应用案例

Picarro G2301（温室气体移动测量在CH₄ 排放归因与量化中的应用）

发表时间：2024-04-17

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研究背景

减少甲烷（CH₄）排放是短期国际协议中缓解气候变化的主要措施。业界基本认同:尽量减少工业排放可能是一项符合逻辑的战略。但在工业密集区或城市地区，对于CH₄排放量基于逐个排放点水平上的清查和验证是一项挑战。

自 2007 年之后CH₄排放迅速增加，引起国际社会的普遍关注

这项研究使用高精度移动测量方法对单个设施甲烷排放进行检测、归因和量化，提供快速解决方案。在一个为期14天的非连续观测活动中，研究人员在一辆厢式车辆上，使用多台Picarro CRDS 分析仪测量了阿姆斯特丹港19个排放点周围的甲烷 (CH₄)、乙烷（C₂H₆）和二氧化碳（CO₂）摩尔分数。并使用高斯羽流扩散模型（GPDM），对九个地点的排放进行了量化，通过与排放清单中排放点及其登记数据进行比较，结果表明：移动测量可用于交叉检查排放报告并确定未报告的潜在排放源位置。

移动实验设置

所有测量均在公共道路行驶中进行，一辆大众厢式车辆载有两台CRDS 分析仪，一台 Picarro G2301，以0.3 Hz的频率测量大气环境的CO₂、CH₄和H₂O的大气摩尔分数，流速为187 ml/min；另一台为 Picarro G4302型，以1 Hz的频率测量 C₂H₆、CH₄和H₂O的大气摩尔分数。该仪器使用了双测量模式同时测量C₂H₆和CH₄，流速为2.2 L/min，每 0.001s 刷新一次光腔。两个采样入口均位于车辆的前保险杠中，高于街道高度约90 cm。GPS使用三星的移动设备。

上图显示了港口地区所有关注的排放点，以及甲烷排放的检测和量化程度。

数据分析

以上图中位置0 “诺尔纳垃圾填埋场”为例

下图显示了使用G2301/WRF方法在“诺尔纳垃圾填埋场”各个截面位置的排放。显示了两组不同的测量值，其中第一组由两条不同道路的测量值组成；第二组与排放源的距离大约是第一组的两倍。该图显示，越接近排放源，测量排放越高，且随着距离的增加而降低，但第二组与第一组的最后8次测量相似，说明一段距离之后，数值趋于稳定。

实际上，该设施的CH₄排放量已在之前进行过测量，但并未录入排放清单。原先的排放数据为172.8 kgCH₄/h。本次根据不同的气象数据得到的平均排放为88.3 ± 10.6 至105.7 ± 14 kgCH₄/h，可见与之前记录数据存在较大的差异。

上图：诺尔纳垃圾填埋场的量化排放，显示了Picarro G2301和WRF 气象数据结合得到的各个断面排放量与“测量点与排放源距离”的关系。距离较劲近的排放测量结果较高，但随着距离的增加，排放结果趋于稳定。

结论

在阿姆斯特丹海港区登记排放量的12个排放源中，有3个排放源成功地进行了CH₄排放量化，这3个污水处理厂占所有登记排放量的95%以上。其他具有登记排放量的排放源由于排放总量非常低，难以用高斯羽流扩散模型（GPDM）方法进行测量。

另外，大多数排放都是在未注册的排放点中发现的，因此不能排除某些排放源被传统清单所忽略，需要进一步的测量来发现并验证。

实验综合结果表明，高精度的温室气体移动测量数据与报告可有效用于同排放清单的交叉检查，进行数据修正；更可以发现并确定未列入清单的潜在排放源位置以及量化其排放值。

原文链接

https://studenttheses.uu.nl/handle/20.500.12932/42273?show=full

仪器简介

责任编辑：王继军

审核：韩一萱