一、溫室(shi)氣體監測主要包括(kuo)哪些(xie)?
甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)和(he)氧化亞(ya)氮(N2O)等具有溫室(shi)效應的微量氣(qi)體稱為(wei)溫室(shi)氣(qi)體。
根據(ju)京都議定書中規定的6種(zhong)溫室氣體為二氧化(hua)碳、甲烷、氧化(hua)亞氮、氫氟碳化(hua)合(he)物、全(quan)氟碳化(hua)合(he)物、六(liu)氟化(hua)硫。
后三(san)種氣體造成溫(wen)(wen)室(shi)效應的(de)(de)(de)能力強(qiang),但(dan)從對全球升(sheng)溫(wen)(wen)的(de)(de)(de)貢獻(xian)來說,CO2、CH4、N2O三(san)大主要溫(wen)(wen)室(shi)氣體所占(zhan)的(de)(de)(de)比例最(zui)大,對全球變暖的(de)(de)(de)總體貢獻(xian)占(zhan)到77%,濃度也(ye)呈現出逐年升(sheng)高(gao)的(de)(de)(de)趨勢。
大氣(qi)中CO2、CH4和N2O三種(zhong)組(zu)分是(shi)目前溫(wen)室氣(qi)體監測(ce)的(de)(de)主要(yao)對(dui)象,也是(shi)當前各國控(kong)制減排的(de)(de)主要(yao)溫(wen)室氣(qi)體組(zu)分。
二、溫室氣體檢(jian)測主流技術(shu)優缺點?
目(mu)前溫室(shi)氣體監(jian)測主要有(you)非分散紅(hong)(hong)外(wai)線原理(NDIR)、傅(fu)里葉變換紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)(guang)譜原理(FTIR)、可調諧半導體激(ji)光(guang)(guang)吸收光(guang)(guang)譜法(fa)(TDLAS)、差(cha)(cha)分吸收激(ji)光(guang)(guang)雷達技術(shu)(DIAL)、光(guang)(guang)腔衰蕩法(fa)(CRDS)、激(ji)光(guang)(guang)差(cha)(cha)分中(zhong)紅(hong)(hong)外(wai)法(fa)(IRIS)、離軸積分腔輸出光(guang)(guang)譜技術(shu)(OA-ICOS)、激(ji)光(guang)(guang)外(wai)差(cha)(cha)光(guang)(guang)譜技術(shu)(LHS)、空(kong)間外(wai)差(cha)(cha)光(guang)(guang)譜技術(shu)(SHS)等。
非分(fen)散紅(hong)外(wai)線原理(NDIR)原理,具有結構簡單、操(cao)作方(fang)便(bian)、成本(ben)低廉等優點,但儀器的光譜分(fen)辨率(lv)和檢測靈敏度(du)相對(dui)其他原理較(jiao)低。
傅(fu)里葉變換紅(hong)外光譜(pu)原理(FTIR),能夠實現多種(zhong)組分(fen)同(tong)時監測(ce),適用(yong)于溫室氣體的本(ben)底、廓線和時空變化(hua)測(ce)量及其同(tong)位(wei)素探(tan)測(ce),儀器系(xi)統(tong)較為復(fu)雜,價格比(bi)較昂(ang)貴。
可調諧半(ban)導體激光原(yuan)理TDLAS,具有響應速度(du)快、靈敏度(du)高、光譜分(fen)辨率高等優(you)勢(shi),能夠(gou)實(shi)現溫室氣體原(yuan)位(wei)點(dian)(dian)式(shi)(shi)和區(qu)域開放式(shi)(shi)探測(ce),缺點(dian)(dian)是對于多氣體組分(fen)監測(ce)需要多個(ge)傳感器
DIAL技(ji)術是(shi)一種(zhong)利(li)用氣體分子后(hou)向(xiang)散(san)射效應進(jin)行氣體遙感探測的光譜技(ji)術,具(ju)有高(gao)精度、遠(yuan)距離、高(gao)空間分辨等優點,系統較為(wei)復雜(za),成本較高(gao)。
CRDS和(he)OA-ICOS技術均(jun)屬(shu)于小型化的(de)氣體(ti)原位探測技術,在(zai)溫室氣體(ti)監測方面,能夠(gou)實現很高(gao)的(de)檢測靈敏度,成本比TDLAS要高(gao)。
LHS和SHS都屬(shu)于(yu)高精度(du)、高光譜分辨的(de)氣體檢(jian)測(ce)技(ji)術,適用于(yu)溫室氣體的(de)柱濃度(du)或垂(chui)直廓線探測(ce),可用于(yu)地基和星載大氣探測(ce)領域。
三、溫室氣(qi)體(ti)分析應用場景:
地(di)面監測(ce):主要應(ying)用場景是固(gu)(gu)定源溫(wen)室氣體排放監測(ce),如(ru)電力、石(shi)化、鋼鐵、垃圾填埋危廢處(chu)理等能耗大戶固(gu)(gu)定排放口溫(wen)室氣體監測(ce)。
地(di)基監(jian)測:為溫室氣(qi)體(ti)時空分布、變化(hua)特征、區域排放等的(de)研究提供可靠(kao)的(de)觀測數(shu)據。
機(ji)載(zai)監(jian)測(ce)(ce):在空中對大氣(qi)(qi)(qi)(qi)層(ceng)每個層(ceng)高對氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)進(jin)行檢(jian)測(ce)(ce)或對每個層(ceng)高的氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)采樣后到實驗(yan)室(shi)進(jin)行測(ce)(ce)量,具有靈活性(xing)(xing)高、機(ji)動性(xing)(xing)強、監(jian)測(ce)(ce)面(mian)積(ji)大等優(you)點。機(ji)載(zai)溫室(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)探測(ce)(ce)是對溫室(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)垂直(zhi)廓線(xian)的直(zhi)接測(ce)(ce)量。
星(xing)載(zai)監測:用于在全球尺度上對(dui)大氣溫(wen)室氣體(ti)開展廣范圍、長時間的持(chi)續(xu)監測,因此星(xing)載(zai)探測可以(yi)促進全球溫(wen)室氣體(ti)源(yuan)匯分布的研究(jiu)。
四、溫室氣體檢(jian)測(ce)主流技術(shu)品牌:
在(zai)溫室氣體(ti)高(gao)靈敏探(tan)測技術方面,目(mu)前以美國(guo)(guo)Picarro、ABB、德國(guo)(guo)Bruker等(deng)公司(si)為主,其產品(pin)在(zai)大氣背(bei)景站、高(gao)原科考及(ji)其他(ta)溫室氣體(ti)高(gao)精(jing)度(du)測量需(xu)求領域(yu)應用(yong)廣泛。在(zai)固定源溫室氣體(ti)排放連續(xu)監測方面,國(guo)(guo)內相關(guan)技術比較成熟,有對應的解決方案,在(zai)高(gao)精(jing)度(du)高(gao)靈敏監測方面目(mu)前和國(guo)(guo)外公司(si)還有一定差距。
隨(sui)著國家大力(li)推進雙(shuang)碳政策,目前國內(nei)在(zai)溫室氣體監測技術研究方面(mian)也開展了(le)大量的工作(zuo),
一些高校及研(yan)究(jiu)院(yuan)(yuan)所(suo)(suo)開始(shi)著手溫室(shi)氣體(ti)監(jian)測方面的研(yan)究(jiu)。如中國科學(xue)院(yuan)(yuan)安徽光機所(suo)(suo)、中國科學(xue)院(yuan)(yuan)大連化學(xue)物理研(yan)究(jiu)所(suo)(suo)等。
針對固定源溫室(shi)氣體排(pai)放連續監測(ce)(ce)方(fang)面,諾科(ke)儀(yi)器NK-500系(xi)(xi)列紅外線氣體分析儀(yi)可(ke)以(yi)勝任。NK-500系(xi)(xi)列紅外線氣體分析儀(yi)采(cai)用(yong)NDIR不分光(guang)紅外線原理,傳感(gan)器核心采(cai)用(yong)進口光(guang)源,測(ce)(ce)量范圍寬可(ke)分析氣體上限達100%,下限達幾個 (ppm)的濃度(du),進行精細化處理后,還可(ke)以(yi)進行痕(hen)量級(ppb)分析。
儀器穩定(ding)性(xing)好,反應速度(du)快,響應時(shi)間一般在10S內(達到(dao)T90的時(shi)間),可針對(dui)廠界及固定(ding)源溫室氣(qi)體(ti)排放進行%至ppm級別(bie)的實時(shi)在線監測。
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