Name: calibrated passive sampling - multi-plot field measurements of nh3 emissions with a combination of dynamic tube method and passive samplers
Uploaded: 2016-03-21T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers at JoVE.com

הכותב הוא מודה לד&quot;ר מרקו Roelcke, ד&quot;ר דירק Niekisch, ד&quot;ר רוברט Quakernack, ד&quot;ר קאנג Ni על המאמץ שלהם בפיתוח פיתוח נוסף של גישה זו. תודה רבה גם אל טכנאי שטח דוריס Ziermann ו- Jun יאנג. החקירות שבבסיס נתמכו על ידי דויטשה Forschungsgemeinschaft, הולשטיין שלזוויג המדינה הפדרלית, מענקים EFRE של האיחוד האירופי SKW Piesteritz קורפ. כפי שצוין בפירוט בפרסומי המצוטטים.

1. עיצוב ניסיוני הנחיות לפעולה כללית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש חלקות גדולות יחסית (12 mx 12 מ &#39;או 9 MX 9 מ&#39;) לעומת הגדלים בדרך כלל מיושמים ניסוי שדה משוכפל (למשל 3 MX 8 מ &#39;) כדי למנוע תופעות של הפצה דשנה אחידה על פליטת אמוניה (איור 2).</stro...

<ol>
	<li>Erisman, J. W., Bleeker, A., Hensen, A., Vermeulen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agricultural+air+quality+in+Europe+and+the+future+perspectives.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+research+on+problems+in+the+use+of+urea+as+a+nitrogen+fertilizer.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Too+much+of+a+good+thing.">Too much of a good thing.</a> Nature. 472, 159-161 (2011).</li><li>Glibert, P. M., Harrison, J., Heil, C., Seitzinger, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Escalating+worldwide+use+of+urea+-+a+global+change+contributing+to+coastal+eutrophication.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+emission+from+mineral+fertilizers+and+fertilized+crops.">Ammonia emission from mineral fertilizers and fertilized crops.</a> Adv. Agron. 82, 557-622 (2004).</li><li>Jensen, L. S., et al., Sutton, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Benefits+of+nitrogen+for+food,+fibre+and+industrial+production.">Benefits of nitrogen for food, fibre and industrial production.</a> The European Nitrogen Assessment. , (2011).</li><li>Sommer, S. G., Hutchings, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+emission+from+field+applied+manure+and+its+reduction+-+invited+paper.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+ammonia+concentrations+and+emissions+from+agricultural+land+and+liquid+surfaces:+A+review.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+evaluation+of+the+wind-tunnel+technique+for+estimating+ammonia+volatilization+from+land:+Part+1.+Analysis+and+improvement+of+accuracy.">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>Vandr&#233;, R., Kaupenjohann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+Measurements+of+Ammonia+Emissions+from+Organic+Fertilizers+in+Plot+Experiments.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+comparisons+of+ammonia+volatilization+from+N+fertilizers+in+Chinese+loess+soils.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calibration+of+a+simple+method+for+determining+ammonia+volatilization+in+the+field+-+comparative+measurements+in+Henan+Province,+China.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inverse-dispersion+calculation+of+ammonia+emissions+from+Wisconsin+dairy+farms.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+ammonia+emissions+in+multi-plot+field+experiments.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+volatilization+and+yield+response+after+application+of+biogas+residues+to+energy+crops+in+a+coastal+marsh+of+Northern+Germany.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+duration+required+for+determining+total+ammonia+losses+after+field+application+of+slurries+by+trail+hoses.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field+inter-comparison+of+eleven+atmospheric+ammonia+measurement+techniques.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+volatilization+after+application+of+urea+to+winter+wheat+over+3+years+affected+by+novel+urease+and+nitrification+inhibitors.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+ammonia+emissions+from+field-applied+slurry+substantially+over-estimated+in+European+emission+inventories.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+ammonia+emission+after+liquid+manure+application.+2.+Comparison+of+the+wind+tunnel+and+the+IHF+method+under+field+conditions.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Passive+ammonia+monitoring+in+the+United+States:+Comparing+three+different+sampling+devices.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+types+of+passive+samplers+for+monitoring+atmospheric+NO2+and+NH3+concentrations.">Development and types of passive samplers for monitoring atmospheric NO2 and NH3 concentrations.</a> ScientificWorldJournal. 1, 513-529 (2001).</li></ol>

<html> זה היה הראה כי השיטה המוצעת ניתן להשתמש כדי להשוות פליטת אמוניה מטיפולים דשנים שונים בניסויי שדה משוכפלים להשתמש במידע המובהק סטטיסטי שהתקבל ממדידות אלה לשפר את ניהול דשני N. את כמות הפליטות מתקבלות על ידי גישה זו תאומת במחקרים קודמים על ידי השוואה עם מדידות micromete...

אמוניה (NH 3) הוא גז עקבות אטמוספרי רק בעיקר (90%) הנפלטת ממקורות חקלאיים במדינות האיחוד האירופי. למרות חקלאות היא גם מקור עיקרי (&gt; 50% מכלל פליטות של איחוד האירופי), אלה תורמים רק לכ ~ 5% לסך הכל של פליטת גזי חממה אנתרופוגניים 15 מדינות חברות הוותיקות. לעומת זאת, פליטה חקלאית 3 NH אחראי על 45% של eutrophication פליטה נגזר, 31% של החמצה ו -12% היווצרות אבק דק בתוך 15 המדינות החברות הוותיקות 1. בנוסף השפעות מזיקות על מערכות אקולוגיות ועל בריאות אדם, חנקן (N) פסד מפליטת 3 NH הוא הפסד כלכלי לחקלאים 2. דשן חנקן חיוני השיעור הגבוה של ייצור מזון מועבר על ידי החקלאות מודרנית. מלבד הנזק הסביבתי, NH ובכך 3 פליטות, פירושה אובדן ניכר של חומרים מזינים, כמו NH 3 נגזר אמוניום דשן, בנוסף חנקתי המין חנקן המינרל הועיל ישירותמסוגל המפעל השולטים בתהליכי צמיחה היבול ואת התשואה. דישון N תורם € 20-80 מיליארד רווח בשנה לחקלאים האיחוד האירופי אבל בתורו הוערך כי NH 3 שמתפזרים באוויר מחקלאות גורם ~ 50 מיליארד € נזק שנתי של האיחוד האירופי 3. לכן, הפחתת 3 פליטת NH חיונית הוא להקטין את ההשפעות הסביבתיות ולהגביר את היעילות של נ מיושם בחקלאות, NH 3 נפלט בעיקר מבתים בעלי חיים, זבל (slurries, digestates אנאירובי (AD), זבל מוצק) אחסון וניהול וכן יישום שדה זבל. הנטייה לפלוט NH 3 שונות תלוי בהרכב זבל, תוכן חומר יבש למשל וזבל pH. במידה מסוימת אמוניום אמין מבוסס דשני חנקן סינטטיים כמו פוספט אוריאת diammonium גם לתרום פליטת 3 NH. למרות אמוניום חנקתי גיר (CAN) היא דשן המנהלת N במדינות רבות באירופה, גדל השימוש של אוריאה פרטנית, והיה אמור CAN השני באירופה בשנת 2012 4 המרכזית והמערבית. האוריאה היא פופולרית במיוחד במדינות מתפתחות בשל יתרונותיה של תוכן N גבוהה, בטיחות, תחבורה קלה והוא החנקן סינטטי החשוב בעולם דשן 5. עם זאת, העלייה של אדמת pH משטח NH 4 + -concentrations נובע הידרוליזה אוריאה יכולה לגרום פליטות גבוהות NH 3. זה יכול לגרום יעילות שימוש N נמוכות, במיוחד אדמה או אדמת אלקליין עם קיבולת וספיחה נמוכה, אשר מגבילה את השימוש בדשני אוריאה באירופה 6,7. מחקרים רבים על פליטת 3 NH מיישום דשן אורגני ומינרלים ודיור בעלי החיים בוצעו בעשורים האחרונים 6, 8. אף על פי כן, המחקר קשור NH 3 פליטות לאחר היישום של אמונית emitting דשן עדיין מוגבל. זה בפרט חל על היחסים בין פליטת אמוניה, סוג הדשן המשמש, תנאי שימוש באתר וצמיחה צומחת. בתנאים אידיאליים זה דורש ניסויים בתחום משוכפלים בשל התגובה המשתנה של גידולים לטיפולים אשר ניתן תוקפים רק עיצוב ניסיוני כלל שכפול שדה לבדיקות סטטיסטיות. הפסדי אמוניה ולכן צריכים גם להיקבע ניסוי שדה רב-עלילה משוכפלת 9, אבל שיטות אובדן האמוניה שולטות מניב פליטת כמותית (כלומר קילו N / (h * חה)) דורש באזורי שדה גדולים (שיטות micrometeorological), ציוד יקר (מנהרות רוח אספקת החשמל ב-שדה או) ההופכים היישום שלהם ניסוי שדה משוכפל קשה או בלתי אפשרי. בנוסף, הגדרות ספציפיות של מנהרות רוח ספגו ביקורת ביחס למידת הדיוק של ערכי פליטה השיגו 10. לכן, יש צורך חזק עבורn שיטת אובדן אמוניה לקבוע פליטת אמוניה ניסויית שדה משוכפל. שיטה זו יכולה לשמש כדי לשפר את אמצעי חקלאי להפחתת פליטות אמוניה מבוססת על תופעות תוקף הסטטיסטי של תנאי שימוש באתר, סוג הדשן, שיטות יישום ופיתוח יבול. הרעיון הבסיסי של מתודולוגיה החדשה, הדגימה פסיבית מכוילת, הוא לקשר שיטה למדידה וכמותיות פשוטה למדידה על מגרשים רבים, עם שיטה כמותית על ידי מדידות בו זמנית עם שני השיטות על כמה חלקות. דוגמים פסיביים השונים לעומת עיצוב הספר שיצאו לאור בעבר 11 משמשים כשיטה למדידה וכמותיות. שיטת Dynamic-Tube (DTM) 12, שיטה קאמרית דינמית מכוילת, מועסקת להשיג מקדם העברה, אשר ממיר את ההפסדים וכמותיות של סמפלר הפסיבית להפסדים כמותית (קילו N חה -1). בשל שער החליפין אוויר נמוך בתאפליטות לא מכוילות מערכת המתקבל DTM הן על סדר גודל אחד נמוך יותר מאשר פליטה אמיתית. עם זאת, בעיה זו נתקפה משוואת כיול מתקנת והנתיבים הקאמריים תלוי in-situ תנאי רוח 13. משוואות כיול אלו יכולות להיות מיושמות רק כאשר יש תאים באותו נפח ועיצוב אמיצים פנימיים כמו אלו ששמשו בניסויי כיול. צ&#39;יימברס יכול להיות מוזן ישירות באדמה או מונח על טבעות אדמה. האחרון למנוע הפרעה מוגזמת של הקרקע ומאפשר היכרות אטומה כמעט של התאים על swards דשא הצפוף או אדמה דחוסה. יתר על כן, את הסכום המדויק של דשן להיבדק יכול להיות מיושם בתוך הטבעות האדמה. עם זאת, רגבי אדמה על טבעות האדמה יכולים כרוכים גם clamping בין החדר ואת טבעת האדמה. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53273/53273fig1.jpg" /> איור 1: measureme סימולטניNT עם סמפלרים פסיבי ושיטה קאמרית (DTM) במזימת שדה. סמפלר הפסיבי ממוקם במרכז מגרש מרובע 0.15 מ &#39;מעל הקרקע / חופה. מדידות עם DTM מבוצעות לפחות 2 מקומות בתוך עלילה לכל במועד מדידה. תחומי מוקדש לקציר לא אמורים להיות מושפעים על ידי פעולות קאמריות ומדידת סמפלר פסיבית. כדי לגזור את מדידות מקדמי ההעברה מתבצעות בו זמנית על מספר קטן של מגרשים עם שני השיטות (איור 1). חשוב שהם מוחלים עם אותו פרק זמן המדידה הכולל וכי מדידות מתבצעות בעת ובעונה אחת (בתוך שעה 1). עיקרון הקלת היישום של מקדם העברת מגרשים רבים מבוסס על העובדה כי דוגמים פסיביים להציב שדה ניסיוני הומוגנית, עם מרחק מתאים מכשולים להפריע בתחום הרוח כגידור, מבנים ועוד (לפחות 10 פעמים, באופן אידיאלי 20 בעתות obstacגובה le) 14, יש התנהגות הקליטה אותו NH 3 בתנאים סביבתיים זהים. כך, למשל, 50% פליטה נמוכה על מגרש היה לתרגם ישירות 50% מופחת ספיגת אמוניה ידי פתרון סמפלר. לכן, מקדם העברה משמש קנה מידה של ערכים מלכודת חומצה על מגרש אחד יכול לשמש סולם הערכים של כל מלכודות החומצה להשתמש באותו משפט שדה. בשל תופעות של תנאים סביבתיים שונים (טמפרטורה, מהירות רוח, חספוס פני שטח) על יעילות ספיגה אמוניה של דוגמים פסיביים 11 מקדם ההעברה צריך להיגזר עבור כל מסע פרסום מדידה, בהתאמה. התכונות הכלליות של שתי שיטות שיושמו התכנון הנדרש של ניסויים בתחום כולל 4 תאים דינמיים מושמים על האדמת קשורה polytetrafluoroethylene (PTFE) צינורות ומאוורר ידי משאבת מפוח (DTM), סמפלרים פסיביים חלקות ניסוי ריבועית גדולות עם מאגר גדול רווחים עבור reducing השפיע להיסחף 3 NH בין חלקות על מדידת הפליטה על המגרש בפועל. הדוגמים הפסיביים מלאי חומצה גופרתית מדוללת (0.05 MH 2 SO 4) ממוקמים במרכז של המגרשים. הפתרון של הדוגמים הפסיביים סופג ברציפות אמוניה, והוא מוחלף באופן קבוע, בהתאם לעוצמת הצפויה של הפליטות. במקביל, ונתיבי 3 NH נמדדים עם DTM על שני מגרשי טיפול ועלילה מלאה בנקודות ספציפיות בזמן. בניגוד לרוח מנהרות, שתי השיטות משולבות דגימה פסיבית מכוילת יש רק השפעות מאוד מוגבלות על לחות קרקע, טמפרטורת קרקע גשמים אשר יכול להשפיע הפסדי פליטת אמוניה חזקות מאוד 6,8. בעוד דוגמים פסיבית הם רכובים 0.15 מ &#39;מעל הקרקע משטח החופה, ללא כל השפעה על משתנים אלה, מדידות עם תאי DTM האחרון רק למשך כ -5 דקות לצמצום ההשפעות קאמרית פוטנציאל למינימום. </p&gt; תוצאות מדויקות עבור NH 4 + ריכוזים בתמיסת הדגימה ניתן להשיג על ידי מדידות עם אלקטרודות אמוניום רגיש. מדידות עם זרימה רציפה מנתחים אוטומטיים יכולות להיות בעייתיות כמו תגובת צבע הרגיש pH מיושמת במכשירים אלה יכולים ידי הקשו על ידי ה- pH חומצי של פתרון דגימת כימיקלים המשמש דורשות שינוי. ריכוזי 3 NH באוויר עבר דרך המערכת הקאמרית של DTM נמדדים באופן מיידי עם צינורות מחוון. הריכוזים שנמדדו 3 NH נרשמים על גיליון נתונים לאחר כל מדידה. לקבלת DTM, ונתיבי 3 NH (מ&quot;ג N / (h * מ&quot;ר)) מחושבים מריכוזי נמדד NH 3 וקצב זרימת אוויר דרך המערכה 4 הקאמרית באזור המכוסה על ידי התאים (Eq. 1, סעיף 2.5.1). והנתיבים וכתוצאה מכויל האו&quot;ם (אשר לזלזל פליטה הנכונה) הם מדורגים להפסדים כמוניעם משוואת כיול (Eq. 2 ו -3, ראה סעיף 2.5.1). Scaled נזקים מצטברים 3 NH (ק&quot;ג N / חה) של DTM מחושבים על ידי חישוב ממוצע והנתיבים בין שני תאריכים המדידה העוקבת, הכפלת השטף הממוצע זה עם משך הזמן של כל מרווח, והוספת-אפ כל ההפסדים מכל במרווחים מדידת מדידה קמפיין. מספר 3 הפסדים איכותיים NH (סכום ppm) מ דוגמי פסיביות מחושבים על ידי הוספה שנאסף NH 4 + -concentrations (ppm) על מגרש בתוך קמפיין ניסיוני. זה אינו ריאלי, כי בטמפרטורות נפח מדידה זהות, ערכי ppm לתרגם ישירות לתוך כמויות בשבי של אמוניה. כדי לשנות את גודל הפסדים איכותיים אלה הפסדים כמותיים מקדמות ההעברה (קילו N / (חה * ppm)) נגזר על ידי הנוגע אובדן סופי המצטבר של DTM (קילו N חה -1) לסכום הכולל של ריכוזים של הדוגמים נמדד על מגרש אותו. מקדם העברה זו משמשת ולאחר מכן to להמיר את הפליטות וכמותיות מדגימה פסיבית ונתיבים כמותית (למשל קילו N / חה) על ידי הכפלת הריכוזים המצטברים עם מקדם ההעברה. אובדן המים מן האספנים באמצעות אידוי אינו משפיע על היכולת הספיגה אבל צריך להיות מתוקן לאחר מכן לניתוח נתונים. הטחת פתרון בשל במהלך רוחות חזקות לא נצפתה גם בביצות החוף של צפון גרמניה. מכריע עבור יישום מוצלח של גישה זו הוא העיצוב הזהה של כל הדוגמים הפסיביים מיושמים בתחום ובכלל זה מצבו וגובה הזהים של מיקום בתוך עלילה. עיצובים כמה דוגמיות פסיבית יושמו בהצלחה בעבר. מאמר זה מציע עיצוב מסוים אחד אשר הוכיח אמין ונוח לתפעול במדידות שדה. הגישה המוצגת נבדקה באופן נרחב על ידי השוואה לשיטות אובדן אמוניה סטנדרטיות (שיטות micrometeorological) בתוך כ -15 fielניסויים ד המאשר את תוקפו כמותי של ההליך 15,16 ו ייצוג מוטה של הדינמיקה פליטת 17. המקדם של הנחישות (r²) של ונתיבים מכוילים לעומת מדידות micrometeorological במחקר הכיול 13 היה 0.84, די דומה המקדם מתקבל על ידי השוואת חיישני אמוניה לריכוזי אמונית אטמוספרי נמדדו במחקר שנערך לאחרונה 18. קרוב מש&#39; שגיאת שורש מרובע הממוצעת של הפסדי אמוניה מצטברים הייתה 17%, גם די קרוב ערכים שהתקבלו במחקרים אחרים השוואת מדידות micrometeorological 13. באימות השנייה שבו השיטה המוצעת הושוותה מדידות micrometeorological של פליטת אמונית slurries האורגני (5 ניסויים נפרדים), גידול r² של 0.96 (שיפוע עקום ≈ 1) וכן טעות יחסית שורש ממוצע רבועה של 5% הושג עבור פליטת אמוניה מצטברת סופית 15. השיטה הוכיחה רגישהניסוי שטח 3 שנים תוך שימוש בדשנים N סינתטיים שונים 19. היישום של גישה זו הוא מוגבל רוחות במהירות ממוצעת ≤4 m / sec בגובה 2 מ &#39;כשיטה הקאמרית קבל תוקף רק בתנאים אלה 13,15,16. קמפיין מדידה מוגדר כניסוי בדיקת פליטת אמוניה לאחר דישון בכמה מגרשים שיימשכו כמה ימים, עד שבועות. כל קמפיין מדידה על מגרש מורכב מרווחי דגימה לאחר כמה (סמפלר פסיבית) או תאריכים מדידים (DTM). מרווח דגימה מוגדר משך רציפים של ספיגת אמוניה נפלטת פתרון דגימה. במועד מדידה מוגדר כנקודת רציפים בזמן שבו מדידות DTM מתבצעות על מגרשים שונים המשמשים להפקת מקדם ההעברה.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1019">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:171px;">stainless steel Dr&#228;ger chamber + soil rings</td>
			<td style="width:327px;">Fa. Hofmann GmbH, Metallindustriewerk, Kiel, Germany</td>
			<td style="width:443px;">no number</td>
			<td style="width:80px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:171px;">roofs and stainless steel rod for passive sampler</td>
			<td style="width:327px;">Fa. Hofmann GmbH, Metallindustriewerk, Kiel, Germany</td>
			<td style="width:443px;">no number</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:171px;">ammonia electrode + bench</td>
			<td style="width:327px;">Thermo scientific</td>
			<td style="width:443px;">Cat. No. 9512BNWP or 951201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:171px;">ammonia electrode filling solution</td>
			<td style="width:327px;">Thermo scientific</td>
			<td style="width:443px;">Cat. No. 951202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;width:171px;">Ammonia calibration standards; 0.1 M ammonia chloride standard</td>
			<td style="width:327px;">Thermo scientific</td>
			<td style="width:443px;">Cat. No. 951006&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:171px;">Dr&#228;ger pumps</td>
			<td style="width:327px;">Draeger Safety AG&#38; Co Kg</td>
			<td style="width:443px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:171px;">Dr&#228;ger tubes</td>
			<td style="width:327px;">Draeger Safety AG&#38; Co Kg</td>
			<td style="width:443px;">types: 0.25/a; 2/a; 5/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:171px;">acid resistant passive sampling bottles (Azlon bottle, HDPE)</td>
			<td style="width:327px;">Dunn Labortechnik GmbH</td>
			<td style="width:443px;">Cat.No.: BGE230P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:171px;">small vials (scintilation bottles PE 60 mm X 27 mm)</td>
			<td style="width:327px;">any laboratory store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:171px;">PTFE tubing 7 mm x 1 mm WDG</td>
			<td style="width:327px;">any laboratory store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:171px;">connectors PP Y-Form 6-7 mm</td>
			<td style="width:327px;">any laboratory store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

calibrated passive sampling - multi-plot field measurements of nh3 emissions with a combination of dynamic tube method and passive samplers

אמוניה חקלאית (NH 3) פליטות (90% מכלל פליטות של איחוד האירופי בסך הכל) אחראיות על eutrophication 45% מוטסים, החמצת אדמת 31% ו -12% היווצרות אבק דק בתוך 15 המדינות החברות הוותיקות. אבל פליטה 3 NH גם מתכוונת הפסד ניכר של חומרים מזינים. מחקרים רבים על פליטת NH 3 מיישום דשן אורגני ומינרלים בוצעו בעשורים האחרונים. עם זאת, מחקר הקשורים NH 3 פליטות לאחר דשני יישום עדיין מוגבל בעיקר ביחס למערכות יחסים לפליטות, סוג הדשן, תנאי שימוש באתר וצמיחה צומחת. בשל התגובה המשתנה של גידולים לטיפולים, אפקטים ניתנים תוקפים רק עיצובים ניסיוניים כלל שכפול שדה לבדיקות סטטיסטיות. שיטות אובדן אמוניה שולטות מניב פליטת כמותית דורשות באזורי שדה גדולים, ציוד יקר או היצע נוכחי, המגביל את בקשתם בניסויי שדה משוכפל. יחסי ציבור זהotocol מתאר מתודולוגיה חדשה למדידת NH 3 פליטה על מגרשים רבים מקשרים שיטה למדידה וכמותיות פשוט המשמשת בכל המגרשים, עם שיטה כמותית על ידי מדידות בו זמנית בשתי השיטות על מגרשים שנבחרו. כתוצאת שיטת מדידה וכמותיות דוגמים פסיביים משמשים. השיטה השנייה היא שיטת תא דינמית (שיטת Tube דינמית) כדי להשיג מנת העברה, אשר ממירה את ההפסדים וכמותיות של סמפלר פסיבית כמותיים פסדים (קילו חנקן חה -1). העיקרון המונח ביסוד גישה זו הוא כי דוגמים פסיביים להציב שדה ניסיוני הומוגנית יש התנהגות הקליטה אותו NH 3 בתנאים סביבתיים זהים. לכן, שיתוף יעיל העברת מתקבל דוגמים פסיביים יחיד יכול לשמש סולם הערכים של כל הדוגמים הפסיביים להשתמש באותו משפט שדה. השיטה הוכיחה תקפה תחת מגוון רחב של תנאי ניסוי והוא מומלץלהשתמש בה בתנאי עם קרקע חשופה או חופות קטנות (&lt;0.3 מ &#39;). תוצאות שהתקבלו מניסויים עם צמחים גבוהים ומחייבות יותר בזהירות.

בשנת 2014 שנה, במשפט שדה הוקם במרכז דנמרק לבדיקת ההשפעות של מספר שיטות להפחתת פליטות אמוניה לאחר היישום של בקר בלוע: התאגדות עם מוט הגה רוטרי, התאגדות של תרחיף acidified הזרקת חריץ סגור (הזרקת סלארי בקרקע עם הכיסוי הבא עם קרקע). לשם השוואה עם יישום טכניקה גבוהה פליטה ובמיוחד עבור יישום נ...

Watch this Scientific Journal Video about Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers at JoVE.com

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

פליטת אמוניה היא איום חמור על הסביבה על ידי eutrophication, החמצת אדמה והיווצרות חלקיקים בסדר נובעת בעיקר ממקורות חקלאיים. שיטה זו מאפשרת מדידות אובדן אמוניה ניסויי שדה משוכפל המאפשר ניתוח סטטיסטי של פליטות של יחסים בין התפתחות היבול ופליטות.

מכויל דגימה פסיבית - מדידות שדה רבה-עלילה של NH<sub&gt; 3</sub&gt; פליטות עם שילוב של שיטת Tube הדינמית דוגמים פסיביים

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

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Environment

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

Introduction: Matter and Measurement

SCIENTISTS IN ACTION

Integrated Field Lysimetry and Porewater Sampling for Evaluation of Chemical Mobility in Soils and Established Vegetation

משולב שדה Lysimetry וPorewater דגימה להערכת כימית ניידות בקרקעות וצמחייה הוקמה

Potentially toxic chemicals are routinely applied to land to meet growing demands on waste management and food production, but the fate of these chemicals ...

Soil Sampling and Isolation of Entomopathogenic Nematodes (Steinernematidae, Heterorhabditidae)

Soil Sampling and Isolation of Entomopathogenic Nematodes Steinernematidae, Heterorhabditidae

דגימת קרקע ובידוד של Entomopathogenic נמטודות (Steinernematidae, Heterorhabditidae)

Entomopathogenic nematodes (a.k.a. EPN) represent a group of soil-inhabiting nematodes that parasitize a wide range of insects. These nematodes belong to ...

The Use of an Automated System (GreenFeed) to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals

The Use of an Automated System GreenFeed to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals

השימוש במערכת אוטומטית (GreenFeed) לפקח פליטות המעיים מתאן ופחמן דו חמצני מבעלי חיים מעלה הגירה

Ruminant animals (domesticated or wild) emit methane (CH4) through enteric fermentation in their digestive tract and from decomposition of manure during ...

Characterization and Application of Passive Samplers for Monitoring of Pesticides in Water

אפיון ויישום של דוגמים פסיביים עבור ניטור של דברה במים

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study ...

Modification and Application of a Leaf Blower-vac for Field Sampling of Arthropods

שינוי ויישום של VAC מפוח עלים עבור דגימת שדה של פרוקי רגליים

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the ...

Reliable Method for Assessing Seed Germination, Dormancy, and Mortality under Field Conditions

דרך אמין להערכת זרע נביטה, תרדמת, ותמותה בתנאי שדה

We describe techniques for approximating seed bank dynamics over time using Helianthus annuus as an example study species. Strips of permeable polyester ...

Implementation of Portable Emissions Measurement Systems (PEMS) for the Real-driving Emissions (RDE) Regulation in Europe

Implementation of Portable Emissions Measurement Systems PEMS for the Real-driving Emissions RDE Regulation in Europe

יישום פליטות ניידים מדידה מערכות (PEMS) עבור פליטות Real-נהיגה (RDE) תקנה באירופה

Vehicles are tested in controlled and relatively narrow laboratory conditions to determine their official emission values and reference fuel consumption. ...

Production and Measurement of Organic Particulate Matter in a Flow Tube Reactor

ייצור, מדידה של החומר חלקיקים אורגניים כור צינור זרימה

Organic particulate matter (PM) is increasingly recognized as important to the Earth's climate system as well as public health in urban regions, and the ...

Wastewater Irrigation Impacts on Soil Hydraulic Conductivity: Coupled Field Sampling and Laboratory Determination of Saturated Hydraulic Conductivity

שפכים השפעות השקיה על אדמת מוליכות הידראולית: מצמידים שדה דגימה ונחישות מעבדה של רוויה מוליכות הידראולית

Since the early 1960s, an alternative wastewater discharge practice at The Pennsylvania State University has been researched and its impacts monitored. ...

Sampling, Sorting, and Characterizing Microplastics in Aquatic Environments with High Suspended Sediment Loads and Large Floating Debris

דגימה, מיון של אפיון Microplastics בסביבות מימיות עם המון משקעים מושעה גבוהה ופסולת צף גדול

The ubiquitous presence of plastic debris in the ocean is widely recognized by the public, scientific communities, and government agencies. However, only ...