科學(xué)島團(tuán)隊(duì)基于TDLAS技術(shù)開展甲烷的大氣-土壤碳交換的過程檢測(cè)
近日，中科院合肥研究院安光所高曉明研究員團(tuán)隊(duì)在利用可調(diào)諧激光吸收光譜技術(shù)（TDLAS）測(cè)量大氣甲烷（CH4）及土壤甲烷呼吸方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究以《用于生態(tài)應(yīng)用的雙增強(qiáng)型多通池波長調(diào)制光譜CH4傳感器》為題發(fā)表在國際知名期刊Optics Express上。
CH4作為一種在大氣中存在壽命較短的溫室氣體，其排放的控制對(duì)于減緩溫室效應(yīng)有著重要意義。在CH4循環(huán)中，土壤既是既是它的來源，也是固碳減少大氣碳的去處，土地的利用方式會(huì)對(duì)CH4循環(huán)造成重要影響。為了了解不同土壤在CH4循環(huán)中的貢獻(xiàn)，需要測(cè)量土壤中CH4通量。TDLAS是氣體檢測(cè)中常用的技術(shù)之一，具有高靈敏度、高精度、高選擇性，以及響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。為了獲得更高的檢測(cè)靈敏度，通常使用多通池來增加吸收光程。傳統(tǒng)的赫里奧特池存在鏡面利用率低，為達(dá)到更長的光程需要增加多通池基長所導(dǎo)致的吸收池體積龐大的問題。
團(tuán)隊(duì)劉錕研究員、王瑞峰博士研究生等人提出一種雙增強(qiáng)型赫里奧特多通池，采用再入射的方法在33.3厘米的多通池基長下實(shí)現(xiàn)了73.926米的有效吸收光程，再結(jié)合溫度控制和吸收線鎖定等優(yōu)化方法，提高了系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性和耐用性，研發(fā)的設(shè)備探測(cè)極限達(dá)到10ppbv。團(tuán)隊(duì)還利用該設(shè)備對(duì)草地CH4通量進(jìn)行了測(cè)量，并對(duì)大氣CH4進(jìn)行了長期觀測(cè)。
該研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1364/OE.480496
CH4傳感器原理圖
草地CH4通量測(cè)量示意圖與通量測(cè)量結(jié)果
