痕量甲烷碳同位素真空制样系统的研制与贵州省一些水稻田甲烷碳同位素组成的初步测定

甲烷碳同位素（δ~(13)C）在辩识甲源汇和提示甲烷的产出机理、传输途径方面有重要作用国内因痕量甲烷的同位素制样问题未能开展有关的研究工作。我们研制了一套痕量甲烷碳同位素的真空制样系统，并对贵州省内一些水稻田的甲烷δ~(13)C值作了初步测定。痕量甲烷碳同位素真空制样系统充分考虑到气样中CO_2、H_2O、CO和非甲烷烃等杂质气体对甲烷同位素制样的干扰，在吸收和借鉴前人工作基础上研制出来，在设计上具有以下特点：（1）制样过程中杂质气体的清除采用多环“冷阱串”，保证冷冻过程的可靠性和稳定性。（2）甲烷的高温转化使用了新型HA-02贵金属催化剂，实验检测表明：在较低的温度下（400 ℃ - 500 ℃）HA-02催化剂能确保甲烷的充分氧化分解。（3）CO_2气样设计有样品管和熔封管两种接收方式，便于收集和贮存。（4）真空制样系统可以制备气样中CO_2、CO的同位素样本，与质谱仪配合可以同步监测CO_2、CO的碳氧同位素组成。同位素条件检测实验证明了痕量甲烷碳同位素真空制样的可行性。用自行研制的真空系统对贵州省内一些水稻田甲烷的δ~(13)C值初步测定表明：稻田甲烷以富集轻同位素为特征，δ~(13)C变化在-54.05 ～ -64.47‰，平均为-60.67 ± 3.56‰，比较接近肯尼亚水稻田的研究结果，同时甲烷δ~(13)C值在一天中从上竿到晚上有逐步富集~(13)C的趋势。