Основы экологического мониторинга - 31 стр.

UptoLike

Рубрика: 

61
Методы мониторинга биологической активности,
определения микробного населения и мезофауны в
почве
1.13 Камерно-статический метод мониторинга дыхания
почв с использованием портативного газоанализатора
Функционирование почв как живых биокосных систем, по
аналогии с организмами, удобно оценивать интегральным показателем
почвенного дыхания. Несмотря на сложность этого процесса,
сочетающего в себе, наряду с биотическими составляющими
(собственно поглощение кислорода выделение СО
2
микроорганизмами и корнями растений), множественные
абиотические физические и физико-химические механизмы (транспорт
газов, адсорбция, растворение и т.д.), дыхание почв повсеместно
применяется для характеристики их функционирования (Смагин,
2005). Наиболее распространённый вариант подобных измерений
называется камеро-статическим методом. Суть его заключается в
установке на поверхности почвы камеры-изолятора с известными
геометрическими характеристиками, в которой отслеживают
динамику концентраций измеряемого газа, и по ней рассчитывают
соответствующие потоки выделение СО
2
или поглощение О
2
поверхностью почвы (рисунок 1.7).
В настоящей разработке предложена
модификация этого метода,
базирующаяся на использовании
современных средств измерения
концентраций газов и паров типа
портативных газоанализаторов (Смагин,
2012). В частности, можно порекомендо-
вать недорогой, но весьма функциональ-
ный анализатор AZ 7752, производства
КНР (рисунок 1.7), позволяющий
получать тренды накопления СО
2
в
полевых условиях в ходе эксперимента. Дополнительно прибор опре-
деляет температуру, а его стационарная модификация AZ 7755 – еще и
относительную влажность воздуха. В результате использования пор-
Рисунок 1.7 – Анализатор AZ 7752,
производства КНР
62
тативных анализаторов удается заменить трудоёмкую и не всегда
корректно выполняемую, процедуру отбора газовых проб из камер, их
консервацию с последующим анализом в лаборатории на
непосредственный анализ, целиком и полностью производимый в поле
на измерительной площадке. Высокая точность анализатора (разре-
шающая способность на уровне 1 ppm) позволила значительно
сократить время анализа дыхания. В традиционном варианте он обыч-
но занимает 15–20 мин и более. В предлагаемой модификации поме-
щенный в камеру газоанализатор регистрировал непрерывный тренд
динамики концентраций СО
2
через каждые 10–15 секунд, и уже по
прошествии 1–2 минут было возможно оценить по нему
интенсивность почвенного дыхания.
Цель работы провести количественную оценку и мониторинг
экологического показателя дыхания почвы (эмиссии СО
2
) в полевых
условиях.
Подготовка почвы. Поверхность почвы, на которой планируется
определить дыхание (эмиссию СО
2
), должна быть тщательно выров-
нена и зачищена. Вегетативные части растений (листья, стебли) при
этом удаляются (срезаются) во избежание поглощения части СО
2
при
фотосинтезе. Часто в почву врезают специальный металлический кар-
кас, ограничивающий площадь выделения СО
2
, на который впоследст-
вии устанавливается собственно камера с газоанализатором, причем
пазы каркаса заливаются насыщенным раствором поваренной соли,
чтобы выделяемый почвой газ не мог уходить за пределы камеры по
бокам (гидравлический затвор). В предлагаемой модификации метода
с точным портативным газоанализатором камера устанавливается на
поверхность почвы без гидравлического затвора (рисунок 1.7) и про-
сто прижимается рукой на короткое время эксперимента 1-2 мин. Как
показывает практика измерений, за такой небольшой интервал време-
ни диффузными потерями газа по бокам камеры на фоне почвенного
потока можно пренебречь.
Оборудование, материалы и реактивы:
газоанализатор портативный AZ 7752;
прозрачная камера-изолятор из оргстекла (может быть заме-
нена на пищевой пластиковый контейнер без крышки, уста-
навливаемый на почву вверх дном);
        Методы мониторинга биологической активности,                           тативных анализаторов удается заменить трудоёмкую и не всегда
        определения микробного населения и мезофауны в                         корректно выполняемую, процедуру отбора газовых проб из камер, их
                                                                               консервацию с последующим анализом в лаборатории на
        почве                                                                  непосредственный анализ, целиком и полностью производимый в поле
                                                                               на измерительной площадке. Высокая точность анализатора (разре-
        1.13 Камерно-статический метод мониторинга дыхания                     шающая способность на уровне 1 ppm) позволила значительно
        почв с использованием портативного газоанализатора                     сократить время анализа дыхания. В традиционном варианте он обыч-
                                                                               но занимает 15–20 мин и более. В предлагаемой модификации поме-
                                                                               щенный в камеру газоанализатор регистрировал непрерывный тренд
         Функционирование почв как живых биокосных систем, по
                                                                               динамики концентраций СО2 через каждые 10–15 секунд, и уже по
  аналогии с организмами, удобно оценивать интегральным показателем
                                                                               прошествии 1–2 минут было возможно оценить по нему
  почвенного дыхания. Несмотря на сложность этого процесса,
                                                                               интенсивность почвенного дыхания.
  сочетающего в себе, наряду с биотическими составляющими
  (собственно        поглощение      кислорода      –     выделение     СО2         Цель работы – провести количественную оценку и мониторинг
  микроорганизмами           и    корнями     растений),     множественные     экологического показателя дыхания почвы (эмиссии СО2) в полевых
  абиотические физические и физико-химические механизмы (транспорт             условиях.
  газов, адсорбция, растворение и т.д.), дыхание почв повсеместно
  применяется для характеристики их функционирования (Смагин,                        Подготовка почвы. Поверхность почвы, на которой планируется
  2005). Наиболее распространённый вариант подобных измерений                  определить дыхание (эмиссию СО2), должна быть тщательно выров-
  называется камеро-статическим методом. Суть его заключается в                нена и зачищена. Вегетативные части растений (листья, стебли) при
  установке на поверхности почвы камеры-изолятора с известными                 этом удаляются (срезаются) во избежание поглощения части СО2 при
  геометрическими характеристиками, в которой отслеживают                      фотосинтезе. Часто в почву врезают специальный металлический кар-
  динамику концентраций измеряемого газа, и по ней рассчитывают                кас, ограничивающий площадь выделения СО2, на который впоследст-
  соответствующие потоки – выделение СО2 или поглощение О2                     вии устанавливается собственно камера с газоанализатором, причем
  поверхностью почвы (рисунок 1.7).                                            пазы каркаса заливаются насыщенным раствором поваренной соли,
                                  В настоящей разработке предложена            чтобы выделяемый почвой газ не мог уходить за пределы камеры по
                                  модификация           этого        метода,   бокам (гидравлический затвор). В предлагаемой модификации метода
                                  базирующаяся        на      использовании    с точным портативным газоанализатором камера устанавливается на
                                  современных        средств      измерения    поверхность почвы без гидравлического затвора (рисунок 1.7) и про-
                                  концентраций газов и паров типа              сто прижимается рукой на короткое время эксперимента 1-2 мин. Как
                                  портативных газоанализаторов (Смагин,        показывает практика измерений, за такой небольшой интервал време-
                                  2012). В частности, можно порекомендо-       ни диффузными потерями газа по бокам камеры на фоне почвенного
                                  вать недорогой, но весьма функциональ-       потока можно пренебречь.
                                  ный анализатор AZ 7752, производства              Оборудование, материалы и реактивы:
Рисунок 1.7 – Анализатор AZ 7752, КНР     (рисунок     1.7),   позволяющий
            производства КНР
                                                                                    – газоанализатор портативный AZ 7752;
                                  получать тренды накопления СО2 в                  – прозрачная камера-изолятор из оргстекла (может быть заме-
  полевых условиях в ходе эксперимента. Дополнительно прибор опре-                     нена на пищевой пластиковый контейнер без крышки, уста-
  деляет температуру, а его стационарная модификация AZ 7755 – еще и                   навливаемый на почву вверх дном);
  относительную влажность воздуха. В результате использования пор-

                                      61                                                                       62