二氧化碳传感器监测湖泊碳循环，发现我国湖泊碳汇增强

二氧化碳传感器监测湖泊碳循环，发现我国湖泊碳汇增强

随着全球气候变化的加剧，湖泊作为重要的碳汇和碳源，在全球碳循环中扮演着越来越重要的角色。然而，我国湖泊CO2研究起步较晚，数据相对匮乏，这在一定程度上限制了我们对湖泊碳循环机制的理解。近年来，随着传感器技术的快速发展，二氧化碳传感器在湖泊环保监测中的应用日益广泛，为深入研究湖泊碳循环提供了有力的技术支持。

非分散红外（NDIR）气体传感器是目前应用最为广泛的CO2检测技术之一。其工作原理基于红外线吸收理论：由不同原子构成的分子（如CO2）在特定波长下能够吸收红外线，这种吸收现象被称为“物质指纹”。当红外线通过含有CO2的介质时，CO2分子会吸收特定波长的红外线，导致红外线强度减弱。通过测量红外线的透射率（透射光强度与原始辐射光强度之比），可以计算出CO2的浓度。

NDIR气体传感器具有体积小、功耗低、精度高、响应快等优点。传感器主要由红外线放射光源、感光元件、光学滤镜和检测匣体、信号处理电路组成。在单光源双波长型传感器中，通过比较检测对象气体的可吸收波长范围与不可吸收波长范围的透射量，可以实现长期稳定的气体浓度检测。

在湖泊环保监测中，二氧化碳传感器发挥着至关重要的作用。以GW-2034B溶存CO2/CH4传感器为例，该传感器采用先进的光谱传感器技术，能够实时、准确地监测水体中的CO2浓度。其测量范围为0~2000 ppm，精度可达±1% F.S，适用于湖泊、河流、地下水、海洋和污水处理等多种水环境。

该传感器采用快速膜渗透平衡技术与高精度光谱气体浓度测定技术相结合的方式，无需使用化学试剂，具有体积小、费用低、维护少、即插即用等特点，能够实时提供溶存CO2浓度变化数据。其工作模式包括走航测量、锚系测量和站式测量，安装方式多样，可选择站点式、手持式或漂浮式，具有很高的灵活性和便捷性。

近年来，我国在湖泊碳循环研究方面取得了重要进展。中国科学院南京地理与湖泊研究所等单位的研究团队，通过整合近300个全国湖泊调查数据，发现过去几十年我国湖泊整体正从CO2源向汇转变。这一转变与水质改善密切相关，体现了减污降碳的协同效应。

另一项发表在《自然-通讯》上的研究则揭示了1984-2023年中国湖泊有机碳储量的显著增加。研究发现，中国湖泊溶解性有机碳（DOC）和颗粒性有机碳（POC）储量分别增加了44.6%和33.5%。西北地区的湖泊DOC浓度显著高于东南部，而POC则呈现相反的格局。研究还发现，人类活动对DOC浓度空间变化的贡献为50.2%，气候因子对POC浓度空间变化的贡献为75.9%。

尽管二氧化碳传感器在湖泊环保监测中已经取得了显著成效，但仍面临一些挑战。例如，如何提高传感器的长期稳定性，如何在极端环境条件下保持监测精度，以及如何实现多参数同步监测等。未来，随着技术的不断进步，二氧化碳传感器将在湖泊环保监测中发挥更大的作用，为全球气候变化研究提供更精准的数据支持。

湖泊碳循环是一个复杂的生态系统过程，涉及生物、化学和物理等多个层面的相互作用。通过持续的监测和研究，我们不仅能更好地理解湖泊在碳循环中的作用，还能为制定有效的环境保护政策提供科学依据。二氧化碳传感器作为湖泊环保监测的关键工具，其重要性将日益凸显。