Maarit Raivonen

UV-induced NO_y emissions in gas-exchange chambers enclosing Scots pine shoots: an analysis on their origin and significance

Raivonen M. (2008). UV-induced NO_y 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 (NO_y) 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 NO_y-pitoisuus kasvin ympärillä on alhainen. Mahdolliset NO_y-emissiot kasveista ovat pieniä ja vaikeasti mitattavissa. Tämän tutkimuksen tarkoitus oli analysoida havaintoa, joka tehtiin Etelä-Suomessa SMEAR II -mittausasemalla: auringon ultraviolettisäteily (UV) aiheutti NO_y-emissioita kammioissa, joilla mitattiin männyn (Pinus sylvestris L.) versojen kaasunvaihtoa. Tutkimusmenetelminä käytettiin sekä mittauksia että mallitusta. Mittaukset tehtiin luonnonolosuhteissa, joten ilman NO_y-pitoisuudet olivat yleensä hyvin alhaiset. NO_y-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 NO_y-emissiota tapahtuu myös versosta. Verson haihdutuksen mahdollisia vaikutuksia kammion seinämiltä lähteviin NO_y-emissioihin pohditaan väitöskirjan yhteenveto-osassa ennen julkaisemattoman aineiston valossa. Työssä arvioitiin UV-säteilyn aiheuttaman NO_y-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. NO_x). Tässä työssä emissioiden merkitystä männyn NO_x-vaihdossa analysoitiin mallilla, joka kuvasi verson NO_y-emissioita ja NO_y:n ottoa. Malli ennusti, että mikäli emissiota tapahtuu, männyt toimivat pikemminkin NO_x:n lähteenä kuin nieluna jopa suhteellisen korkeissa ilman NO_x-pitoisuuksissa.

Avainsanat
NO_x-laskeuma; kompensaatiopiste; nitraatin fotolyysi; tyhjä kammio

Julkaistu 30.9.2008

Katselukerrat 3313

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 NO_x. Nature, 422: 134.

https://doi.org/10.1038/422134a

Raivonen, M., Keronen, P., Vesala, T., Kulmala, M. & Hari, P. 2003. Measuring shoot-level NO_x 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 NO_y 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 NO_x exchange: net result of NO_x consumption and production. Agricultural and Forest Meteorology 149: 1073–1081.

https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2009.01.003

---