紧凑型光谱分析仪同步监测土壤N2O、CH4和CO2通量的创新研究

为解决土壤温室气体（GHG）通量测量中便携性与多组分同步监测的技术难题，来自HealthyPhoton Ltd的研究团队开发了HT8850紧凑型双激光光谱分析仪。该设备通过量子级联激光吸收光谱（QCLAS）技术，实现了N2O（30 ppt级）、CH4（0.36 ppb级）和CO2（0.25 ppm级）的高精度同步检测，并在野外实验中验证了其稳定性。这项研究为复杂环境下的温室气体源汇评估提供了便携式解决方案。

　　

（以下为专业翻译内容）

地球表面温度上升的关键推手——氧化亚氮（N₂O）、甲烷（CH₄）和二氧化碳（CO₂）正持续刷新浓度纪录。最新数据显示，大气CO₂浓度已达417.9±0.2 ppm，较工业革命前激增49%。尽管N₂O和CH₄浓度较低，但其温室效应分别达到CO₂当量的273倍和29.8倍（基于百年尺度）。

土壤过程贡献了53%的N₂O和47%的CH₄排放，但传统气相色谱（GC）和可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）设备存在体积庞大、功耗高等局限。研究团队突破性采用双量子级联激光系统（QCL），通过精准匹配气体特征吸收线（N₂O：2205 cm^-1，CH₄：3038 cm^-1，CO₂：2310 cm^-1），在手掌大小的光学腔内实现多组分同步检测。

野外测试显示，该设备在30°C至50°C环境温度下仍保持稳定性，CO₂测量误差<1 ppm，CH₄和N₂O检测限分别达0.5 ppb和0.3 ppb。配合静态箱采样系统，可完成10分钟内土壤通量快速测定，为湿地、农田等复杂环境的温室气体"呼吸"监测提供了轻量化解决方案。