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從定義、變化、來(lái)源到如何監(jiān)測(cè)詳解“溫室氣體”

閱讀:1791      發(fā)布時(shí)間:2022-9-28
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隨著工業(yè)快速發(fā)展、人口高速增長(zhǎng),人類(lèi)的活動(dòng)區(qū)域不斷擴(kuò)張,化石能源的大量開(kāi)采使用、植被的減少、化肥的過(guò)量使用等等原因,生態(tài)環(huán)境惡化情況加劇的原因,解決溫室氣體含量的持續(xù)性大幅增加成為了當(dāng)務(wù)之急。

 

什么是溫室氣體?

 

溫室氣體是大氣中能吸收地面反射中的長(zhǎng)波輻射、并重新發(fā)射輻射的一些氣體,因本身分子結(jié)構(gòu)含有極性共價(jià)鍵,內(nèi)部極性發(fā)生變化的震動(dòng)產(chǎn)生了紅外線吸收,所以擁有吸收紅外光譜、保存紅外熱能的能力,他們的存在使地球表面變得更暖,避免了晝夜溫差、四季溫差過(guò)大,從總體來(lái)看,具備這一特征的溫室氣體大約有30多種。適量的溫室氣體是對(duì)地球生態(tài)和人類(lèi)有利的,但過(guò)量的溫室氣體會(huì)給地球生態(tài)帶來(lái)負(fù)面影響。京都議定書(shū)里面規(guī)定控制的六種溫室氣體有:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4、六氟化硫(SF6)、全氟碳化物(PFCs)、氫氟碳化物(HFCs)。

 

溫室氣體含量變化

 

造成這種現(xiàn)象的原因,主要是人類(lèi)的生產(chǎn)活動(dòng),尤其是工業(yè)各命后,生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步讓人類(lèi)走上了發(fā)展的快車(chē)道,同時(shí)能源消耗、污染排放和對(duì)生態(tài)環(huán)境的改變也進(jìn)入了加速模式,讓地球生態(tài)系統(tǒng)逐漸失衡。CO2、CH4、N2O是自然界中一直存在的氣體,SF6、PFCs、HFCs制冷劑等幾乎全是人工合成物質(zhì)。

 

各溫室氣體的GWP和貢獻(xiàn)

 

值得一提的是,雖然都是溫室氣體,但每種氣體的升溫作用是不同的,主要取決于三個(gè)因素,一是此種氣體吸收紅外輻射的能力,二是其在大氣中的含量,三是這種氣體在大氣中的存留時(shí)間。為了統(tǒng)一度量整體溫室效應(yīng)的結(jié)果,同時(shí)考慮CO2是人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w,規(guī)定以CO2當(dāng)量為度量溫室效應(yīng)的基本單位。目前,使用全球變暖潛能值GWP來(lái)衡量溫室氣體自身對(duì)溫室效應(yīng)的影響;GWP是一個(gè)相對(duì)值,表征某一種溫室氣體能夠捕獲得到的空氣中的熱量,即一定時(shí)間內(nèi),溫室氣體所捕獲到的熱量相對(duì)于同樣質(zhì)量的CO2所捕獲的熱量之比,這樣可把不同溫室氣體的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化。




 

溫室氣體的來(lái)源

哪些活動(dòng)導(dǎo)致了溫室氣體的持續(xù)增加呢,不同氣體的來(lái)源有較大差異,主要來(lái)源見(jiàn)下表


溫室氣體的監(jiān)測(cè)

 

溫室氣體含量的增加導(dǎo)致了全球變暖,這對(duì)許多地區(qū)的自然生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生了影響,如氣候異常、海平面升高、冰川凍土融化、動(dòng)植物分布范圍變化,等等,隨著全球氣候變暖,惡劣天氣事件發(fā)生的頻率也有所提高。應(yīng)對(duì)溫室效應(yīng)帶來(lái)的全球?yàn)?zāi)難已經(jīng)得到越來(lái)越多國(guó)家的認(rèn)同和重視。

 

2020,國(guó)家提出了“雙碳"目標(biāo)為貫徹落實(shí)碳達(dá)峰、碳中和重大宣示,從生態(tài)環(huán)境部到科研院所,從企業(yè)到個(gè)人,采取了各種行動(dòng),助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)、碳中和愿景。

 

為了有效控制溫室氣體的排放,建立碳核算體系,需要準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)大氣中的溫室氣體實(shí)時(shí)含量,準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)污染源、移動(dòng)源溫室氣體排放量,準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)煤炭開(kāi)采、天然氣輸運(yùn)過(guò)程、沼氣能源外泄CH4氣體含量,準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)土壤、污水、海水中某些溫室氣體含量,監(jiān)測(cè)工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖活動(dòng)中的溫室氣體排放量。同時(shí),一些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還可以用于反饋調(diào)整生產(chǎn)和工藝,提高能效、避免浪費(fèi)。

 

針對(duì)不同領(lǐng)域的溫室氣體監(jiān)測(cè)需求,武漢晟諾儀器eLAS激光溫室氣體分析儀是根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)在線分析、環(huán)保在線監(jiān)測(cè)需求研制的一款高性能激光氣體分析儀。該分析儀儀采用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAS)檢測(cè)技術(shù),具有超低量程的監(jiān)測(cè)下限,檢測(cè)限可實(shí)現(xiàn)ppb級(jí)別。TDLAS技術(shù)相比氣體測(cè)量原理具有更高的光譜分辨率,從而具有優(yōu)異的抗背景氣體交叉干擾性能,提高過(guò)程氣體分析的精度和可靠性。分析儀可根據(jù)工況對(duì)溫室氣體例如O2、CO、CO2等進(jìn)行分析。

 

eLAS激光溫室氣體分析儀具有抗氣體交叉影響能力強(qiáng),測(cè)量精度高。靈敏度高等特點(diǎn)。可實(shí)現(xiàn)百分比、ppb級(jí)檢測(cè)。同時(shí)配備光譜多線掃描,可消除粉塵、焦油以及背景氣干擾。本產(chǎn)品設(shè)計(jì)靈活,可采用盤(pán)裝或壁掛結(jié)構(gòu)。半年校準(zhǔn)周期,使用成本低且可提供OEM/ODM服務(wù)。以下為晟諾儀器eLAS激光溫室氣體分析儀產(chǎn)品參數(shù)

 

 

eLAS激光溫室氣體分析儀對(duì)溫室氣體(主要有甲烷、二氧化碳、一氧化碳等)的常規(guī)或臨時(shí)的數(shù)據(jù)收集、監(jiān)測(cè)和計(jì)算,通過(guò)綜合觀測(cè)、數(shù)值模擬、統(tǒng)計(jì)分析等手段,獲取溫室氣體排放強(qiáng)度、環(huán)境中濃度、生態(tài)系統(tǒng)碳匯以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響等碳源和碳匯狀況及其變化趨勢(shì)信息。從而構(gòu)建基礎(chǔ)城市碳監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),提高地方溫室氣體統(tǒng)計(jì)核算精準(zhǔn)性,有序?qū)嵤┗A(chǔ)城市碳源和碳匯監(jiān)測(cè),研究探索碳監(jiān)測(cè)評(píng)估工作模式和數(shù)據(jù)應(yīng)用,發(fā)揮碳監(jiān)測(cè)評(píng)估在實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)和碳中和愿景中的重要支撐作用。


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