Name: Calibré échantillonnage passif - Multi-terrain Mesures sur le terrain de NH 3 Les émissions avec une combinaison de la méthode de Dynamic Tube et échantillonneurs passifs (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 29 s
Description: Apprenez à quantifier les émissions d'ammoniac sur le terrain avec une méthode in situ indépendante de l'alimentation électrique. Cette technique permet l'analyse statistique des effets des traitements agronomiques.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

L&#39;auteur remercie le Dr Marco Roelcke, Dr. Dirk Niekisch, le Dr Robert Quakernack, le Dr Kang Ni pour leurs efforts dans le développement et la poursuite du développement de cette approche. Un grand merci également aux techniciens de terrain Doris Ziermann et Jun Yang. Les enquêtes sous-jacentes ont été pris en charge par la Deutsche Forschungsgemeinschaft, l&#39;Etat fédéral Schleswig Holstein, subventions EFRE de l&#39;Union européenne et SKW Piesteritz corp. comme il est indiqué en détail dans les publications citées.

<ol><li>Erisman, J. W., Bleeker, A., Hensen, A., Vermeulen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Agricultural+air+quality+in+Europe+and+the+future+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Atmos.+Environ%22%5BJournal%5D)">Agricultural air quality in Europe and the future perspectives.</a> Atmos. Environ. 42, 3209-3217 (2008).</li>
<li>Bremner, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+research+on+problems+in+the+use+of+urea+as+a+nitrogen+fertilizer%5BTitle%5D)+AND+%22Fert.+Res%22%5BJournal%5D)">Recent research on problems in the use of urea as a nitrogen fertilizer.</a> Fert. Res. 42, 321-329 (1995).</li>
<li>Sutton, M. A., Oenema, O., Erisman, J. W., Leip, A., van Grinsven, H., Winiwarter, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Too+much+of+a+good+thing%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Too much of a good thing.</a> Nature. 472, 159-161 (2011).</li>
<li>Production and International Trade statistics. , IFA (International Fertilizer Industry Association). Paris, France. Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.fertilizer.org/En/Statistics/PIT_Excel_Files.aspx">http://www.fertilizer.org/En/Statistics/PIT_Excel_Files.aspx</a> (2014).</li>
<li>Glibert, P. M., Harrison, J., Heil, C., Seitzinger, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Escalating+worldwide+use+of+urea+-+a+global+change+contributing+to+coastal+eutrophication%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeochemistry%22%5BJournal%5D)">Escalating worldwide use of urea - a global change contributing to coastal eutrophication.</a> Biogeochemistry. 77, 441-463 (2006).</li>
<li>Sommer, S. G., Schjoerring, J. K., Denmead, O. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ammonia+emission+from+mineral+fertilizers+and+fertilized+crops%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Agron%22%5BJournal%5D)">Ammonia emission from mineral fertilizers and fertilized crops.</a> Adv. Agron. 82, 557-622 (2004).</li>
<li>Jensen, L. S., et al. Benefits of nitrogen for food, fibre and industrial production. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJensen%2C+LS+%22The+European+Nitrogen+Assessment%22">The European Nitrogen Assessment</a>. Sutton, M. A., et al. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. (2011).</li>
<li>Sommer, S. G., Hutchings, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ammonia+emission+from+field+applied+manure+and+its+reduction+-+invited+paper%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Agron%22%5BJournal%5D)">Ammonia emission from field applied manure and its reduction - invited paper.</a> Eur. J. Agron. 15, 1-15 (2001).</li>
<li>Shah, S. B., Westerman, P. W., Arogo, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+ammonia+concentrations+and+emissions+from+agricultural+land+and+liquid+surfaces%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Air+Waste+Manage%22%5BJournal%5D)">Measuring ammonia concentrations and emissions from agricultural land and liquid surfaces: A review.</a> J. Air Waste Manage. 56, 945-960 (2006).</li>
<li>Loubet, B., Cellier, P., Flura, D., Genermont, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+evaluation+of+the+wind-tunnel+technique+for+estimating+ammonia+volatilization+from+land%3A+Part+1.+Analysis+and+improvement+of+accuracy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Agr.+Eng.+Res%22%5BJournal%5D)">An evaluation of the wind-tunnel technique for estimating ammonia volatilization from land: Part 1. Analysis and improvement of accuracy.</a> J. Agr. Eng. Res. 72, 71-81 (1999).</li>
<li>Vandré, R., Kaupenjohann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Measurements+of+Ammonia+Emissions+from+Organic+Fertilizers+in+Plot+Experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci.+Soc.+Am.+J%22%5BJournal%5D)">In Situ Measurements of Ammonia Emissions from Organic Fertilizers in Plot Experiments.</a> Soil Sci. Soc. Am. J. 62, 467-473 (1998).</li>
<li>Roelcke, M., Li, S. X., Tian, X. H., Gao, Y. J., Richter, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+comparisons+of+ammonia+volatilization+from+N+fertilizers+in+Chinese+loess+soils%5BTitle%5D)+AND+%22Nutr.+Cycling+Agroecosyst%22%5BJournal%5D)">In situ comparisons of ammonia volatilization from N fertilizers in Chinese loess soils.</a> Nutr. Cycling Agroecosyst. 62 (1), 73-88 (2002).</li>
<li>Pacholski, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calibration+of+a+simple+method+for+determining+ammonia+volatilization+in+the+field+-+comparative+measurements+in+Henan+Province%2C+China%5BTitle%5D)+AND+%22Nutr.+Cycling+Agroecosyst%22%5BJournal%5D)">Calibration of a simple method for determining ammonia volatilization in the field - comparative measurements in Henan Province, China.</a> Nutr. Cycling Agroecosyst. 74, 259-273 (2006).</li>
<li>Flesch, T. K., Harper, L. A., Powell, J. M., Wilson, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inverse-dispersion+calculation+of+ammonia+emissions+from+Wisconsin+dairy+farms%5BTitle%5D)+AND+%22Trans.+ASABE%22%5BJournal%5D)">Inverse-dispersion calculation of ammonia emissions from Wisconsin dairy farms.</a> Trans. ASABE. 52, 253-265 (2009).</li>
<li>Gericke, D., Pacholski, A., Kage, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+ammonia+emissions+in+multi-plot+field+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Biosystems+Eng%22%5BJournal%5D)">Measurement of ammonia emissions in multi-plot field experiments.</a> Biosystems Eng. 108 (2), 164-173 (2011).</li>
<li>Quakernack, R., Pacholski, A., Techow, A., Herrmann, A., Taube, F., Kage, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ammonia+volatilization+and+yield+response+after+application+of+biogas+residues+to+energy+crops+in+a+coastal+marsh+of+Northern+Germany%5BTitle%5D)+AND+%22Agric.%2C+Ecosyst.+Environ%22%5BJournal%5D)">Ammonia volatilization and yield response after application of biogas residues to energy crops in a coastal marsh of Northern Germany.</a> Agric., Ecosyst. Environ. 160, 66-74 (2012).</li>
<li>Ni, K., Pacholski, A., Gericke, D., Kage, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+duration+required+for+determining+total+ammonia+losses+after+field+application+of+slurries+by+trail+hoses%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Agr.+Sci%22%5BJournal%5D)">Measurement duration required for determining total ammonia losses after field application of slurries by trail hoses.</a> J. Agr. Sci. 151 (1), 34-43 (2013).</li>
<li>von Bobrutzki, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Field+inter-comparison+of+eleven+atmospheric+ammonia+measurement+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Atmos.+Meas.+Tech%22%5BJournal%5D)">Field inter-comparison of eleven atmospheric ammonia measurement techniques.</a> Atmos. Meas. Tech. 3, 91-112 (2010).</li>
<li>Ni, K., Pacholski, A., Kage, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ammonia+volatilization+after+application+of+urea+to+winter+wheat+over+3+years+affected+by+novel+urease+and+nitrification+inhibitors%5BTitle%5D)+AND+%22Agric.+Ecosyst.+Environ%22%5BJournal%5D)">Ammonia volatilization after application of urea to winter wheat over 3 years affected by novel urease and nitrification inhibitors.</a> Agric. Ecosyst. Environ. 197, 184-194 (2014).</li>
<li>Sintermann, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+ammonia+emissions+from+field-applied+slurry+substantially+over-estimated+in+European+emission+inventories%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeosciences%22%5BJournal%5D)">Are ammonia emissions from field-applied slurry substantially over-estimated in European emission inventories.</a> Biogeosciences. 9, 1611-1632 (2012).</li>
<li>Mannheim, T., Braschkat, J., Marschner, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+ammonia+emission+after+liquid+manure+application.+2.+Comparison+of+the+wind+tunnel+and+the+IHF+method+under+field+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Plant+Nutr.+Soil+Sci%22%5BJournal%5D)">Measurement of ammonia emission after liquid manure application. 2. Comparison of the wind tunnel and the IHF method under field conditions.</a> J. Plant Nutr. Soil Sci. 158, 215-219 (1995).</li>
<li>Puchalski, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Passive+ammonia+monitoring+in+the+United+States%3A+Comparing+three+different+sampling+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Monit%22%5BJournal%5D)">Passive ammonia monitoring in the United States: Comparing three different sampling devices.</a> Environ. Monit. 13 (11), 3156-3167 (2011).</li>
<li>Tang, Y. S., Cape, J. N., Sutton, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+types+of+passive+samplers+for+monitoring+atmospheric+NO2+and+NH3+concentrations%5BTitle%5D)+AND+%22ScientificWorldJournal%22%5BJournal%5D)">Development and types of passive samplers for monitoring atmospheric NO2 and NH3 concentrations.</a> ScientificWorldJournal. 1, 513-529 (2001).</li>
</ol>

L&#39;auteur déclare qu&#39;il n&#39;a pas d&#39;intérêts financiers concurrents.

<html> Il a été montré que la méthode proposée peut être utilisé pour comparer les émissions d&#39;ammoniac provenant de différents traitements de fertilisation dans les essais sur le terrain répliquées et d&#39;utiliser les informations statistiquement significatives résultant de ces mesures pour améliorer la gestion des engrais azotés. La quantité d&#39;émissions obtenues par cette approche a été validée dans des études antérieures par comparaison avec des mesures micrométéorologiques 13,15,16. Dans cet arti...

L&#39; ammoniac (NH 3) est le seul gaz atmosphérique trace principalement (90%) émis par des sources agricoles dans l&#39;UE. Bien que l&#39;agriculture est également une source importante (&gt; 50% des émissions de l&#39;UE), ceux-ci ne contribuent qu&#39;à environ ~ 5% du total de l&#39;UE15 émissions de gaz à effet de serre d&#39;origine anthropique. En revanche, les émissions agricoles NH 3 sont responsables d&#39;environ 45% de l&#39; eutrophisation des émissions dérivés, 31% de l&#39; acidification et de 12% la formation de poussières fines dans l&#39;UE15 1. En plus des effets néfastes sur les écosystèmes et la santé humaine, de l&#39; azote (N) perte par émissions de NH 3 est une perte économique pour les agriculteurs 2. L&#39;engrais azoté est essentiel pour le taux élevé de la production alimentaire fournie par l&#39;agriculture moderne. En dehors des dégâts environnementaux, émissions de NH 3 ainsi, signifie une perte considérable de nutriments, comme NH 3 est dérivé d&#39;engrais d&#39; ammonium, en plus de nitrate les principales espèces d&#39;azote minéral bénéficier directementcapable de l&#39;usine régissant les processus de croissance des cultures et le rendement. Application des engrais azotés contribue 20-80000000000 € de profit par an pour les agriculteurs de l&#39; UE , mais à son tour , il a été estimé que NH 3 rejetés dans l&#39;air de l&#39; agriculture provoque ~ 50 Md € de dommages annuels dans l&#39;UE 3. Par conséquent, la réduction des émissions de NH 3 est essentiel à la fois pour réduire les effets environnementaux et d&#39; accroître l&#39;efficacité du N. appliquée Dans l&#39; agriculture, NH 3 est principalement émis par les bâtiments d&#39;élevage, fumier (bouillies, digestats anaérobies (AD), fumier solide) de stockage et de gestion, ainsi que l&#39; application sur le terrain du fumier. La propension à émettre NH 3 diffère en fonction de la composition du fumier, par exemple la teneur en matière sèche et de fumier pH. Dans une certaine mesure ammonium et amine à base d&#39; engrais azotés synthétiques que l&#39; urée et le phosphate diammonique contribuent également à émissions de NH 3. Bien que le nitrate d&#39;ammonium calcaire (CAN) Est le principal engrais N dans de nombreux pays européens, l&#39;utilisation d&#39;urée granulée a augmenté, et a terminé deuxième CAN en Europe centrale et occidentale en 2012 4. L&#39; urée est particulièrement populaire dans les pays en développement en raison de ses avantages d&#39;une haute teneur en N, la sécurité et le transport facile et est le plus important des engrais azotés synthétiques au monde 5. Cependant, l&#39;augmentation du pH et de la surface du sol NH 4 + -concentrations résultant de l&#39; hydrolyse de l&#39; urée peut donner lieu à de fortes émissions de NH 3. Cela peut provoquer une faible efficacité N d&#39;utilisation, en particulier dans un sol alcalin ou dans le sol avec une capacité de sorption faible, ce qui limite l&#39;utilisation des engrais d&#39;urée en Europe 6,7. De nombreuses études sur émissions de NH 3 à partir de l&#39; application d&#39;engrais organiques et minéraux et les bâtiments d&#39;élevage ont été réalisées au cours des dernières décennies 6, 8. Néanmoins, la recherche liée à émissions de NH 3 après l&#39; application de l&#39; ammoniac Emitting engrais est encore limitée. Cette applique en particulier à la relation entre les émissions d&#39;ammoniac, type d&#39;engrais utilisé, les conditions du site et la croissance des cultures. Dans des conditions idéales cela nécessite des essais répliqués sur le terrain en raison de la variable de réponse des cultures aux traitements qui ne peuvent être validés dans un modèle expérimental, y compris la réplication sur le terrain pour les tests statistiques. Les pertes d&#39;ammoniac devraient donc également être déterminés dans des essais sur le terrain multi-terrain répliquées 9, mais les dominant méthodes de perte d&#39;ammoniac produisant des émissions quantitatives (ie kg N / (ha * h)) nécessite de grandes surfaces de terrain (méthodes micrométéorologiques), un équipement coûteux (souffleries ) ou l&#39;alimentation électrique sur le terrain qui rendent leur application dans les essais sur le terrain répliquées difficile, voire impossible. En outre, les paramètres spécifiques des souffleries ont été critiqués en ce qui concerne la précision des valeurs d&#39;émission obtenus 10. Par conséquent, il existe un fort besoin d&#39;unen méthode de perte d&#39;ammoniac pour déterminer les émissions d&#39;ammoniac dans les essais sur le terrain répliqués. Cette méthode pourrait être utilisée pour aider à améliorer les mesures agricoles visant à réduire les émissions d&#39;ammoniac sur la base des effets statistiquement validés des conditions du site, type d&#39;engrais, les méthodes d&#39;application et le développement des cultures. L&#39;idée de base de la nouvelle méthodologie, échantillonnage passif calibré, est de lier une méthode de mesure semi-quantitative simple pour la mesure sur de nombreuses parcelles, avec une méthode quantitative par des mesures simultanées avec les deux méthodes sur quelques parcelles. Les échantillonneurs passifs modifiés par rapport à la conception dans la publication originale 11 sont utilisées comme une méthode de mesure semi-quantitative. La méthode Dynamic-Tube (DTM) 12, une méthode de chambre dynamique calibrée, est utilisée pour obtenir un coefficient de transfert, qui convertit les pertes semi-quantitatives de l&#39;échantillonneur passif à des pertes quantitatives (kg N ha -1). En raison du taux de change d&#39;air faible dans la chambresystème émissions non étalonnées obtenues à partir du DTM sont d&#39;un ordre de grandeur plus faible que des émissions réelles. Toutefois, ce problème a été résolu par une équation d&#39;étalonnage qui corrige les flux de la chambre en fonction des conditions de vent in-situ 13. Ces équations d&#39;étalonnage ne peuvent être appliquées lorsque les chambres ont le même volume d&#39;espace libre interne et la conception que celles utilisées dans les essais d&#39;étalonnage. Chambers peuvent être insérés directement dans le sol ou placés sur des anneaux de sol. Ce dernier empêche une perturbation excessive du sol et permet une introduction presque étanche à l&#39;air des chambres sur gazons denses ou un sol compacté. En outre, la quantité exacte d&#39;engrais à tester peut être appliqué à l&#39;intérieur des anneaux du sol. Cependant, les mottes de terre sur les anneaux du sol peuvent aussi entraîner de serrage entre la chambre et l&#39;anneau du sol. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/53273/53273fig1.jpg" /> Figure 1: MeasureMe simultanéent avec des échantillonneurs passifs et méthode de la chambre (DTM) dans la parcelle de terrain. échantillonneur passif est situé dans le centre d&#39;une parcelle carrée de 0,15 m au- dessus du sol / canopée. Mesures avec DTM sont faites au moins 2 emplacements dans une parcelle par date de mesure. Zones dédiées pour la récolte ne devraient pas être affectés par les opérations de chambre et de mesure de l&#39;échantillonneur passif. Pour calculer le transfert des coefficients mesures sont effectuées simultanément sur ​​un petit nombre de parcelles avec les deux méthodes (Figure 1). Il est important qu&#39;ils soient appliqués avec la même durée de mesure totale et que les mesures sont effectuées en même temps (à moins de 1 h). Le principe de faciliter l&#39;application d&#39;un coefficient de transfert pour de nombreuses parcelles est basée sur le fait que des échantillonneurs passifs placés dans un champ expérimental homogène, avec une distance appropriée à des obstacles perturbant le champ de vent comme les haies, les bâtiments , etc. (au moins 10 fois, idéalement 20 temps de obstacle hauteur) 14, ont le même comportement d&#39;absorption de NH 3 dans des conditions environnementales identiques. Ainsi, par exemple, l&#39;émission de 50% de moins sur un terrain serait traduire directement à 50% de réduction de l&#39;absorption d&#39;ammoniac par une solution de l&#39;échantillonneur. Par conséquent, un coefficient de transfert utilisé pour mise à l&#39;échelle des valeurs de piégeage d&#39;acide sur une seule parcelle peut être utilisée à l&#39;échelle les valeurs de tous les pièges acides utilisés dans le même essai sur le terrain. En raison des effets de différentes conditions environnementales (température, vitesse du vent, la rugosité de surface) sur l&#39; ammoniac absorption efficacité des échantillonneurs passifs 11 le coefficient de transfert doit être calculée pour chaque campagne de mesure, respectivement. Les caractéristiques générales des deux méthodes appliquées et la conception requise des essais sur le terrain comprennent 4 chambres dynamiques placés sur le sol relié à polytétrafluoroéthylène (PTFE) tubes et ventilé par une pompe à soufflet (DTM), des échantillonneurs passifs et de grandes parcelles expérimentales du second degré avec un grand tampon espaces pour reduCing l&#39;effet de NH 3 dérive entre les parcelles sur la mesure des émissions sur la parcelle réelle. Les échantillonneurs passifs sont remplis d&#39;acide sulfurique dilué (0,05 MH 2 SO 4) et sont placés au centre des parcelles. La solution dans les échantillonneurs passifs absorbe continuellement l&#39;ammoniac, et elle est remplacée à intervalles réguliers en fonction de l&#39;intensité attendue des émissions. En même temps, NH 3 flux sont mesurés avec le DTM sur deux parcelles de traitement et une parcelle de contrôle à des points spécifiques dans le temps. Contrairement à vent tunnels, les deux méthodes combinées dans l&#39; échantillonnage passif étalonné ont des effets très limités sur l&#39; humidité du sol, la température du sol et des précipitations qui peuvent affecter les pertes des émissions d&#39; ammoniac très fortement 6,8. Alors que des échantillonneurs passifs sont montés à 0,15 m au-dessus du sol et la surface de la canopée, sans aucun effet sur ces variables, les mesures avec les chambres de DTM ne durent que pendant environ 5 min en réduisant les effets potentiels de la chambre à un minimum. </p&gt; Des résultats précis pour NH 4 + concentrations dans la solution d&#39;échantillonnage peuvent être obtenues par des mesures avec des électrodes d&#39;ammonium sensible. Mesures avec flux continu Auto Analyseurs peut être problématique, car la réaction pH couleur sensible appliqué dans ces instruments peuvent par entravées par le pH acide de la solution d&#39;échantillonnage et de produits chimiques utilisés nécessitent une modification. NH 3 concentrations dans l&#39;air qui passe à travers le système de chambre de DTM sont instantanément mesurée avec des tubes lumineux. Les mesurées NH 3 concentrations sont enregistrées sur une feuille de données après chaque mesure. Pour DTM, NH 3 flux (mg N / (m² * h)) sont calculées à partir mesurées concentrations de NH 3 et du débit d&#39;air dans le système 4 de la chambre et la zone couverte par les chambres (Eq. 1, paragraphe 2.5.1). Les flux résultant de non-étalonné (qui sous-estiment les véritables émissions) sont réduites à des pertes quantitativesavec une équation d&#39;étalonnage (Eq. 2 et 3, voir le paragraphe 2.5.1). Cumulatifs Scaled pertes de NH 3 (kg N / ha) du DTM sont calculées en faisant la moyenne des flux entre deux dates de mesure ultérieures, en multipliant ce flux moyen de la durée de chaque intervalle, et en ajoutant-up toutes les pertes de tous les intervalles de mesure d&#39;une mesure campagne. Cumulatifs qualitatifs pertes de NH 3 (ppm somme) de échantillonneurs passifs sont calculés en additionnant recueillies NH 4 + -concentrations (ppm) sur un terrain au sein d&#39; une campagne expérimentale. Ceci est possible parce que des températures de volume et de mesure identiques, les valeurs ppm se traduisent directement par des quantités capturées d&#39;ammoniac. Pour redimensionner ces pertes qualitatives à des pertes quantitatives du coefficient de transfert (kg N / (ha * ppm)) est obtenue en rapportant la perte finale cumulée du DTM (kg N ha -1) à la somme des concentrations dans les échantillonneurs mesurée sur la mêmes parcelles. Ce coefficient de transfert est ensuite utilisé to convertir les émissions semi-quantitatives de l&#39; échantillonnage passif à des flux quantitatifs (par exemple kg N / ha) en multipliant les concentrations cumulées avec le coefficient de transfert. La perte d&#39;eau des collecteurs par évaporation ne modifie pas la capacité d&#39;absorption, mais doit être corrigé plus tard pour l&#39;analyse des données. Renverser de la solution en raison de vents forts au cours n&#39;a pas été observée même dans les marais côtiers du nord de l&#39;Allemagne. Décisive pour une application réussie de cette approche est la conception identique de tous les échantillonneurs passifs appliqués dans le domaine, y compris position identique et la hauteur de placement dans une parcelle. Plusieurs modèles d&#39;échantillonneurs passifs ont été appliquées avec succès dans le passé. Ce document propose une conception particulière qui a fait ses preuves et facile à utiliser dans les mesures sur le terrain. L&#39;approche présentée a été testé par rapport aux méthodes de perte d&#39;ammoniac standard (méthodes micrométéorologiques) dans environ 15 Fielessais d confirmant la validité quantitative de la procédure 15,16 et une représentation biaisée de la dynamique des émissions 17. Le coefficient de détermination (R²) des flux calibrés par rapport aux mesures micrométéorologiques dans l&#39;étude d&#39;étalonnage 13 était de 0,84, tout à fait semblable au coefficient obtenu en comparant des capteurs d&#39;ammoniac pour les concentrations d&#39;ammoniac atmosphérique mesurée dans une étude récente 18. L&#39;erreur relative racine carrée moyenne des pertes d&#39;ammoniac cumulés était de 17%, également très proche des valeurs obtenues dans d&#39; autres études comparant les mesures micrométéorologiques 13. Dans la seconde validation où la méthode proposée a été comparée à des mesures micrométéorologiques des émissions d&#39;ammoniac provenant des boues organiques (5 essais séparés), un r² de 0,96 (pente de la courbe ≈ 1) et une erreur racine carrée moyenne relative de 5% a été obtenu pour les émissions finales d&#39;ammoniac cumulés 15. Le procédé est révélé sensibleun essai sur le terrain de 3 ans en utilisant différents engrais azotés synthétiques 19. L&#39;application de cette approche est limitée à des vitesses de vent moyennes ≤4 m / s à 2 m de hauteur que la méthode de la chambre seulement a été validé dans ces conditions 13,15,16. Une campagne de mesure est définie comme une expérience testant les émissions d&#39;ammoniac après l&#39;application d&#39;engrais sur plusieurs parcelles durables pendant plusieurs jours, jusqu&#39;à semaines. Chaque campagne de mesure sur un terrain se compose de plusieurs intervalles ultérieurs d&#39;échantillonnage (échantillonneur passif) ou des dates de mesure (DTM). intervalle d&#39;échantillonnage est définie comme étant la durée séquentielle d&#39;absorption de l&#39;ammoniac émis par une solution d&#39;échantillonnage. Date de mesure est définie comme étant le point séquentiel dans le temps où les mesures DTM sont effectuées sur différentes parcelles utilisées pour dériver le coefficient de transfert.

<table><tbody><tr><td>acier inoxydable Dr&auml ; chambre de ger + anneaux de sol</td><td>Fa. Hofmann GmbH, Metallindustriewerk, Kiel, Allemagne</td><td>pas de numéro</td><td></td></tr> de <tr><td>toits et tige en acier inoxydable pour échantillonneur passif</td><td>Fa. Hofmann GmbH, Metallindustriewerk, Kiel, Allemagne</td><td>pas de numéro</td><td></td></tr><tr><td>d’électrode d’ammoniac + banc</td><td>Thermo scientific</td><td>Cat. N° 9512BNWP ou 951201</td><td></td></tr><tr><td>solution de remplissage d’électrode d’ammoniac</td><td>Thermo scientific</td><td>Cat. N° 951202</td><td></td></tr><tr><td>Étalons d’étalonnage pour l’ammoniac ; 0,1 M chlorure d’ammoniac standard</td><td>Thermo scientific</td><td>Cat. N° 951006</td><td></td></tr><tr><td>Dr&auml ; pompes à gers</td><td>Draeger Safety AG& Co Kg</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dr&auml ; Tubes ger</td><td>Draeger Safety AG& Co Kg</td><td>types : 0,25/a ; 2/a ; 5/a</td><td></td></tr><tr><td>flacons d’échantillonnage passifs résistants aux acides (bouteille Azlon, HDPE)</td><td>Dunn Labortechnik GmbH</td><td>Cat.No. : BGE230P</td><td></td></tr><tr><td>petits flacons (flacons à scintillation PE 60 mm x 27&nbsp ; mm)</td><td>n’importe quel magasin</td><td></td><td></td>de laboratoire</tr><tr><td>Tube PTFE 7 mm x 1&nbsp ; mm WDG</td> tout connecteur de <td>magasin</td><td></td><td></td>de laboratoire</tr><tr><td>PP Y-Form 6-7 mm</td><td>tout magasin</td><td></td><td></td> de laboratoire</tr></tbody></table>

calibré échantillonnage passif - multi-terrain mesures sur le terrain de nh<sub&gt; 3</sub&gt; les émissions avec une combinaison de la méthode de dynamic tube et échantillonneurs passifs

Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers

Ammoniac agricole (NH 3) les émissions (90% des émissions totales de l&#39; UE) sont responsables d&#39;environ 45% de l&#39; eutrophisation dans l&#39; air, 31% l&#39; acidification des sols et de 12% la formation de poussières fines dans l&#39;UE15. Mais émissions de NH 3 signifient également une perte considérable de nutriments. De nombreuses études sur émissions de NH 3 à partir de l&#39; application d&#39;engrais organiques et minérales ont été réalisées au cours des dernières décennies. Néanmoins, la recherche liée aux émissions de NH 3 après les engrais d&#39;application est encore limitée , en particulier en ce qui concerne les relations d&#39;émissions, le type d&#39;engrais, conditions du site et la croissance des cultures. En raison de la variabilité de la réponse des cultures aux traitements, les effets ne peuvent être validés dans des modèles expérimentaux, y compris la réplication sur le terrain pour les tests statistiques. Les dominantes méthodes de perte d&#39;ammoniac produisant des émissions quantitatives exigent des zones de terrain grandes, des équipements coûteux ou l&#39;alimentation en courant, ce qui limite leur application dans les essais sur le terrain répliquées. Cette protocole décrit une nouvelle méthodologie pour la mesure des émissions de NH 3 sur de nombreuses parcelles reliant une méthode de mesure semi-quantitative simple utilisé dans toutes les parcelles, avec une méthode quantitative par des mesures simultanées en utilisant les deux méthodes sur des parcelles sélectionnées. En tant que procédé semi-quantitatif de mesure échantillonneurs passifs sont utilisés. La deuxième méthode est une méthode de chambre dynamique (Méthode de Dynamic Tube) pour obtenir un quotient de transfert, qui convertit les pertes semi-quantitatives de l&#39;échantillonneur passif quantitatifs pertes (kg d&#39; azote ha -1). Le principe qui sous - tend cette approche est que les échantillonneurs passifs placés dans un champ expérimental homogène ont le même comportement d&#39;absorption de NH 3 dans des conditions environnementales identiques. Par conséquent, un transfert co-efficace obtenu à partir d&#39;échantillonneurs passifs simples peuvent être utilisés à l&#39;échelle les valeurs de tous les échantillonneurs passifs utilisés dans le même essai sur le terrain. La méthode a prouvé valide dans une large gamme de conditions expérimentales et il est recommandé deêtre utilisé dans des conditions avec le sol nu ou de petits auvents (&lt;0,3 m). Les résultats obtenus à partir d&#39;expériences avec des plantes plus hautes doivent être traités avec plus de soin.

Dans l&#39;année 2014, un essai sur le terrain a été mis en place dans le centre du Danemark pour tester les effets de plusieurs méthodes pour réduire les émissions d&#39;ammoniac après l&#39;application de lisier de bovin: incorporation avec un rotoculteur, incorporation du lisier acidifié et injection de fente fermée (injection de lisier dans le sol avec une couverture subséquente avec le sol). En comparaison avec une technique d&#39;application d&#39;émission élevée et en particulier pour l&#39;application correcte de la méthode de la ch...

Les émissions d&#39;ammoniac sont une menace majeure pour l&#39;environnement par l&#39;eutrophisation, l&#39;acidification des sols et à la formation de particules fines et proviennent principalement de sources agricoles. Cette méthode permet de mesurer la perte de l&#39;ammoniac dans les essais sur le terrain répliquées permettant l&#39;analyse statistique des émissions et des relations entre le développement des cultures et des émissions.

Calibré échantillonnage passif - Multi-terrain Mesures sur le terrain de NH<sub&gt; 3</sub&gt; Les émissions avec une combinaison de la méthode de Dynamic Tube et échantillonneurs passifs

Agricultural ammonia (NH3) emissions (90% of total EU emissions) are responsible for about 45% airborne eutrophication, 31% soil acidification and 12% ...

Le but général de cette méthode simple de terrain in situ est de quantifier les émissions d'ammoniac provenant de parcelles répétées dans des essais champêtres multiparcelles, facilitant ainsi les tests statistiques et l'identification des effets des traitements. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans les domaines de l'agronomie et de l'agroécologie, telles que la quantification et la réduction des émissions d'ammoniac, la détermination de l'efficacité d'utilisation des engrais, et l'évaluation environnementale. Le principal avantage de cette méthode est qu'elle permet une quantification in situ des émissions d'ammoniac dans des essais champêtres multiparcelles, indépendamment d'une alimentation électrique.Je vais démontrer cette procédure avec Christian Wagner, un étudiant en master de mon laboratoire. Utilisez des parcelles relativement grandes par rapport aux tailles habituellement utilisées dans les essais champêtres répétés afin d'éviter les effets d'une répartition inégale de l'engrais sur les émissions d'ammoniac. Utilisez des parcelles de forme carrée pour éviter les effets des changements de direction du vent sur l'absorption de l'ammoniac par les éc

calibrated-passive-sampling-multi-plot-field-measurements-nh3

Research

Recherche

JoVE Journal

Environment

Environnement

L’ammoniac est un métabolite physiologique important pour diverses maladies et états de bien-être. C’est aussi une molécule difficile à mesurer dans l’haleine, ce qui nécessite de prendre des précautions particulières pour obtenir des résultats précis. Tous les facteurs influençant l’ammoniac ne sont pas connus, mais il peut être difficile de progresser sans tenir compte de ces facteurs.

Rapide et précis expiré Breath ammoniac mesure

Tracer des vapeurs explosives de TNT et RDX recueillies sur des tubes de désorption thermique sorbant remplis ont été analysés en utilisant un système de désorption programmée en température couplé au CA avec un détecteur à capture d'électrons. L'analyse instrumentale est combiné avec la méthode de dépôt direct de liquide pour réduire la variabilité de l'échantillon et compte de la dérive et des pertes instrumentation.

Détection quantitative des traces de vapeurs explosives par désorption à température programmée gaz Détecteur à capture d&#39;électrons-chromatographie

Cet article présente la méthode basée sur une chambre statique pour la mesure des flux de gaz à effet de serre des systèmes de sol. Avec des investissements relativement modestes dans l’infrastructure, les mesures peuvent être obtenues à partir de plusieurs traitements ou emplacements et sur des périodes allant de quelques heures à plusieurs années.

Mesure du flux de gaz à effet de serre provenant des sols agricoles utilisant statiques Chambers

Nous avons conçu, développé et mis en œuvre un nouveau système d’échantillonnage à plein débit (FFS) pour la quantification des émissions de méthane et de gaz à effet de serre provenant de l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement en gaz naturel.

Conception et utilisation d&#39;un système d&#39;échantillonnage plein débit (FFS) pour la quantification des émissions de méthane

Des travaux antérieurs suggèrent que la composition isotopique de l’azote des oxydes d’azote atmosphériques pourrait distinguer l’influence de différentes sources dans l’environnement. Nous présentons une méthode automatisée, mobile et basée sur le terrain pour l’efficacité élevée de la collecte du NOx atmosphérique pour l’analyse isotopique de l’azote à une résolution temporelle horaire.

Automatisé, haute résolution mobile Système de collecte pour l&#39;analyse d&#39;azote isotopique du NO<sub&gt; x</sub

Cet article décrit la procédure d’exploitation de réacteur tubulaire de flux et de collecte de données connexes. Il montre les protocoles définissant les expériences, enregistrement de données et générer la distribution du nombre de diamètre ainsi que l’information de masse de particule, qui donne des informations utiles sur les propriétés chimiques et physiques des aérosols organiques.

Production et mesure des particules organiques dans un réacteur à flux Tube

Ici, nous présentons le protocole pour la mesure in situ de carbone dans le sol selon la technique de neutron-gamma pour les mesures de point unique (mode statique), ou le domaine des moyennes (mode de balayage). Nous décrivons également système de construction et d’élaborer des procédures de traitement des données.

Mesures du carbone du sol par Neutron-Gamma analyse statique et Modes de numérisation

L’objectif général du présent protocole est de mesurer les émissions de gaz à effet de serre de rizières en utilisant la technique de la chambre fermée statique. Le système de mesure a besoin d’ajustements spécifiques en raison de la présence de deux une couche d’eau permanente dans le domaine et des plantes dans l’espace de tête de chambre.

Évaluation de méthane et de protoxyde d’azote flux de rizière au moyen de la statique fermé Chambers maintenir les plantes dans l’espace de tête

Un protocole a été développé pour mesurer les gaz, les odeurs et la composition nutritionnelle en meute à bractées lab lités du fumier, qui peut être utilisé pour étudier les moyens d’améliorer la qualité de l’air dans des installations de bétail commercial à l’aide de packs de fumier lits profonds.

Modèle de laboratoire pour évaluer les odeurs et les Concentrations de gaz émises par Deep lits Pack fumier

Une série de méthodes pour déterminer le taux potentiel de DNRA sur la base de 14NH4+/15NH4+ analyses est fournie en détail. NH4+ est converti en N2O par plusieurs étapes et analysé à l’aide de la chromatographie au gaz quadrupole– spectrométrie de masse.

Mesure des taux potentiels de réduction du nitrate dissimilatoire à l’ammonium sur la base de 14NH4+/15NH4+ Analyses via conversion séquentielle en N2O

Présenté ici est le DownToTen (DTT) système de mesure des émissions portables pour évaluer les émissions réelles de conduite automobile de moins de 23 nm particules.

Mesure des émissions du nombre de particules de conduite réelle du sous-23 Nanomètre à l’aide du système d’échantillonnage à faible valeur

Apprenez à quantifier les émissions d'ammoniac sur le terrain avec une méthode in situ indépendante de l'alimentation électrique. Cette technique permet l'analyse statistique des effets des traitements agronomiques.

Calibré échantillonnage passif - Multi-terrain Mesures sur le terrain de NH 3 Les émissions avec une combinaison de la méthode de Dynamic Tube et échantillonneurs passifs (Vidéo) | JoVE Journal

Calibré échantillonnage passif - Multi-terrain Mesures sur le terrain de NH

Explorer plus de vidéos