UV-induced NOy emissions in gas-exchange chambers enclosing Scots pine shoots: an analysis on their origin and significance
Raivonen M. (2008). UV-induced NOy emissions in gas-exchange chambers enclosing Scots pine shoots: an analysis on their origin and significance. https://doi.org/10.14214/df.71
Tiivistelmä
Hapettuneiden typpiyhdisteiden (NOy) lähteet ja nielut ilmakehässä tulisi tuntea hyvin, koska typpiyhdisteillä on merkittävä vaikutus alailmakehän kemiaan ja ekosysteemien rehevöitymiseen. Yksi tuntematon osatekijä kaasumaisten typpiyhdisteiden taseessa on kasvillisuus. Kasvit ottavat typpiyhdisteitä ilmasta ilmarakojensa kautta, mutta ei tiedetä varmasti, voivatko kasvit myös vapauttaa niitä ilmaan silloin, kun ilman NOy-pitoisuus kasvin ympärillä on alhainen. Mahdolliset NOy-emissiot kasveista ovat pieniä ja vaikeasti mitattavissa. Tämän tutkimuksen tarkoitus oli analysoida havaintoa, joka tehtiin Etelä-Suomessa SMEAR II -mittausasemalla: auringon ultraviolettisäteily (UV) aiheutti NOy-emissioita kammioissa, joilla mitattiin männyn (Pinus sylvestris L.) versojen kaasunvaihtoa. Tutkimusmenetelminä käytettiin sekä mittauksia että mallitusta. Mittaukset tehtiin luonnonolosuhteissa, joten ilman NOy-pitoisuudet olivat yleensä hyvin alhaiset. NOy-yhdisteitä vapautui mittakammioiden sisäpinnoilta. Nämä emissiot riippuivat UV-säteilyn voimakkuudesta, ja ne lisääntyivät vähitellen aina pintoja peittäneen Teflon-kalvon uusimisen jälkeen. Männyn versojen osuutta kammioissa havaittuihin kokonaisemissioihin pyrittiin selvittämään testaamalla, vähenevätkö emissiot, kun versot poistetaan kammiosta. Ne vähenivät mutta vain silloin, kun UV-säteily pääsi kammioon. Tästä pääteltiin, että NOy-emissiota tapahtuu myös versosta. Verson haihdutuksen mahdollisia vaikutuksia kammion seinämiltä lähteviin NOy-emissioihin pohditaan väitöskirjan yhteenveto-osassa ennen julkaisemattoman aineiston valossa. Työssä arvioitiin UV-säteilyn aiheuttaman NOy-emission taustalla olevia mahdollisia prosesseja. Pintareaktio vaikutti todennäköisemmältä kuin jokin kasvin aineenvaihduntaan liittyvä prosessi. Neulasten pinnoille laskeutuneen nitraatin hajoaminen valossa saattoi aiheuttaa havaitut emissiot; mittaukset tukivat tätä hypoteesia. Tällöin emissiot ilmeisesti koostuisivat lähinnä typpidioksidista (NO2), typpioksidista (NO) ja typpihapokkeesta (HONO). Kasvien kaasunvaihdon osalta yleisesti tutkituimmat typpiyhdisteet ovat olleet NO2 ja NO (yht. NOx). Tässä työssä emissioiden merkitystä männyn NOx-vaihdossa analysoitiin mallilla, joka kuvasi verson NOy-emissioita ja NOy:n ottoa. Malli ennusti, että mikäli emissiota tapahtuu, männyt toimivat pikemminkin NOx:n lähteenä kuin nieluna jopa suhteellisen korkeissa ilman NOx-pitoisuuksissa.
Avainsanat
NO<sub>x</sub>-laskeuma;
kompensaatiopiste;
nitraatin fotolyysi;
tyhjä kammio
-
Raivonen,
University of Helsinki, Department of Forest Ecology
Sähköposti
mr@nn.fi
Julkaistu 30.9.2008
Katselukerrat 3314
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.71 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Hari, P., Raivonen, M., Vesala, T., Munger, J. W., Pilegaard, K. & Kulmala, M. 2003. Ultraviolet light and leaf emission of NOx. Nature, 422: 134.
https://doi.org/10.1038/422134a
Raivonen, M., Keronen, P., Vesala, T., Kulmala, M. & Hari, P. 2003. Measuring shoot-level NOx flux in field conditions: the role of blank chambers. Boreal Environment Research 8: 445 – 455.
http://www.borenv.net/BER/pdfs/ber8-445.pdf
Raivonen, M., Bonn, B., Sanz, M. J., Vesala, T., Kulmala, M. & Hari, P. 2006. UV-induced NOy emissions from Scots pine: Could they originate from photolysis of deposited HNO3? Atmospheric Environment 40: 6201-6213.
https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.03.063
Raivonen, M., Vesala, T., Pirjola, L., Altimir, N., Keronen, P., Kulmala, M. & Hari, P. 2009. Compensation point of NOx exchange: net result of NOx consumption and production. Agricultural and Forest Meteorology 149: 1073–1081.
