Name: Automatisé, haute résolution mobile Système de collecte pour lanalyse dazote isotopique du NO x (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 14 s
Description: Apprenez une méthode automatisée et mobile pour capturer les oxydes d'azote atmosphériques afin d'analyser leur composition isotopique. Cette technique validée en laboratoire et sur le terrain permet d'étudier les sources de NOx et leurs impacts environnementaux avec une haute résolution temporelle.

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

PKW tient à remercier le Voss Environmental Fellowship de l’Université Brown pour son financement et son soutien. Cette recherche a été financée par une bourse CAREER de la National Science Foundation (AGS-1351932) à MGH. Les auteurs remercient Ruby Ho pour son soutien à ce projet. Les auteurs tiennent également à remercier Rebecca Ryals ; Jim Tang et son groupe de recherche au Laboratoire de biologie marine, en particulier Elizabeth de la Reguera, pour l’accès aux analyseurs LMA-3d et Li-COR 7000 ; Barbara Morin au Département de la gestion de l’environnement du Rhode Island ; Roy Heaton et Paul Theroux au ministère de la Santé du Rhode Island ; Adam McGovern à la Warren Alpert Medical School ; et Charlie Vickers et Tom Keifer pour l’usinage du système de collecte. Nous remercions également l’équipe éditoriale et deux relecteurs anonymes pour leurs excellentes suggestions de modifications qui ont amélioré le manuscrit.

<ol><li>Galloway, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Nitrogen+Cascade%5BTitle%5D)+AND+%22BioScience%22%5BJournal%5D)">The Nitrogen Cascade.</a> BioScience. 53 (4), 341-356 (2003).</li>
<li>Levy, H. II, Moxim, W. J., Klonecki, A. A., Kasibhatla, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulated+tropospheric+NOx%3A+Its+evaluation%2C+global+distribution+and+individual+source+contributions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">Simulated tropospheric NOx: Its evaluation, global distribution and individual source contributions.</a> J. Geophysical Research. 104 (D21), 26279-26306 (1999).</li>
<li>Hastings, M. G., Casciotti, K. L., Elliott, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stable+Isotopes+as+Tracers+of+Anthropogenic+Nitrogen+Sources%2C+Deposition%2C+and+Impacts%5BTitle%5D)+AND+%22Elements%22%5BJournal%5D)">Stable Isotopes as Tracers of Anthropogenic Nitrogen Sources, Deposition, and Impacts.</a> Elements. 9 (5), 339-344 (2013).</li>
<li>Fibiger, D. L., Hastings, M. G., Lew, A. F., Peltier, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collection+of+NO+and+NO2+for+Isotopic+Analysis+of+NOx+Emissions%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Collection of NO and NO2 for Isotopic Analysis of NOx Emissions.</a> Anal. Chem. 86 (24), 12115-12121 (2014).</li>
<li>Ammann, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimating+the+uptake+of+traffic-derived+NO2+from+15N+abundance+in+Norway+spruce+needles%5BTitle%5D)+AND+%22Oecologia%22%5BJournal%5D)">Estimating the uptake of traffic-derived NO2 from 15N abundance in Norway spruce needles.</a> Oecologia. 118 (2), 124-131 (1999).</li>
<li>Felix, J. D., Elliott, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isotopic+composition+of+passively+collected+nitrogen+dioxide+emissions%3A+Vehicle%2C+soil+and+livestock+source+signatures%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Environment%22%5BJournal%5D)">Isotopic composition of passively collected nitrogen dioxide emissions: Vehicle, soil and livestock source signatures.</a> Atmospheric Environment. 92, 359-366 (2014).</li>
<li>Heaton, T. H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((15N%2F14N+ratios+of+NOx+from+vehicle+engines+and+coal-fired+power+stations%5BTitle%5D)+AND+%22Tellus%22%5BJournal%5D)">15N/14N ratios of NOx from vehicle engines and coal-fired power stations.</a> Tellus. 42 (3), 304-307 (1990).</li>
<li>Walters, W. W., Goodwin, S. R., Michalski, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitrogen+Stable+Isotope+Composition+%28%CE%B415N%29+of+Vehicle-Emitted+NOx%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Nitrogen Stable Isotope Composition (δ15N) of Vehicle-Emitted NOx.</a> Environ. Sci. Technol. 49 (4), 2278-2285 (2015).</li>
<li>Zaveri, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ozone+production+efficiency+and+NOx+depletion+in+an+urban+plume%3A+Interpretation+of+field+observations+and+implications+for+evaluating+O3-NOxVOC+sensitivity%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Geophys.+Res%22%5BJournal%5D)">Ozone production efficiency and NOx depletion in an urban plume: Interpretation of field observations and implications for evaluating O3-NOxVOC sensitivity.</a> J. Geophys. Res. 108 (D14), 4436(2003).</li>
<li>Margeson, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+integrated+method+for+determining+nitrogen+oxide+%28NOx%29+emissions+at+nitric+acid+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">An integrated method for determining nitrogen oxide (NOx) emissions at nitric acid plants.</a> Anal. Chem. 56 (13), 2607-2610 (1984).</li>
<li>Drummond, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDrummond%2C+JW+%22New+Technologies+for+Use+in+Acid+Deposition+Networks%2C+ASTM+STD.+1052%22">New Technologies for Use in Acid Deposition Networks, ASTM STD. 1052</a>. , 133-149 (1990).</li>
<li>Sigman, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Bacterial+Method+for+the+Nitrogen+Isotopic+Analysis+of+Nitrate+in+Seawater+and+Freshwater%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">A Bacterial Method for the Nitrogen Isotopic Analysis of Nitrate in Seawater and Freshwater.</a> Anal. Chem. 73 (17), 4145-4153 (2001).</li>
<li>Casciotti, K. L., Sigman, D. M., Hastings, M. G., Böhlke, J. K., Hilkert, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+the+oxygen+isotopic+composition+of+nitrate+in+seawater+and+freshwater+using+the+denitrifier+method%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Measurement of the oxygen isotopic composition of nitrate in seawater and freshwater using the denitrifier method.</a> Anal Chem. 74 (19), 4905-4912 (2002).</li>
<li>Böhkle, J. K., Mroczkowski, S. J., Coplen, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen+isotopes+in+nitrate%3A+new+reference+materials+for+18O%3A17O%3A16O+measurements+and+observations+on+nitrate-water+equilibrium%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Commun.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Oxygen isotopes in nitrate: new reference materials for 18O:17O:16O measurements and observations on nitrate-water equilibrium.</a> Rapid Commun. Mass Spectrom. 17 (16), 1835-1846 (2003).</li>
<li>Kaiser, J., Hastings, M. G., Houlton, B. Z., Röckmann, T., Sigman, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tripe+oxygen+isotope+analysis+of+nitrate+using+the+denitrifier+method+and+thermal+decomposition+of+N2O%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Tripe oxygen isotope analysis of nitrate using the denitrifier method and thermal decomposition of N2O.</a> Anal Chem. 79 (2), 599-607 (2007).</li>
<li>Sun, K., Tao, L., Miller, D. J., Khan, M. A., Zondlo, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On-Road+Ammonia+Emissions+Characterized+by+Mobile%2C+Open-Path+Measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">On-Road Ammonia Emissions Characterized by Mobile, Open-Path Measurements.</a> Environ. Sci. Technol. 48 (7), 3943-3950 (2014).</li>
<li>Dahal, B., Hastings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Technical+considerations+for+the+use+of+passive+samplers+to+quantify+the+isotopic+composition+of+NOx+and+NO2+using+the+denitrifier+method%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Environment%22%5BJournal%5D)">Technical considerations for the use of passive samplers to quantify the isotopic composition of NOx and NO2 using the denitrifier method.</a> Atmospheric Environment. , (2016).</li>
</ol>

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas d’intérêts financiers concurrents.

Le protocole ci-dessus détaille les étapes, à partir de la collection de champs d&#39;échantillons d&#39;air dans la solution du traitement biologique de ces solutions, pour donner la concentration et les résultats isotopiques. Les étapes critiques dans ce protocole comprennent la comparaison NO x mesures de l&#39; analyseur, ce qui minimise le temps avant la réduction des solutions. et le maintien des débits stables. Si l&#39;on compare directement des solutions avec des mesures in situ de concentrations de NO x, il est très important que l&#39;analyseur de NO x est étalonné pour les gammes pertinentes pour l&#39;environnement choisi et que la variabilité à court terme concentrations de NO x être compris dans le contexte de temps plus long collections pour les solutions. La détermination précise de la solution NO 3 - concentrations est également important, à la fois pour le calcul des NO x dans l&#39; air des concentrations et pour déterminer les volumes d&#39;injection précis pour la denitrifie isotopiqueMéthode r. La période de stabilité de la solution avant la réduction de l&#39;échantillon est importante pour assurer des rapports isotopiques cohérents. Il en résulte que le potentiel d&#39; oxydation de la solution, il est possible de s&#39;oxyder en solution d&#39; autres espèces réactives de l&#39; azote, notamment NH 3, comme il peut être dans des concentrations suffisamment élevées dans certaines zones potentiellement affecter la concentration en NO 3 - dans la solution . L&#39;oxydation de NH 4 + NO 3 - devrait durer plus longtemps que l&#39;oxydation de NO x à NO 3 -, il avait été recommandé de réduire les échantillons (et donc arrêter la réaction) en 1 jour de la collecte de l&#39; échantillon. Étant donné que les conditions de terrain peuvent se traduire par la nécessité de longues durées de stockage de la solution, la stabilité des solutions a été testée en examinant les solutions avec et sans ammonium ajouté. Avec et sans l&#39;addition de chlorure d&#39;ammonium, les valeurs de concentration et les isotopes sont stables au sein de la 1 &amp; #963; plage d&#39;incertitude (1,5 ‰) jusqu&#39;à une semaine (Figure 3). A deux semaines après l&#39; échantillonnage, des solutions avec ou sans ajouté NH 4 + ne sont pas stables, en ce que NO 3 - concentration baisses ont été observées dans certains cas et corrections vierges ne sont plus robustes. Bien qu&#39;il ait été prévu que NO 3 - pourrait augmenter au fil du temps en raison de NH 4 + oxydation, diminution de la concentration ont été effectivement observée dans certains cas, ce qui suggère que même après deux semaines, NH 4 + interférences ne sont pas à l&#39; origine de l&#39;instabilité. En tant que tel, les solutions devraient être réduites en une semaine, en particulier si l&#39; échantillonnage est réalisé dans un environnement avec des concentrations élevées de NH 3 (par exemple,&gt; 200 ppbv). Enfin, il est également essentiel d&#39;enregistrer le débit lors des collectes sur le terrain. Le débit mesuré à l&#39;entrée variait considérablement et est difficile à maîtriser, même avec un orif critiquela glace dans le système, car il peut être influencé par l&#39;encrassement des filtres hydrophobes et / ou de la fritte. Il est recommandé d&#39;enregistrer le débit périodiquement (par exemple, à des intervalles de 5 min) tout au long des périodes de recouvrement, de telle sorte que le volume d&#39;air collecté au fil du temps pour chaque échantillon peut être déterminé avec précision (voir étape 5). Il existe plusieurs alternatives ou des modifications possibles des protocoles présentés. Par exemple, un avantage important de la méthode de dénitrifiantes est la faible taille de l&#39; échantillon exigence 12,13. Cependant, d&#39;autres méthodes isotopiques peuvent être utilisés. De même, nous utilisons la détermination colorimétrique de la concentration, mais d&#39; autres méthodes ne peuvent donner de précision 3 - les résultats de concentration. Efficacité de collecte dans le champ, comme indiqué sur la figure 2, est de 92 ± 10%. Cela est essentiel pour s&#39;assurer qu&#39;il n&#39;y a pas de fractionnement au cours du processus de recouvrement. Avec une efficacité de collecte less de 100%, le fractionnement dans le processus de collecte peut se produire, polariser les rapports isotopiques résultant mesurés. L&#39;efficacité de cette nouvelle méthode de collecte à travers une gamme de conditions dans l&#39;air urbain influencé a été démontré. Le tableau 1 présente les multiples tests qui ont été faits dans des conditions ambiantes air, presque en bordure de route, et le smog chambre échantillonnage des conditions pour déterminer la reproductibilité de la méthode. Toutes les différences de rapports isotopiques entre les systèmes sont &lt;1,57 ‰. Ceci démontre la reproductibilité de cette méthode par rapport à une gamme de conditions d&#39;échantillonnage. La méthode sur le terrain a une précision et une reproductibilité nettement mieux que les ~ 12 ‰ variations du ratio isotopiques observées dans l&#39;environnement (Figure 4). La limitation la plus importante de la méthode est le NO 3 - blanc ou de fond associée à la solution de KMnO 4. Une variété de KMnO 4 types ont été testés (par exemple ,, Cristaux, poudres, et de solutions mères) 4, et tous contenus NO 3 - avant d&#39; être exposé à NO x dans l&#39;air. Par conséquent, il est nécessaire de collecter suffisamment de NO x sous forme de NO 3 - dans la solution pour parvenir à une concentration au- dessus du flan. D&#39;autres études sont en cours pour quantifier le niveau auquel l&#39;échantillon doit être supérieure à la concentration en blanc pour des résultats plus précis. Sous très faible ambiante concentrations de NO x, il peut être nécessaire de modifier les conditions de collecte afin de maximiser la concentration de l&#39; échantillon. Par exemple, le débit pourrait être augmenté pour recueillir plus d&#39;air dans un délai plus court ou le volume de solution pourrait être réduite pour augmenter le volume d&#39;air à la solution et de se concentrer la collecte de l&#39;air. Dans tous les cas, la solution doit rester au-dessus de la fritte dans la cuve de collecte pour maintenir la formation de bulles d&#39;air à travers la solution. Cette méthode de NO xcollection à l&#39; analyse isotopique est unique parmi les méthodes existantes (par exemple, des échantillonneurs passifs 6,17 et de solution de peroxyde d&#39;acide et de l&#39; hydrogène sulfurique 8) en ce qu&#39;il a été en laboratoire et sur le terrain vérifié en ce qui concerne l&#39;applicabilité sur le terrain, la reproductibilité, la stabilité des échantillons de solution, et efficacité de la collecte dans une gamme de conditions de terrain. Cette nouvelle méthode est unique dans ses capacités à collecter activement NO x dans des environnements de champ pour l&#39; analyse isotopique à des concentrations ambiantes à une résolution temporelle 30-120 min. Il recueille NO x à proximité d&#39; efficacité de 100% et a été démontré à plusieurs reprises pour être reproductible dans la plage d&#39;incertitude de la méthode. solutions échantillons prélevés sur le terrain restent stables pendant jusqu&#39;à 1 semaine avant de devoir être réduite. La méthode peut recueillir des échantillons sur une plage de concentrations et des rapports isotopiques, et il est montré pour être reproductibles d&#39;une collection à. Cette technique peut être utilisée fou d&#39;échantillonnage sous une variété de conditions différentes, y compris sur la route, en utilisant l&#39;approche de laboratoire mobile décrit dans le protocole. L&#39;interprétation de la variabilité spatio - temporelle des émissions des véhicules de NO x est l&#39;objet d&#39;un manuscrit séparé, en préparation (Miller, DJ, et al. 2016. J. Geophys. Atmos. Soumis). Échantillonnage futur comprend l&#39;application de cette méthode à d&#39; autres types d&#39;émission de NO x (par exemple, produit microbiologiquement émissions dans les sols et les feux de biomasse). Les isotopes sont un moyen potentiel pour suivre les pas de sources de x, mais seulement si des signatures différentes sources peuvent être quantifiés et compris. Notre nouvelle méthode permet de quantifier la composition isotopique de NO x à partir d&#39; une variété de sources d&#39;émission de NO x et de tester directement si les impacts des émissions dans l&#39;environnement peuvent être directement et quantitativement suivis.

An erratum was issued for: <a href="https://www.jove.com/video/54962/automated-high-resolution-mobile-collection-system-for-nitrogen">Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx</a>. An author name was updated.
One of the authors&#39; names was corrected from:
Mary O&#39;Conner
to:
Mary O&#39;Connor

An erratum was issued for: <a href="https://www.jove.com/video/54962/automated-high-resolution-mobile-collection-system-for-nitrogen">Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx</a>. An author name was updated.

Erratum: Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Les oxydes d&#39;azote dans l&#39; atmosphère (NOx = NO + NO 2) sont des espèces importantes du 1,2 cycle de l&#39; azote réactif global. NO x dans l&#39;atmosphère est très réactif et contribue à la capacité oxydante de l&#39;atmosphère par ses interactions avec l&#39; ozone (O 3) et le radical hydroxyle (OH) directement. NO x est éliminé de l&#39;atmosphère à l&#39;échelle des heures ou des jours dans la troposphère inférieure par oxydation à l&#39; acide nitrique (HNO 3) ou de nitrate (NO 3 -), qui sont tous deux très solubles et peuvent être sèches déposées sur les surfaces en gaz et les formes d&#39;aérosols particulaires ou humide déposés par précipitation (par exemple, les pluies acides) 2. NO x est émis à partir d&#39; une variété de sources, y compris la combustion des combustibles fossiles, la combustion de biomasse, les processus microbiens dans les sols, et la foudre. répartition de la source est cruciale pour comprendre les impacts des sources individuelles, mais la variété des sources, Leur variabilité dans l&#39; espace et le temps, et les durées de vie relativement courtes de NO x et HNO 3 concentration de faire des analyses seule une mesure insuffisante. Les isotopes stables peuvent être utiles comme un moyen de mieux suivre les tendances spatiales et les tendances temporelles des sources et la chimie de NO x et NO 3 - dans l&#39;environnement et d&#39;ajouter de nouvelles contraintes sur les modèles atmosphériques 3. À ce jour, les signatures isotopiques associés aux différentes sources de NO x restent très incertaines, notamment en raison des grandes incertitudes associées aux méthodes précédentes 4. Des études antérieures représentent un certain nombre de différentes méthodes de collecte active et passive et produisent de grandes plages de valeurs isotopiques rapportés, même pour la même source d&#39;émission. Fibiger et al. constaté que précédemment utilisé des méthodes souvent variait considérablement en termes de leur efficacité dans la capture de NO x, avec des changements dans les conditions grandement INFLUdes diffi- collecte sur le terrain (par exemple, la température, l&#39; humidité, les débits, l&#39; âge de la solution) 4. L&#39;absorption inefficace des méthodes de capture 2 précédentes NO et pourrait conduire à des fractionnements. Par exemple, des taux plus élevés d&#39;oxydation 14 N par rapport à 15 N pourraient produire de faibles biais dans δ 15 N-NO x qui ne sont pas représentatifs des valeurs atmosphériques. Outre les questions méthodologiques 4,17, une variété de différents types d&#39;échantillonnage de l&#39; air peut également contribuer à des différences dans les fourchettes déclarées pour les valeurs isotopiques associés à la même source. Par exemple, les signatures isotopiques associés aux émissions des véhicules de NO x ont été proposées sur la base des collections sur les sites près de route 5, dans les tunnels de circulation 6, et directement à partir des tuyères de véhicules 7,8. En outre, les méthodes précédentes ont des résolutions de temps de 24 h , au mieux, et les changements importants NO x ambiante concentrations sontobservée sur toutes les heures (ou moins) de calendriers sont 9, potentiellement limiter l&#39;application de la détection isotopique pour différentes sources. La plupart des méthodes de collecte NO x exigent des solutions oxydantes très fortes capables d&#39;oxyder NO x, mais aussi des espèces réactives de l&#39; azote recueillies autre (par exemple, d&#39; ammonium), à nitrate au fil du temps, contribuant potentiellement une interférence de mesure isotopique. Certaines méthodes précédentes sont également limitées à la collecte de NO 2 en solution, qui ne fournit qu&#39;une compréhension limitée de NO x isotopes, car il ne recueille pas NO (l&#39;émission primaire). Par conséquent, il est nécessaire de saisir des NO x à partir de différentes sources d&#39;émission en utilisant un procédé validé cohérente afin de mieux limiter si la variabilité des isotopes de NO x (et NO 3 -) dans l&#39;environnement peut être utilisé pour suivre directement les sources et la chimie. Cet article présente un sur le terrain NO x </sub&gt; Technique de collecte pour l&#39;analyse isotopique avec la résolution temporelle nécessaire, efficacité de collecte (100%), et la reproductibilité (≤1.5 ‰) pour une application dans des environnements de terrain multiples. La méthode, décrite à l&#39; origine par Fibiger et al. 4, est en outre validé par la démonstration de son efficacité de collecte en cas de changement de NO x et les conditions météorologiques dans le domaine, le test de la stabilité de la solution et des interférences d&#39;ammoniac, et la justification de sa reproductibilité en milieu urbain. Différences spatiales et temporelles des valeurs isotopiques sont étudiées en utilisant une seule méthode en laboratoire et sur le terrain vérifié qui peut capturer NO x en solution à haute efficacité. Cet article démontre l&#39;application de la méthode de quasi-route, sur la route, et les collections de l&#39;air urbain ambiant à des résolutions de temps de 30 à 120 min. En bref, NO x (NO et NO 2) est recueillie à partir de l&#39;atmosphèreune solution hautement oxydante telle que NO 3 -. Dans le même temps, ambiant NO x, NO 2, et concentrations de CO 2 et d&#39; autres données pertinentes, telles que l&#39; emplacement et l&#39; heure de la collecte GPS, sont enregistrés. Au bout d&#39; un échantillon est prélevé, la solution est traitée au laboratoire, ce qui implique la réduction de la solution pour arrêter la réaction, puis en neutralisant le pH de la solution pour le NO subséquent 3 - la concentration et l&#39; analyse isotopique. Le NO 3 - concentration est déterminée ici par un spectrophotomètre automatisé (ie, colorimétriques) processus. La composition isotopique de l&#39; azote est déterminée en utilisant la méthode de dénitrifiantes qui convertit quantitativement le NO 3 - dans la solution à N 2 O gazeux , qui est ensuite mesurée sur un spectromètre de masse à rapport isotopique. Laboratoire et sur le terrain des ébauches sont également recueillies et mesurées dans le cadre des collections pour assurer l&#39;intégrité de l&#39;échantillon. Voici une detaiconduit protocole étape par étape.

<table><tbody><tr>Bouteille <td></td><td></td><td>de lavage de gaz</td><td>Conception personnalisée utilisée, de nombreuses entreprises vendent d’autres bouteilles de lavage de gaz. La bouteille doit avoir une fritte à l’intérieur.</td></tr><tr><td>Pompe à seringue</td><td>Kloehn</td><td>Kloehn Versa Pump 6, 55 Series</td><td></td></tr><tr><td>Vannes d’isolement en PTFE</td><td>Parker</td><td>002-00170-900</td><td>2 vannes à trois voies et deux voies à deux voies, normalement fermées, à commande électronique</td></tr><tr><td>Manipulation des gaz Tube en téflon</td><td>McMaster Carr</td><td>5033K31</td> Diamètre extérieur d’un <td>quart de pouce, diamètre intérieur d’un huitième pouce, tube en PTFE</td></tr><tr><td>Manipulation des liquides Tube Tygon</td><td>McMaster Carr</td><td>5103K32</td><td>Diamètre extérieur d’un quart de pouce, diamètre intérieur de huitième pouce, tubes en PTFE</td></tr><tr><td>Raccords de gaz de compression et vannes à boisseau sphérique (assortis)</td><td>Swagelok</td><td>Calibrateur</td> de débit en <td>acier inoxydable</td></tr><tr><td></td><td>assorti MesaLabs</td><td>Defender 520</td><td></td></tr><tr><td>Raccords PFA à compression</td><td>Cole Parmer</td><td>Manipulation</td> des <td>gaz et des liquides</td></tr><tr><td>Commande nationale</td> National <td>Instruments</td><td>NI USB-6001</td><td>Utilisé pour la commutation de vannes</td></tr><tr><td>Relais statiques</td><td>Crydom</td><td>DC60S5</td><td>Utilisé pour la commutation de vannes</td></tr><tr><td>Ensemble de filtre mono-étagé</td><td>Savillex</td><td>401-21-25-50-21-2</td><td>Utilisation de supports de 25 mm et 47 mm de diamètre</td></tr><tr><td>Filtre à membrane en nylon</td><td>Pall Corporation</td><td>66509</td><td>1 &mu ; Filtres de 25 mm et 47 mm de diamètre</td></tr><tr><td>Filtre à membrane hydrophobe</td><td>Millipore</td><td>LCWP04700</td><td>10.0 &mu ; Filtres m, 25 mm et 47 mm de diamètre</td></tr><tr><td>Filtres à particules</td><td>Millipore</td><td>FALP04700</td><td>1 &mu ; Filtre m, filtres de 25 mm et 47 mm de diamètre</td></tr><tr><td>Mini pompe à membrane</td><td>KNF</td><td>UN 816.1.2 KTP</td><td>Utilisé pour le laboratoire stationnaire</td></tr><tr><td>Mini pompe à membrane</td><td>KNF</td><td>PJ 26078-811</td><td>Utilisé pour le laboratoire mobile</td></tr><tr><td></td><td>Aluminium Onlinemetals.com</td><td>6061-T6</td><td>Coupé à la taille du système de construction</td></tr><tr><td>Batterie d’alimentation à cycle profond</td><td>EverStart</td><td>24DC</td><td></td></tr><tr><td>MilliQ Eau</td><td>Millipore</td><td>ZMQSP0DE1</td><td></td></tr><tr><td>Permanganate de potassium 1 N Solution</td><td>Fischer Scientific</td><td>SP282-1</td><td></td></tr><tr><td>Granulés d’hydroxyde de sodium</td><td>Fischer Scientific</td><td>S318-1</td><td></td></tr><tr><td>Ohaus Balance de paillasse</td><td>Pioneer</td><td>EX224N</td><td></td></tr><tr><td>Bouteilles en verre ambré de 4 onces</td><td>Bouteilles Qorpak</td><td>GLC-01926</td> <td>(bouteilles de 60 ml et WM de 125 ml)</td></tr><tr><td>Bouteilles en PEHD ambré</td><td>Fischerbrand</td><td>300751</td><td>Numéro de référence donné pour les bouteilles à col étroit de 125 ml, deux variétés (125 à col large et à col étroit d’un certain volume)</td></tr><tr><td>Bouteille ambrée à col large EPA pré-nettoyée, 500 ml</td><td>Cole Parmer</td><td>EW-99540-55</td><td></td></tr><tr><td>Peroxyde d’hydrogène 30 %</td> <td>Fischer Chemical</td><td>H325-500</td> Centrifugeuse <td>corrosive</td></tr><tr><td>5810 R</td><td>Eppendorf</td><td>5821020010</td><td></td></tr><tr><td>50 ml Tube conique en polypropylène</td><td>Falcon</td><td>14-432-22</td><td></td></tr><tr><td>12 N Acide chlorhydrique</td><td>Fischer Scientific</td><td>A114SI212</td><td></td></tr><tr><td>Analyseur colorimétrique de nutriments</td> corrosifs <td>Westco Scientific Instruments SmartChem</td><td>170</td><td>Lors de l’achat de l’analyseur de nutriments colorimétriques, celui-ci est livré avec des tampons, des solutions de nettoyage, des solutions de rinçage et des solutions pour faire fonctionner l’instrument, y compris les solutions pour pouvoir Activer la colonne de cadmium dans l’instrument d’analyse des nitrates.</td></tr><tr><td>Titrateur automatique</td><td>Hanna Instruments</td><td>HI 901</td><td></td></tr><tr><td>20 ml Clr Headspace Vial</td><td>Microleter, une société WHEATON W225283</td><td></td><td>Les informations répertoriées sont pour les flacons de 20 ml. Les flacons de 50 ml peuvent également être achetés auprès du fournisseur indiqué.</td></tr><tr>Septa, Microleter à <td>bouchon en butyle gris de 20 mm</td><td>, joint WHEATON Company</td><td>20-0025</td><td></td>,</tr><tr>microleter<td>standard en aluminium de 20 mm</td><td>, a WHEATON Company</td><td>20-0000AS</td><td></td></tr><tr><td>25 G x 1 1/2 BD Aiguille PrecisionGlide</td><td>BD</td><td>305127</td><td></td></tr><tr><td>26 G x 1/2 BD Aiguille PrecisionGlide</td><td>BD 305111</td><td></td><td></td></tr><tr><td>hélium</td><td></td><td>05078-536</td><td>Peut commander parmi de nombreux modèles différents. </td></tr><tr><td>soures Serbonne-sertisseuse</td><td>WHEATON</td><td>61010-1</td><td></td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Fischer Chemical</td><td>A459-1</td><td></td></tr><tr><td>Seringues de taille variable pour l’injection de masse</td><td>BD</td><td>Varie en fonction de la taille</td><td></td></tr><tr><td>Antifoam B Emulsion</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A5757-500ML</td><td></td></tr><tr><td></td><td>IRMS ThermoFischer Scientific</td><td>IQLAAMGAATFADEMBHW</td><td>Le spectromètre de masse à rapport isotopique réel est répertorié ici. Notre installation comprend également un banc à gaz et un échantillonneur automatique.</td></tr><tr><td>Banc à gaz II</td><td>ThermoFischer Scientific</td><td>IQLAAEGAATFAETMAGD</td><td></td></tr><tr><td>TriPlus RSH&trade ; Échantillonneur automatique</td><td>ThermoFischer Scientific</td><td>1R77010-0200</td><td>Choisissez un produit pour l’injection d’espace de tête</td></tr><tr><td>42i Analyseur de concentration de NOx</td><td>ThermoFischer Scientific</td><td>101350-00</td><td></td></tr><tr><td>Boîte NOx</td><td>Drummond Technologies</td><td>LMA-3D/LNC-3D</td><td></td></tr><tr><td>Analyseur de CO2</td><td>Licor 7000</td><td>7000</td><td></td></tr><tr><td>GPS</td><td>Garmin</td><td>010-00321-31</td><td></td></tr><tr><td>Modèle 146i Calibrateur de gaz dynamique</td><td>ThermoFischer Scientific</td><td>102482-00</td><td></td></tr><tr><td>Modèle 111 Alimentation en air zéro</td><td>ThermoFischer Scientific</td><td>7734</td><td></td></tr><tr><td>50.2 ppm NO en N2 Gaz standard</td><td>Praxis Air</td><td>Variera avec chaque réservoir d’air standard acheté</td><td></td></tr></tbody></table>

automatisé, haute résolution mobile système de collecte pour l&#39;analyse d&#39;azote isotopique du no<sub&gt; x</sub

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Les oxydes d&#39;azote (NO x = NO + NO 2) sont une famille de gaz traces atmosphériques qui ont un grand impact sur l&#39;environnement. Concentrations de NO x influencent directement la capacité oxydante de l&#39;atmosphère grâce à des interactions avec des radicaux d&#39;ozone et hydroxyle. L&#39;évier principal de NO x est la formation et le dépôt de l&#39; acide nitrique, un composant des pluies acides et un nutriment biodisponible. NO x est émis à partir d&#39; un mélange de sources naturelles et anthropiques, qui varient dans l&#39; espace et le temps. La colocalisation des sources multiples et la courte durée de vie de NO x font qu&#39;il est difficile de limiter quantitativement l&#39;influence des sources d&#39;émissions différentes et leurs impacts sur l&#39;environnement. Isotopes d&#39;azote de NO x ont été proposées pour varier entre les différentes sources, ce qui représente un outil potentiellement puissant pour comprendre les sources et les transports de NO x. Cependant, les méthodes précédentes de collecte atmosphériqueNO x intégrer plus longue (semaine mois) des intervalles de temps et ne sont pas validés pour la collecte efficace de NO x dans des conditions de terrain pertinentes, divers. Nous rapportons un système basé sur le terrain nouveau, très efficace qui recueille NO x atmosphériques pour l&#39; analyse des isotopes à une résolution de temps entre 30 minutes et 2 heures. Cette méthode recueille NO x gazeux dans la solution sous forme de nitrate avec 100% de rendement sous une variété de conditions. Les protocoles sont présentés pour la collecte de l&#39;air en milieu urbain dans les deux conditions fixes et mobiles. Nous détaillons les avantages et les limites de la méthode et démontrer son application dans le domaine. Les données de plusieurs déploiements sont présentés à 1) évaluer sur le terrain l&#39; efficacité de collecte par des comparaisons avec in situ mesures de NO x de concentration, 2) tester la stabilité des solutions stockées avant le traitement, 3) quantifier la reproductibilité in situ dans une variété de milieux urbains, et 4) démontrer la gamme de Nisotopes de NO x détectés dans l&#39; air urbain ambiant et sur les routes à grande circulation.

Dans le travail de développement de la méthode originale par Fibiger et al. La méthode de collecte x NO a été rigoureusement testés en laboratoire , dans une variété de conditions 4. Ici, l&#39;accent est mis sur les mises à jour à la méthode et sur le terrain des applications sous une variété de conditions environnementales. Les résultats sont rapportés sur (1) la collecte de champ d&#39; efficacité, (2) la stabilité de la solution de l&#39; échantillon en fonction du temps avant la réduction de l&#39; échantillon et la sensibilité à des concentrations élevées d&#39;ammonium (NH 4 +) en solution, et (3) la reproductibilité dans le domaine. La polyvalence de la méthode est démontrée dans son application pour l&#39;air ambiant, à proximité de la route, et les mesures sur la route. Les concentrations moyennes recueillies en solution ont été comparés à ceux de 1 min concentrations de NO x de la chimioluminescence analyseur de NO x sur une étude diurne de deux jours à ambient l&#39;air urbain à Providence, RI. Figure 2 détaille l&#39;efficacité de la collecte pendant une période où les concentrations variaient dans une large gamme, de ~ 2.5-18 ppbv NO x. La figure 2A montre une comparaison directe des médianes concentrations de NO x de l&#39;analyseur de NO x par rapport aux concentrations calculées à partir de la solution et de mesures de débit, ce qui indique que, en moyenne, les concentrations en solution sont de 92% de la médiane des concentrations in situ. Cela relève de la marge d&#39;incertitude attendue de ± 10%, mais la différence reflète probablement des concentrations variables pendant les périodes de collecte (figure 2B). Sur la base de l&#39; examen des centiles de la distribution des données à 1 min NO x concentration, les solution basée concentrations de NO x sont dans la distribution pour chaque intervalle de collecte (figure 2B). Il a êtreen recommandé de compléter la réduction des échantillons prélevés dans le domaine en 1 jour après la collecte est terminée (ie, complète l&#39; ensemble de l&#39; étape 3). Cet objectif a été suggéré de réduire les risques d&#39;interférence de la collection d&#39;autres espèces d&#39;azote solubles, telles que NH 3, qui pourrait être converti en nitrate dans la solution hautement oxydante KMnO 4 / NaOH au fil du temps. Pour tester cette plus spécifiquement, des échantillons ont été recueillis en mai et Juillet 2015 Providence, RI sur le campus de l&#39;Université Brown, à un quai de chargement qui se trouve à proximité d&#39;une route locale régulièrement voyagé où les camions de livraison de diesel sont régulièrement en cours d&#39;exécution en mode pour décharger la marche au ralenti. Des échantillons ont été collectés, puis aliquotes des échantillons ont été séparés et réduits à des moments différents (1 jour, 4-7 jours, et 13-15 jours) après la collecte de l&#39; échantillon (figure 3A). Les échantillons de la figure 3B ont également été recueillies en mai et en Juillet , mais ont été préparés en ajoutant 5 ml de 10 mM ammonium chlorure de 450 ml de solution. Ceci a donné une concentration de 111 uM NH 4 + en solution, ce qui correspond à la collecte de 220 ppmv de NH3 dans l&#39;air, si seulement NH 3 ont été recueillis. Ces concentrations sont le maximum attendu au cours sur la route des mesures près du véhicule NH 3 sources 16. Avec ou sans l&#39;ajouter NH 4 +, des échantillons réduits dans les 7 jours après la collecte a eu des rapports isotopiques cohérents par rapport à la première réduction ( à moins de 1 jour de la collecte), tous compris dans la fourchette d&#39;incertitude prévue de ± 1,5% (figure 3A et 3B ). Notez que l&#39;incertitude ± 1,5% est représentatif des déterminations isotopiques des collections répétées de réservoir NO x 4. L&#39;incertitude associée à des mesures répétées de matériaux de référence isotopiques seul est généralement de 0,3%. Au bout de deux semaines, cependant, des échantillons avec ou sans addition de NH 4 + étaientpas nécessairement stable. Alors que dans certains cas , les valeurs isotopiques semblent toujours être compatibles (par exemple, la figure 3A), les échantillons présentaient petit NO 3 - concentration augmente (&lt;1 uM) par rapport à la première réduction et, dans certains cas, la diminution de NO 3 - concentrations . Avec la valeur ajoutée NH 4 +, il aurait été prévu que le NO 3 - concentration augmenterait au fil du temps au- dessus de la fourchette prévue de l&#39; incertitude (~ 0,8 uM) pour les mesures de concentration, ce qui suggère que même après deux semaines, le NH 4 + n&#39;a pas été la source d&#39;interférence. D&#39;autres expériences sont nécessaires pour mieux comprendre la source de cette instabilité, mais il est à noter que les solutions vides laissées non traitées sur le même parcours de temps toujours montré aucun changement ou une légère augmentation des concentrations, et par conséquent, l&#39;instabilité doit être créée par la présence d&#39;autres espèces found dans l&#39;air urbain ambiant. Jusqu&#39;à ce que cela est résolu, il est recommandé que les solutions d&#39;échantillons réduits dans les 7 jours à partir du moment de la collecte. Figure 4 détaille la collecte d&#39;échantillons avec l&#39;installation mobile sur diverses campagnes de terrain en milieu urbain, à proximité de la route et sur route. La gamme de NO x concentration couvre trois ordres de grandeur, et les rapports isotopiques vont de -1 à -13 ‰. Cet ensemble d&#39;échantillonnage comprend 51 échantillons sur route pris plus de 52 heures, couvrant plus de 4000 km, et dans une multitude de conditions de conduite (par exemple, lourd stop-and-go de trafic au trafic très léger à haute vitesse sur l&#39;autoroute). L&#39;échantillonnage a eu lieu sur les routes dans et entre 6 grandes villes, y compris la Providence, RI, Philadelphie et Pittsburgh, PA, et Cleveland, Columbus et Cincinnati, OH. Les vitesses moyennes des véhicules variait de 12,4 km / h à 119,7 km / h. Les échantillons quasi-routiers (N = 27) ont été obtenus à un monitosite anneau à I-95 à Providence, RI. Les échantillons d&#39;air urbain ambiant (N = 44 échantillons prélevés sur 117,5 h) ont été prélevés dans deux endroits sur le toit à Providence, RI, l&#39;un près de l&#39;I-95, I-195 échange et un 775 mètres à partir du site d&#39;échange. Cela représente les premiers pas vers la construction de nouvelles capacités pour résoudre les gammes de signatures isotopiques provenant de sources de NOx, dans ce cas, les émissions des véhicules et des sources urbaines ambiantes. Les variations dans la journée sur la route et de la route du côté δ 15 N-NOx (Figure 4) ne sont pas corrélées avec les variations des conditions de conduite et se sont produites dans les véhicules comptages de circulation de carburant classe relativement constantes. Une discussion plus détaillée des variations de signatures isotopiques en raison de types de carburant du véhicule fait l&#39;objet d&#39;un autre manuscrit (Miller, DJ, et al. 2016. J. Geophys. Atmos. Soumis). Enfin, le tableau 1 les détails terrain et laboracollections ry où deux systèmes de collecte ont été déployés dans le même temps pour tester la reproductibilité. Les comparaisons montrent un excellent accord pour les données isotopiques, quantifiés ici comme l&#39;écart absolu entre les deux points de données pour chaque période de collecte. Les données sont affichées à partir de collections de l&#39;air urbain à un emplacement sur le toit à Providence, RI; collections quasi-bord de la route à Providence, RI; et de collections dans une chambre de smog en laboratoire à l&#39;Université du Massachusetts, Amherst. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/54962/54962fig1.jpg" /> Figure 1: Schéma Collection et de l&#39; image. (A) Schéma de l&#39;Automated NO x Système de collecte. Gray est le flux d&#39;air, le bleu est l&#39;eau / débit de la solution, le vert est des connexions électroniques, le jaune est la fritte, et le violet est la solution de permanganate. La pompe à seringue est utilisée pour ajouter et supprimer la solution de rinçage (ultrapureeau) et d&#39;ajouter une nouvelle solution pour le début de la collecte de l&#39;échantillon (la pompe seringue est un moteur pas à pas pompe seringue disponible dans le commerce avec une seringue de 50 ml, une vanne de distribution 5-port, et le pilote / contrôle cartes équipées d&#39;un port RS-232 série interface). L&#39;échantillon est retiré manuellement par l&#39;intermédiaire de la vanne noir au fond de la bouteille de lavage de gaz. (B) Image du système NO x de collecte et de NO x box dans le laboratoire mobile. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54962/54962fig1large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/54962/54962fig2.jpg" /> Figure 2: Collection Efficacité du système de collecte automatisé. (A) Les concentrations de NO x calculées à partir du NO 3 - concentrations mesurées en solutionet les données de flux comparés à la concentration médiane mesurée par un chimioluminescent concentration de NO x analyseur à un site sur le toit à Providence, RI. Les barres d&#39;erreur sont l&#39;écart type (± 1σ) des NOx estimations des rapports de mélange à base de solutions dérivées des erreurs propagées des écarts-types communs des contrôles de qualité (0,4 uM) à travers colorimétriques pistes de mesure de la concentration et de l&#39;incertitude de débit (± 1%). Les incertitudes de NO x analyseur de concentration sont de ± 5%. (B) La série chronologique de NO x distributions de concentration pendant les mesures diurnes à un site sur le toit à Providence, RI. Les boîtes représentent les 25 e, 50 e et 75 e percentiles. Les moustaches représentent les extrêmes sans valeurs aberrantes. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54962/54962fig2large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> Figure 3: Comparaison des temps de réduction des NO x échantillons prélevés à l&#39; Université Brown en mai et Juillet 2015. (A) Les résultats sont enregistrés en écarts par rapport à la première réduction, réalisée en 1 jour de l&#39; échantillonnage. Les échantillons peuvent sont affichés sous forme de triangles et des échantillons de juillet que les cercles, avec des couleurs indiquant les périodes de collecte différentes. Les échantillons dans (B) ont été pré-traitée avec du chlorure d&#39;ammonium avant la collecte de l&#39; air pour tester l&#39;interférence de NH 4 + en solution au fil du temps. Les lignes en pointillés représentent la précision globale attendue de la méthode de collecte des isotopes, exprimée en écart-type de ± 1,5%. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54962/54962fig3large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/54962/54962fig4.jpg" /> Figure 4: Le δ 15 N-NO x (‰) et NO x concentration des échantillons prélevés dans les sites de l&#39; air ambiant en milieu urbain, sur route, et près de la route. Les types d&#39;échantillons sont délimités par des couleurs différentes, et représentent une gamme de conditions (voir le texte) et concentrations de NO x. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54962/54962fig4large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <table fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Nom de l&#39;échantillon </td><td> Nombre de systèmes </td><td> Date de collecte </td><td> Heures de Collection </td> &lt;td&gt; Température (° C) </td><td> [NO 3 -] (uM) </td><td> Blank / N total </td><td> δ 15 N (‰) </td><td> 15 N Déviation (en%) </td></tr><tr><td rowspan="2"> Urban Air PVD 1 </td><td> 1 </td><td rowspan="2"> 08/10/2013 - 09/10/2013 </td><td rowspan="2"> 6,75 </td><td rowspan="2"> 15.8 </td><td> 14,43 </td><td> 0,3 </td><td> -0.6 </td><td rowspan="2"> 0,7 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 16.78 </td><td> 0,26 </td><td> -1.3 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Urban Air PVD 2 </td><td> 1 </td><td rowspan="2"> 06/11/2013 - 07/11/2013 </td><td> 2,5 * </td><td rowspan="2"> 17.1 </td><td> 30.86 </td><td> 0,2 </td><td> -7.7 </td><td rowspan="2"> 1 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 5.25 </td><td> 37.05 </td><td> 0,17 </td><td> -6.7 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Urban Air PVD 3 </td><td> 1 </td><td rowspan="2"> 20/11/2013 - 21/11/2013 </td><td rowspan class = &quot;2&quot;&gt; 8.9 </td><td rowspan="2"> 3,28 </td><td> 44.29 </td><td> 0,14 </td><td> -7.1 </td><td rowspan="2"> 0,4 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 29.66 </td><td> 0,21 </td><td> -6.7 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Près de Roadside 1 </td><td> 1 </td><td rowspan="2"> 14/08/2014 - 15/08/2014 </td><td rowspan="2"> 29 </td><td rowspan="2"> 19.2 </td><td> 13.3 </td><td> 0,37 </td><td> -9,47 </td><td rowspan="2"> 0.69 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 16.4 </td><td> 0,3 </td><td> -10,16 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Près de Roadside 2 </td><td> 1 </td><td rowspan="2"> 17/08/2014 - 18/08/2014 </td><td rowspan="2"> 30 </td><td rowspan="2"> 21.85 </td><td> 9.4 </td><td> 0,68 </td><td> -8.95 </td><td rowspan="2"> 1,56 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 11.6 </td><td> 0,55 </td><td> -7.39 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Près de Roadside 3 </td><td> 1 </td><td rowspan="2"> 25/05/2015 </td><td rowspan="2"> 3,5 &lt;/ Td&gt; <td rowspan="2"> 20 </td><td> 6,86 </td><td> 0,51 </td><td> -7,67 </td><td rowspan="2"> 0,86 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 9.49 </td><td> 0,42 </td><td> -8,53 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Près de Roadside 4 </td><td> 1 </td><td rowspan="2"> 26/05/2015 </td><td rowspan="2"> 2,75 </td><td rowspan="2"> 25.56 </td><td> 6.07 </td><td> 0,656 </td><td> -8.7 </td><td rowspan="2"> 1,57 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 6.49 </td><td> 0,61 </td><td> -7,13 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Smog Chambre 1 </td><td> 1 </td><td rowspan="2"> 26/08/2014 - 27/08/2014 </td><td rowspan="2"> 24,4 </td><td rowspan="2"> 21 </td><td> 24,392 </td><td> 0,27 </td><td> -12,28 </td><td rowspan="2"> 0,33 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 33,2 </td><td> 0,2 </td><td> -12,61 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Smog Chambre 2 </td><td> 1 </td><td rowspan="2"> 27/08/2014 - 28/08/2014 </td><td rowspan="2"> 19,8 </td> &lt;td rowspan = &quot;2&quot;&gt; 21 </td><td> 10,96 </td><td> 0,54 </td><td> -10,22 </td><td rowspan="2"> 1.25 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 14.245 </td><td> 0,41 </td><td> -11,47 </td></tr><tr><td> Smog Chambre 3 </td><td> 1 </td><td> 28/08/2014 - 29/08/2014 </td><td> 24.2 </td><td> 21 </td><td> 7.476 </td><td> 0,8 </td><td> -5.86 </td><td> 1,27 </td></tr></tbody></table> Tableau 1: Reproductibilité des échantillons prélevés en même temps en utilisant deux systèmes de collecte identiques. * La collection a dû être interrompu en raison d&#39;un filtre bouché. Urban Air PVD (PVD = Providence, RI) 1-3 ont été précédemment publié 4. Près de Roadside représente collections routiers à Providence, RI; Chambre de smog représente des échantillons prélevés dans l&#39; air intérieur d&#39; une chambre de smog à l&#39;Université du Massachusetts, Amherst 4.

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

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence ...

L'objectif général de cette méthode est de piéger quantitativement les oxydes d'azote gazeux en solution afin de mesurer la composition isotopique de l'azote de ce gaz écologiquement important. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans les domaines de la chimie atmosphérique et de la chimie environnementale, car les oxydes d'azote appelés NOx contribuent à la formation de smog et aux dépôts acides dans l'environnement. Les isotopes du NOx nous permettent éventuellement de suivre les sources et les effets du NOx dans l'environnement.L'avantage de notre technique est qu'elle permet de capturer efficacement les NOx dans diverses conditions. Par rapport aux techniques utilisées précédemment, notre méthode a été rigoureusement validée en laboratoire et sur le terrain quant à sa capacité à capturer quantitativement les NOx pour une analyse isotopique. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle pour comprendre ce système novateur.Le déploiement sur le terrain exige un ensemble compact alimenté par batterie permettant une portabilité dans diverses applications de terrain. Préparez d'abord les solutions d'échantillonnage à l'aide d'une solution mère de permanganate de potassium à une molaire et d'hydroxyde de sodium à dix molaire. Ensuite, diluez chaque solution avec de l'eau ultra-pure jusqu'au volume correct.Prélvez 25 millilitres d'une des solutions comme témoin de laboratoire et transférez-les dans un flacon en verre ambré de 60 millilitres. Notez de quel flacon de solution provient le témoin de laboratoire. Ensuite, remplacez tous les filtres du système de collecte de NOx avant l'échantillonnage afin de garantir qu'ils fonctionnent de manière optimale et efficace.Installer le laboratoire fixe composé du système de collecte de NOx et d'un analyseur de concentration de NOx par chimiluminescence. Créer une entrée pour le système à l'aide d'un tube en PTFE dont une extrémité est orientée vers l'air à collecter et l'autre extrémité est fixée à un raccord en T, permettant de relier l'entrée à la fois à l'analyseur de NOx et au système de collecte automatisé. Mettre le système sous tension afin que l'air forme des bulles dans la solution, et que les bulles soient visibles.Une fois l'échantillonnage effectué et l'échantillon ayant terminé la collecte de NOx, recueillir la solution dans un flacon en verre ambré de 60 millilitres et retirer manuellement le flacon du système. Nettoyer automatiquement le flacon de lavage en verre à l’aide d’une pompe à seringue. Prélever des blancs de terrain pendant la collecte pour chaque flacon de solution utilisé en faisant passer 25 millilitres de solution dans le système sans activer la pompe à vide pour recueillir de l’air.Recueillir la solution immédiatement après son injection dans le système. Verser la solution d’un échantillon dans un bécher d’échantillon et une solution témoin dans un bécher témoin. Sous agitation vigoureuse, introduire lentement cinq millilitres de peroxyde d’hydrogène au-dessus du bécher d’échantillon, de sorte que la pointe ne touche ni le bécher, ni la tige d’agitation, ni la solution.Ajouter la deuxième prise aliquote de cinq millilitres sur la paroi du bécher en veillant à ce que toute la solution d'échantillon soit réduite. Verser le contenu total de chaque bécher, c'est-à-dire le liquide et le précipité brun, dans des tubes à centrifuger de 50 millilitres préalablement étiquetés selon le numéro ou la lettre de l'échantillon ou du témoin. Ensuite, centrifuger chaque série d'échantillons à 3 220 × g pendant 15 minutes.Après centrifugation, verser chaque surnageant dans un flacon en plastique ambré et éliminer correctement le tube de centrifugation. Tremper l'extrémité de la seringue utilisée pour l'injection dans un bécher d'eau ultra-pure et la sécher. Rincer tout le volume de la seringue avec de l'eau ultra-pure provenant d'un second bécher et jeter l'eau comme déchet.Ensuite, remplir la seringue avec une petite quantité d'échantillon afin de la rincer préalablement. Après avoir jeté l'échantillon, recharger la seringue avec l'échantillon. Puis taper doucement sur la seringue pour éliminer les bulles d'air, de manière à mesurer un volume précis.En fonction de la concentration déterminée pour chaque échantillon, injecter le volume approprié dans un flacon bouché préparé à l’avance contenant des bactéries. Après avoir conservé les flacons toute une nuit dans un endroit chaud, injecter 0,1 à 0,2 millilitre d’hydroxyde de sodium à 10 molaire dans chaque échantillon afin de lyser les bactéries. Une comparaison directe des concentrations médianes de NOx provenant de l’analyseur de NOx et des concentrations calculées à partir des mesures de solution et de débit indique que les concentrations en solution concordent bien avec les concentrations de NOx NC2.En effet, l'examen des centiles de la répartition des données de concentration de NOx sur une minute montre que les concentrations de NOx issues de la solution se situent dans la distribution pour chaque intervalle de prélèvement. La concentration de NOx des échantillons prélevés en milieu urbain à proximité de la route et directement sur la chaussée s'étend sur trois ordres de grandeur. Et les rapports isotopiques varient de moins un à moins 13 pour mille.Ceci montre que la gamme des rapports isotopiques dans l'environnement est beaucoup plus grande que l'incertitude de la méthode, qui est seulement de 1,5 pour mille. La comparaison de deux systèmes de prélèvement déployés simultanément montre un excellent accord pour les données isotopiques, exprimé comme l'écart absolu entre les deux points de données pour chaque période de prélèvement. Dans les zones urbaines, le prélèvement de NOx peut être effectué en moins d'une heure, et les échantillons peuvent être traités en environ cinq minutes par échantillon.Cette méthode unique facilite la caractérisation de la composition isotopique du panache de sources de NOx dans divers environnements de terrain, avec une résolution temporelle relativement élevée. Nous avons collecté des panaches d'émissions provenant de véhicules en circulation et comparons leur composition isotopique à celle d'autres sources majeures de NOx. L'objectif final de cette méthode est de collecter précisément les NOx sur le terrain et d'utiliser les isotopes des NOx pour suivre leur influence sur la chimie atmosphérique et les dépôts acides.

automated-high-resolution-mobile-collection-system-for-nitrogen

Research

Recherche

JoVE Journal

Environment

Environnement

Nous illustrons l'application du 1 H (15 N, αγ) 12 C résonance nucléaire analyse de la réaction (ARN) à évaluer quantitativement la densité des atomes d'hydrogène sur la surface, dans le volume, et une couche interfaciale de matières solides. La profondeur proche de la surface d'hydrogène d'un profilage de Pd (110) monocristallin et de SiO 2 / Si (100) empile est décrit.

Quantification des concentrations d&#39;hydrogène dans des surfaces et interfaces des couches et des matériaux en vrac par le biais de profils en profondeur avec l&#39;analyse de la réaction nucléaire

Un procédé combinant la Chromatographie gazeuse complète en deux dimensions avec la détection de la chimioluminescence d'azote a été développée et appliquée à l'analyse en ligne des composés contenant de l'azote dans une matrice hydrocarbonée complexe.

Analyse en ligne de composés azotés dans les Matrices d&#39;hydrocarbures complexes

Nous décrivons une procédure pour la détection des éléments chimiques présents in situ dans les cellules humaines, mais aussi leur quantification in vitro . La méthode est bien adaptée à tout type de cellule et est particulièrement utile pour des analyses chimiques quantitatives dans des cellules individuelles après in vitro l’exposition nanoparticules d’oxyde métallique.

In Situ Détection et Quantification de la cellule unique de nanoparticules d’oxyde métallique à l’aide de l’analyse par microsonde nucléaire

Ici, nous présentons la plate-forme portable autoradiogramme pour rapide séparation radiométrique et la détermination de 90Sr, un produit de fission important très pertinent de déchets nucléaires.

Automatisé de 90Sr séparation et préconcentration dans un système de laboratoire-sur-vanne au niveau Ppq

Nous présentons une méthode pour détecter des modifications chimiques des protéines atmosphériques 3-nitrotyrosine avec 6 mm de diamètre tours coupés d’air échantillonneur préfiltres à l’aide d’un détecteur électrochimique-chromatographie liquid haute performance (HPLC-DCE).

Détection des 3-Nitrotyrosine dans des environnements atmosphérique via une haute performance système détecteur électrochimique-chromatographie en phase liquide

Ce protocole décrit un débit unique pour les techniques analytiques et omiques complémentaires aboutissant à une caractérisation entièrement appariés de la matière organique naturelle et de la protéomique microbienne dans les écosystèmes différents. Cette approche permet des comparaisons robustes pour l’identification des voies métaboliques et les transformations importantes pour décrire la production de gaz à effet de serre et de prédire les réponses aux changements environnementaux.

Single-débit haute résolution analytique des Techniques complémentaires pour caractériser les mélanges complexes de matière organique naturelle

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

Une conception de microplots pour la recherche sur les traceurs de 15N est décrite pour tenir compte de multiples événements d’échantillonnage des plantes et des sols en saison. Des procédures de collecte et de traitement des échantillons de sol et d’usine, y compris les protocoles de broyage et de pesage, pour l’analyse de 15N sont mises de l’avant.

Conception de microplots et préparation d’échantillons de plantes et de sols pour 15analyses d’azote

Ce manuscrit décrit un protocole de radiographie neutronique et de tomodensitométrie d’échantillons biologiques utilisant une ligne de faisceau CG-1D du réacteur isotopique à haut flux (HFIR) pour mesurer un implant métallique dans un fémur de rat, un poumon de souris et un système racine / sol végétal herbacé.

Radiographie neutronique et tomodensitométrie des systèmes biologiques au réacteur isotopique à haut flux du Laboratoire national d’Oak Ridge

Ce protocole vise à préserver les métabolites cellulaires pour la spectrométrie de masse sur cellule unique (SCMS) en combinant le lavage en solution de sel volatil, l’extinction rapide de l’azote liquide, la lyophilisation et le stockage à -8 °C. Il démontre que l’extinction de l’azote liquide est essentielle pour maintenir les profils de métabolites, tandis que le stockage prolongé au froid doit être minimisé pour prévenir les altérations métaboliques.

Préparation d’échantillons pour les études métabolomiques par spectrométrie de masse sur cellule unique : lavage, trempe, séchage et stockage combinés des cellules

Apprenez une méthode automatisée et mobile pour capturer les oxydes d'azote atmosphériques afin d'analyser leur composition isotopique. Cette technique validée en laboratoire et sur le terrain permet d'étudier les sources de NOx et leurs impacts environnementaux avec une haute résolution temporelle.

Automatisé, haute résolution mobile Système de collecte pour l'analyse d'azote isotopique du NO

Explorer plus de vidéos