון נאסף ללא הפתרון . נניח כי צפיפויות של הפתרונות להיות 1.00 גרם / ס"מ 3, כפי שהם פתרונות לדלל. הערה: להוסיף 85% של נפח זה ראשון 0.20 מיליליטר במרווחים. בהתאם באוויר כי הוא שנדגמו, מינים אחרים שנאספים יכולים להוריד את ה- pH הפתרון המקורי לשנות את אופן שבו הוא מגיב התוספת של חומצה. לְהוֹסִיףנפח 85% של HCl על הבקבוק בעזרת פיפטה טיפ פנוי ב 0.2 מיליליטר במרווחים. שווי ולנער את הבקבוק בין כל הוספה 0.2 מיליליטר על מנת להבטיח את החומצה ערבב עם הפתרון. בדוק את ה- pH באמצעות נייר לקמוס על ידי הסרת 20 μl של פתרון pipetting אותה לנייר לקמוס. אם ה- pH הוא בין 4 ל 10, לתייג המדגם לנטרל ולהקליט את ה- pH. חזור על שלבים 4.2.1 ו 4.2.2 עבור כל דוגמאות אחרות בטיפול. בעוד ניתוח ריכוז colorimetric יכול להמשיך עם דוגמאות כי יש pH נמוך כמו 4 או גבוה ככל 10, להתקרב ככל האפשר ל 7 ככל האפשר על מנת להניב את התוצאות הטובות ביותר. אם ה- pH הוא עדיין מעל 10 לאחר תוספת נפח 85%, להוסיף HCl במרווחים קטנים יותר מ -0.2 מ"ל של HCl (0.10 או 0.05 מ"ל), לנער את הבקבוק כדי homogenize, ולבדוק את רמת החומציות בנייר לקמוס ו -20 μl של פתרון לאחר כל תוספת של HCl. לאחר pH נמצא בטווח הרצוי, לתייג המדגם מנוטרל sהדרך ame כמו קודם והנחתי אותו בצד. אם ה- pH הוא מתחת ל -4, השתמש 10 M NaOH כדי להביא את ה- pH בטווח הנכון. הוספת כמויות קטנות יותר ויותר של NaOH ו לבדוק את ה- pH אחרי כל הוספה באמצעות נייר לקמוס ו באותה שיטה כמו קודם. תעד את סכום HCl (V HCl) ו NaOH (במידת הצורך) מתווסף לכל בקבוק מדגם, יחד עם ה- pH הסופי. לקבלת השיטה Titrator אוטומטית, השתמש Titrator אוטומטי. לדלל 12.1 M HCl עד 4 M עם מים ultrapure ולהציג אותו Titrator (0-25 מ"ל של חומצה הידרוכלורית אפשריים) בהתאם להוראות של המכשיר. 4 M מאפשר Titrator לדייק מספיק מבלי להוסיף כמויות גדולות של דגימות. הגדר את Titrator אוטומטית כדי לכיל ל pH של 7. רשום את ה- pH הסופי והיקף HCl הוסיף. לייבל המדגם לנטרל ולהקליט את ה- pH הסופי. השתמש באותה כוס לכל טיטרציה. בין כל דגימה, לשטוף tהוא מבחנה, בדיקת pH, בוחש עם מי ultrapure לפחות 3 פעמים ויבשות. מדידת מדגם 6. למדוד את הריכוז של כל אחת מהדגימות (C B או C S) באמצעות נתח מזין spectrophotometric אשר מנצל כימית colorimetric לבצע מדידות ריכוז. הכן את הדגימות ולשים אותם לתוך המכשיר בהתאם להוראות היצרן. ליצור עקומת כיול סטנדרטית מ 0-15 חנק מיקרומטר (7 נקודות כיול) מפתרון KNO 3 מניות 30 מיקרומטר. הכן ולהפעיל בקרות איכות של חנקת מיקרומטר 8 ו -10 יחד עם דגימות. חשב את סטיית התקן משולב של QCs פני ריצות מרובות להעריך את אי הוודאות ריכוז. סטיות תקן נקווה אופייניות של ± 0.4 מיקרומטר הם נצפו (פני 7 ריצות, N = 27 נקודות נתונים). המר את הריכוז x NO נקבע ב y נתח ריכוז colorimetric מ מיקרומטר ppbv באמצעות משוואת יחס הערבוב הבא: איפה MR NOx הוא היחס ערבוב של NO x (הערך שדווח ppbv), n NOx הוא מספר nmol של NO x שנאספו, R הוא קבוע הגזים אידיאלי T, היא הטמפרטורה (ב קלווין), P הוא הלחץ האטמוספרי (ב ATM), ו- V הוא נפח האוויר (ב L) אסף. ההיקף הכולל של הגז שנדגמו נקבע על ידי אינטגרציה נומרית של סדרות עתיות קצב זרימה (שווות ערך ל השטח מתחת לעקומת קצב הזרימה כפונקציה של זמן). לחשב את מספר מולים של NO x באמצעות מערכת המשוואות הבאה: למדגם, 5.jpg "/> עבור ריק, ו כאשר C S הוא ריכוז של המדגם נמדד על ידי מנתח ריכוז colorimetric, ב μmol; V S הוא נפח של המדגם, ב מ"ל; C B הוא ריכוז של ריק, ב μmol; B V הוא נפח של ריק, בשנת מ"ל; Aliquot V הוא הנפח של מה נוטרל, ב מיליליטר (בדרך כלל כל נפח הפתרון); ו- V HCl הוא נפח של HCl הוסיף לנטרל את aliquot, ב מ"ל. 7. הכנת יחס איזוטופ חנקן הערה: לכמת את ההרכב האיזוטופי חנקן מבוסס על שיטת denitrifier. פרטים של שיטה זו מתפרסמים במקום אחר בשלמותם, ומשתמשים צריכים להתייעץ פרסומים אלה לקבלת הוראות שיטה מלאה 12,13. השיטה משתמשת חיידקי denitrifying כדי המרהNO 3 נוזלי ERT – דגימות לתוך תחמוצת חנקן גזים (N 2 O) לקביעת איזוטופי. משתמשים שאין להם שיטת denitrifier להגדיר בקלות ייתכן הדגימות נותחו עבור ההרכב האיזוטופי ידי וממתקנים חיצוניים. משתמשים צריכים להתייעץ מתקנים אלה כדי להבטיח את תיקוני הנתונים המתאימים הנם עקביים עם אלו בשלב 8. בהתבסס על הריכוז שנקבע לכל מדגם ריק, להזריק הכרכים המתאים לתוך צלוחיות מוכנות מראש, כתרים עם חיידקים 12,13. מקד בגודל מסוים להזרקה על ידי חלוקת גודל היעד, כגון 20 ננומול N, על ידי ריכוז (μmol / L) של המדגם או ריק כדי לקבוע את מספר מ"ל להזריק לתוך בקבוקון אחד באמצעות מזרק. להזריק חומרי עזר חנקו (למשל, סבא"א-NO-3 ו USGS34) לפחות בשלושה עותקים עם כל סט של דגימות שיופעלו עבור איזוטופים. חומרי עזר אלה משמשים כדי לתקן את הנתונים הסופיים ל טופל, אניnternationally קיבל ערכים 14. מלאו שתי כוסות עם מי ultrapure לשטיפת המזרקים בין הזריקות של דגימות וחומר עזר. השג בקבוק ריק עבור פתרון פסולת. טובלים את קצה המזרק בשימוש להזרקה בכוס המים הראשונה ולייבש אותו. שוטף את הווליום של המזרק עם מי ultrapure וזורק את המים כפסולת. חזור שלוש פעמים. בעקבות הליך דומה לשלב 3.2.3, למלא את המזרק עם כמות קטנה של מדגם טרום לשטוף את המזרק. למחוק אותו כפסולת. מלא את המזרק עם מדגם בעדינות לדפוק כדי להסיר בועות אוויר, כך נפח מדויק נמדד. להזריק את המדגם לתוך בקבוקון המדגם. אם יש יותר מ -3 מיליליטר שהוזרק לתוך המדגם, להשתמש במחט "פורקן" שנייה כדי להקל את לחץ בבקבוקון. לדחוף את המזרק עם המדגם לתוך מחיצת הגומי ולהתחיל הזרקת המדגם. לאחר 0.5 מ"ל של המדגם E כבר הזריק, להכניס את המחט "פורקן" השנייה. השאירו את המחט "פורקן" ב עד 1 מ"ל נשאר להיות מוזרק, ולאחר מכן להוציא את המחט "פורקן". המשך ההזרקה האחרונה של המדגם. אחסן את בקבוקוני הלילה באזור חם (~ 24 ° C). למחרת בבוקר, להזריק -0.1 ל -0.2 מ"ל של 10 M NaOH לתוך כל דגימה כדי lyse את החיידקים. קביעת יחס איזוטופ 8. הערה: לאחר החיידקים הם lysed, הדגימות מוכנות שיופעל על ספקטרומטר מסת יחס איזוטופ (IRMS). להזריק כל דגימה עם שלוש עד ארבע טיפות של antifoam לפני הגדרת להם לרוץ על ספקטרומטר מסה. קבע את ההרכב האיזוטופי על ידי ספקטרומטריית מסה יחס יון. השתמש ספקטרומטר מסה להתממשק עם מערכת שונה לצורך המיצוי האוטומטי, טיהור (הסרת CO 2 ו- H 2 O), וניתוח איזוטופי שלN 2 O ב m / z 44, 45, ו -46 12, 13. הפעל ריק עם פתרון תקשורת בלבד ואין מדגם בבקבוקון בתחילת כל סיבוב. כייל את יחסי איזוטופ גלם מן ספקטרומטר מסה באמצעות חומרי עזר (למשל, סבא"א-NO-3 ו -34 USGS) מטופלים באותו אופן כמו דגימות, המבוסס על ערכת תיקון קייזר et al. (2007) 15. זה מכניס אותם בצורה כי הוא שמיש להשוואות נתונים עם מעבדות אחרות בקהילת biogeochemistry איזוטופ N. בשל חששות לגבי הליניאריות של ערכים ספקטרומטר מסה, אם האזור של המדגם מוזרק הוא מחוץ ± 10% משטח היעד, להתאים את ריכוז באמצעות אחוז מחדש להזריק המדגם, ביצוע ההליך הנ"ל. כדי לסיים את נתוני המדגם δ 15 N של NO x (כיתוב הדלתא מוגדר באמצעות המשוואה הבאה עבור δ 15 N: ( "דאלתא 15-N "): δ 15 N = [(15 N / 14 N מדגם / 15 N / 14 N רגיל) – 1] x 1,000 ‰ ואת הסטנדרטית המשמשת עבור דגימות חנקן הוא גז N 2 אטמוספרי), לתקן את δ 15 N על התרומה של ריק חנק שנמצא פתרון KMnO 4: שם δ 15 N הכולל, הנמדד הוא השווי שנקבע למדגם מהריצה ספקטרומטר מסה, δ 15 N ריק, הנמדד הוא השווי שנקבע לנייר ריק, ואת המדגם וריכוזי בלנק הם הערכים נקבע מהניתוח colorimetric. משוואה זו מסירה את ההשפעה הריקה מייחס איזוטופי, כך שהיחס איזוטופי כיום נציג של x NO שנאסף באתרו. הערה: רכב ג איזוטופיoncentration של ניטראט הפתרון הריק נמדד עם כל אצווה של פתרון בשימוש. ריק זה שונה מכל ריק אפשרי שעלול להיות נתקל עם שיטת denitrifier לבד (אשר לכמת גם עם כל ריצה). כל ריק הקשורים שיטת denitrifier נכון לכל הדגימות וחומר עזר; עם זאת, את החלל הריק פתרון permanganate ישים רק דגימות ולכן יש לכמת ותיקן עבור (על ידי מאזן מסה) בנפרד.