先進氣體檢測技術支持北極溫室氣體研究
大量溫室氣體 (GHG) 在北極冰雪和結冰土壤中釋出，所以為了面對全球暖化的威脅，明確了解大氣層溫室氣體和冰雪/土壤對維持生命是至關重要的，因為永久凍土的溶解會引起有危險的氣候臨界點。可是，對於在如此嚴重環境下監測氣體是極大挑戰，但博士研究人員 Martin Brummell 和 Steven Siciliano 博士，以及薩斯喀徹溫大學的 Rich Farrell 已成功採用 Gasmet DX4015 FTIR 分析儀在加拿大北極測量氣體。
由 Martin Brummell 在高空拍攝的相片看到加拿大埃爾斯米爾島接近布坎南灣的北極沙漠土壤面貌。
現場工作被迫要預備一定數量的分析儀器。不過，在北極的極端氣候條件促使另一種嶄新性能水平、罕有規格的的設備。在這條件下現場工作必須簡單、靈活、和快，但 Martin Brummel 提到最重要的事情：『裝備必須極之可靠，因為你不能請當地 Gasmet 工程師從旁協助，這是很奢侈的。Gasmet DX4015 確是理想選擇，因為作為 FTIR 分析儀，幾乎可以監測任何氣體，這個特點本來是主電源實驗室儀器才有，但 DX4015 卻是便携式，以細小發電機充電，所以最適合在遙遠地方作監測。』
北極取樣和分析
一套簡單、多孔不銹鋼管道鑽入永久凍土的臨界點。經過24小時後，在土壤中的管道裡面的氣體會透過滲透作用達到平衡。研究人員便能夠分析 0.5 米深的氣體濃度。這程序簡單，亦穩定地可再現。再者，可在不同深度作氣體濃度測量，使土壤分析可直接比較。
「現場」利用FTIR
Gasmet DX4015 是便攜式 FTIR 氣體分析儀，用於大氣層空氣分析。FTIR 是傅立葉轉換紅外的簡寫，利用干涉量度技術的光譜儀 (干涉儀)，利用可吸收紅外光的成份的電磁光譜來作測量。干涉儀採用傅立葉轉換函數來取得以頻率或波長為函數的吸收光譜。因此，DX4015 可以同時分析最多 50 種化合物。分析儀一般設置各類不同氣體，包括揮發性有機化合物、酸性氣體、醛類和無機化合物，例如一氧化碳、二氧化碳和一氧化二氮。
Gasmet DX4015 用作溫室氣體監測。由 Martin Brummell 拍攝
利用手提電腦操作 CalcmetTM 軟件便能操作 DX4015 ，Calcmet 不單可控制分析儀，並且可以作出分析。CalcmetTM 軟件可同時檢測、辨識和量化環境氣體，讓 DX4015 可近乎實時同時分析多項氣體。
FTIR 有許多實益特性，例如可靠、精準和靈活，使這台分析儀成為廣泛不同應用的重要工具，應用包括工業排放監測、職業安全調查、引擎廢氣測試、進程監測、洩漏檢測、緊急應變、化學物品溢出和火災調查，還有很多其他應用不能盡錄。
這隊伍利用 DX4015 在最近研究考察中，調查北極沙漠土壤，強調這型號的現場性能。DX4015 被帶到加拿大巴芬島努納武特的埃爾斯米爾島上，需在極端環境條件下有可靠表現。分析儀用作監測溫室氣體的產生、消耗和大氣交換，溫室氣體包括二氧化碳 (CO2)、甲烷 (CH4) 和一氧化二氮 (N2O)；這三隻氣體成為天然生物地質化學循環的主要成份。這些氣體在北極由土壤微生物釋放和攝取。
DX4015 用來檢查氣體在土壤表面流通量，在永久凍土之上的活躍土層中氣體濃度輪廓。在實行上，FTIR 提供原始數據，包括以 百萬分比 (ppm) 作單位的氣體濃度。此外，『Gasmet FTIR 的實時本質，容讓我在現場以數分鐘內建立便看到結果，即使在現場，亦容許我任意改變實驗設計並進一步研究意想不到的結果。與傳統土壤氣體分析方法反差很大，傳統的採用實驗室為本的氣相色譜法，在現場只可‘ 盲目’地收集不連續的樣本。』
結果
令人驚訝的是這工作揭露了永久凍土之上有很強二氧化碳和甲烷即時產生的位置。Brummell 相信這是因為北極土壤的碳分佈比起較暖和氣候相對懸殊。在北極土壤碳累積遠遠低過暖和氣候的，因為這過程叫融凍泥流作用；恆穩混合和埋葬有機物質供給更深處微生物作燃料。
Brummell 的研究主要目的是將每種溫室氣體的表面流通量與土壤成份作比較。他觀察到一氧化二氮的表面流通量有最明顯負值，雖然找不到有什麼地方有顯著消耗。一氧化二氮下沉的位置未明確，而且沒有微生物和生物地質化學過程出現。
總結
Martin Brummell 的研究 (Brummell 等人，2012) 對於北極溫室氣體的產生、消耗和交換以及土壤微生物的行徑，提供嶄新而又複雜的視野。他的工作強調採用的儀器的可靠性、堅固耐用、靈活性和準確性的重要性。不過，DX4015 可以接近實時同時測量多項氣體，這是主要優點。
在北極的條件下，有必要將所有儀器作比較，有人可能認為高度靈敏的分析儀器會有不利影響。不過，Martin Brummell 發現 Gasmet DX4015 有所不同之處：『與其他現場儀器不同，我用在北極，包括自毀強力，不可靠的發電器和破損了的光纖電纜，現 Gasmet DX4015 仍不會在最艱難的現場環境出現差錯。即使空運、不一致的電源、低溫、下雨、下雪、泥爛和所有其他凌辱，仍然生存，並給我準確、精密的氣體濃度測量。』
引用文獻
Brummell, M.E.、R.E. Farrell、和 S.D. Siciliano，《北極綠洲之溫室氣體產生及表面流通量》。土壤生物學和生物化學，2012，52：1-12頁。
鳴謝
這研究由加拿大政府透過大自然科學及工程研究委員會 (NSERC) 及國際北極年 (IPY) 氣候變化對加拿大北極凍原生態系統 (CiCAT) 項目資助。
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