MIMS膜進(jìn)樣質(zhì)譜儀

氮?dú)?N₂)、氧氣(O₂)、二氧化碳(CO₂)是濕地、河流、湖泊、海洋等水體中的重要溶解氣體，是生態(tài)環(huán)境變化過(guò)程中的重要參數(shù)指標(biāo)。例如，溶解氧是衡量海氣擴(kuò)照過(guò)程、水團(tuán)混合、大洋環(huán)流以及海水中生物化學(xué)過(guò)程的重要指標(biāo)；水體中CO₂對(duì)于硏究全球碳循環(huán)和全球氣候變化具有重要作用；而水體中溶解傾N₂則對(duì)于硏究水體反硝化速率、農(nóng)業(yè)氮肥利用率、水體富營(yíng)養(yǎng)化等相關(guān)問(wèn)題具有至關(guān)重要的作用。目前，測(cè)最水體海洋中溶解氣體的傳統(tǒng)方法是先采集水樣，然后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)或者船上進(jìn)行檢測(cè)，但由于很多參數(shù)會(huì)隨時(shí)空的變化而發(fā)生改變，從而得不到實(shí)時(shí)原位的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。水體及沉積物反硝化速率的測(cè)定方法主要有乙炔抑制法、N₂通量法、質(zhì)量平衡法、化學(xué)計(jì)量法和同位素法，但這些方法大多存在人為擾動(dòng)大、操作繁瑣、誤差大的不足，因而無(wú)法精確測(cè)定淹水環(huán)境下的反硝化速率。膜進(jìn)樣質(zhì)譜儀(MIMS)則能夠?qū)崟r(shí)、原位、連續(xù)監(jiān)測(cè)水體中的溶解氣體(N₂、O₂、CO₂)，并且能夠精確測(cè)定淹水環(huán)境下水體、沉積物的反硝化速率，已被國(guó)內(nèi)外眾多硏究機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用，并被美國(guó)自然科學(xué)基金委推薦用來(lái)測(cè)定濕地脫氮速率。同時(shí)，膜進(jìn)樣質(zhì)譜儀還能夠應(yīng)用于穩(wěn)定同位素(¹⁵N、¹⁸O、¹³C)的檢測(cè)、光合呼吸、生物反應(yīng)器等方面的研究。

主要特點(diǎn)：

可實(shí)時(shí)、原位檢測(cè)

測(cè)量精度高、重復(fù)性好

所需樣品量少，僅5ml

操作簡(jiǎn)便，樣品分析快，僅90s

不需要頂空平衡，可實(shí)現(xiàn)水氣分離

可將空氣中高濃度背景氣體分離開，避免了樣品的污染

專用軟件(QuickData)高效評(píng)估收集的信號(hào)和數(shù)據(jù)

主要應(yīng)用

環(huán)境（水體、沉積物）反硝化速率的研究

原位測(cè)量水體（海洋\湖泊'河流\地表水\地下水）中O₂、CH₄、DMS、CO₂和Ar濃度

海洋總初級(jí)生產(chǎn)力的測(cè)定

貧瘠水域的呼吸作用研究

穩(wěn)定同位素的測(cè)定

在反硝化中的應(yīng)用，將原狀沉積物和上覆水取回在室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，硏究反硝化過(guò)程中N₂的排放速率

利用已知CH₄濃度和測(cè)量出來(lái)的信號(hào)值進(jìn)行擬合曲線，進(jìn)而測(cè)量未知水體中CH₄濃度

MIMS用于水生生態(tài)系統(tǒng)代謝和氧氣動(dòng)力學(xué)研究

MIMS可與液相氧電極或葉綠素?zé)晒鈨x聯(lián)用測(cè)量光合和呼吸作用

MlMS工作原理

儀器特性

單一氣體（N₂、O₂、CO₂）變異系數(shù)：0.1%

氣體比率（N₂/Ar和O₂/Ar）變異系數(shù)：0.03%

樣品需要量：＜10ml

樣品分析時(shí)間：＜2min

透氣性：＞90%

技術(shù)指標(biāo)

1.總體指標(biāo)：

單—?dú)怏w(N₂、O₂、CO₂) 變異系數(shù)：0.1%

氣體比率(N₂/Ar和O₂/Ar) 變異系數(shù)：0.03%

樣品需要量：＜10ml

樣品分析時(shí)間：＜2min

透氣性：＞90%

2.質(zhì)譜儀：

檢測(cè)器類型：法拉第型探測(cè)器(Faraday) /電子倍增器(C-SEM)

MID中的測(cè)量通道數(shù)量：128

離子源：2個(gè)

最大工作壓力：1x10^-4mbar（Faraday)、1x10^-5mbar(C-SEM)

可通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)路化

檢測(cè)極限：5x10^-12hPa (Faraday)、1x10^-14hPa (C-SEM)

對(duì)Ar的靈敏度：5x10^-4(A/mbar (Faraday)、200A/mbar (C-SEM)

質(zhì)量范圍：1 ~300u

測(cè)量速度：MID: 2ms~60s/amu;

掃描條形圖/模擬掃描：20ms~60s/amu

3.蠕動(dòng)泵：

轉(zhuǎn)速：0.01 至48rpm；步進(jìn)0.01 rpm

轉(zhuǎn)動(dòng)模式：順時(shí)針、逆時(shí)針雙種模式

提升距離：高達(dá)2000米

標(biāo)準(zhǔn)流速：0.3 μL/min~ 30 ml/min；最大壓力0.5 MPa

鍵盤功能：Start/Stop，流速方向，加/減速，沖洗

4.真空抽提裝置

氣體進(jìn)樣速率：67升/秒

前級(jí)泵抽速@50Hz: 0.5m³/h

極限壓力：＜1*107hpa/＜7.5*108Torr

5.恒溫水浴控制器：

查看角度：180°

水浴槽容量：7L

工作溫度范圍：-20°C~200°C

溫度穩(wěn)定性：±0.01 °C

顯示：3.75" LCD觸摸板