一氧化二氮穩(wěn)定同位素的大氣測(cè)量

抽象的量分?jǐn)?shù)的精確測(cè)量，需要了解大氣中的一氧化二氮 (N2O)全球排放趨勢(shì)。站點(diǎn)特定的穩(wěn)定分析N2O 的同位素組成提供了一種區(qū)分排放源的方法。準(zhǔn)確參考的可用性已知 N2O 含量分?jǐn)?shù)和同位素組成的材料對(duì)于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)至關(guān)重要。我們提出一氧化二氮?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的開(kāi)發(fā)，用于支持大氣成分的測(cè)量和同位素比。不確定性針對(duì)世界計(jì)量組織全球大氣監(jiān)視網(wǎng) (WMO-GAW) 兼容性目標(biāo) 0.1 nmol mol?1和擴(kuò)展兼容性0.3 nmol mol?1 的目標(biāo), 用于大氣 N2O 測(cè)量在 325–335 nmol mol?1 的數(shù)量分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)。我們也證明這些參考材料的量分?jǐn)?shù)，和同位素比的穩(wěn)定性并提供表征用于分析的腔衰蕩光譜儀的研究的參考資料。

簡(jiǎn)介一氧化二氮 (N2O) 是一種全球溫室氣體升溫潛能值約為碳的 265 倍二氧化碳 (CO2)（Myhre 等人，2013 年）。大氣量N2O 的比例以 ～ 0.36 % yr?1 的速度增加（氣象組織，2019b）。近對(duì)未受污染的對(duì)流層中 N2O 的測(cè)量值范圍為 325–335 nmol mol?1（氣象組織，2019a）。當(dāng)前數(shù)量分?jǐn)?shù)WMO (WMO,2020）。不斷增長(zhǎng)的 N2O 研究領(lǐng)域側(cè)重于提高對(duì)全球 N2O 預(yù)算的了解。全面識(shí)別 N2O 源和匯以及需要每個(gè)人對(duì)全球 N2O 預(yù)算的貢獻(xiàn)N2O 減排研究（Lewicka-Szczebak 等人，2014 年）。

人為 N2O 被釋放到大氣中由于化肥的使用以及工業(yè)和燃燒過(guò)程的技術(shù)排放，主要通過(guò)土壤和海洋來(lái)源的多種反應(yīng)途徑（Snider 等等，2015 年； Kantnerová 等人，2019 年；豐田章男等，2017 年）。這些不同的來(lái)源排放出具有不同同位素組成的 N2O，可用作同位素特征或指紋識(shí)別（Denk 等人，2017 年）。多豐富的 N2O 同位素是 14N14N16O14N

14N18O,14N15N16O 和 15N14N16O。位點(diǎn)特異性同位素在中心顯示 15N 取代，alpha (α,14N15N16O)和終端 beta (β,15N14N16O) 職位。同位素豐度以 delta 表示法 (δ) 給出，并且表示為次要與主要的數(shù)量分?jǐn)?shù)比 (x)樣品中的同位素物種 (Rsample)，相對(duì)于參考值（參考）。對(duì)于δ15N，同位素豐度標(biāo)度為AIR-N2，對(duì)于δ18O 它是 VSMOW（維也納標(biāo)準(zhǔn)平均值海洋水）（Toyoda 和 Yoshida，1999 年）。由于差異樣品和參考之間的同位素組成通常很小，delta 值通常以千分之一表示(‰)。

R =x15Nx14N (1)δ15N[‰] = RsampleRreference? 1

大氣 CO2 的同位素體量化已經(jīng)建立（Flores 等人，2017 年）。然而，量化N2O 同位素的分析證明了更大的分析挑戰(zhàn)

由于 (i) 大氣量分?jǐn)?shù)顯著降低；(ii) 由于難以應(yīng)用校正因子來(lái)解釋 15N 和 14N 的重新排列，因此在提供標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)同位素比質(zhì)譜 (IRMS) 的位置特異性方面存在分析困難在離子源內(nèi)（Mohn 等，2014）；N2O同位素參考物質(zhì)具有明確的不確定性。