應(yīng)用案例
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研究背景
減少甲烷(CH4)排放是短期國際協(xié)議中緩解氣候變化的主要措施。業(yè)界基本認同:盡量減少工業(yè)排放可能是一項符合邏輯的戰(zhàn)略。但在工業(yè)密集區(qū)或城市地區(qū),對于CH4排放量基于逐個排放點水平上的清查和驗證是一項挑戰(zhàn)。
自 2007 年之后CH4排放迅速增加,引起國際社會的普遍關(guān)注
這項研究使用高精度移動測量方法對單個設(shè)施甲烷排放進行檢測、歸因和量化,提供快速解決方案。在一個為期14天的非連續(xù)觀測活動中,研究人員在一輛廂式車輛上,使用多臺Picarro CRDS 分析儀測量了阿姆斯特丹港19個排放點周圍的甲烷 (CH4)、乙烷(C2H6)和二氧化碳(CO2)摩爾分數(shù)。并使用高斯羽流擴散模型(GPDM),對九個地點的排放進行了量化,通過與排放清單中排放點及其登記數(shù)據(jù)進行比較,結(jié)果表明:移動測量可用于交叉檢查排放報告并確定未報告的潛在排放源位置。
移動實驗設(shè)置
所有測量均在公共道路行駛中進行,一輛大眾廂式車輛載有兩臺CRDS 分析儀,一臺 Picarro G2301,以0.3 Hz的頻率測量大氣環(huán)境的CO2、CH4和H2O的大氣摩爾分數(shù),流速為187 ml/min;另一臺為 Picarro G4302型,以1 Hz的頻率測量 C2H6、CH4和H2O的大氣摩爾分數(shù)。該儀器使用了雙測量模式同時測量C2H6和CH4,流速為2.2 L/min,每 0.001s 刷新一次光腔。兩個采樣入口均位于車輛的前保險杠中,高于街道高度約90 cm。GPS使用三星的移動設(shè)備。
上圖顯示了港口地區(qū)所有關(guān)注的排放點,以及甲烷排放的檢測和量化程度。
數(shù)據(jù)分析
以上圖中位置0 “諾爾納垃圾填埋場”為例
下圖顯示了使用G2301/WRF方法在“諾爾納垃圾填埋場”各個截面位置的排放。顯示了兩組不同的測量值,其中第一組由兩條不同道路的測量值組成;第二組與排放源的距離大約是第一組的兩倍。該圖顯示,越接近排放源,測量排放越高,且隨著距離的增加而降低,但第二組與第一組的最后8次測量相似,說明一段距離之后,數(shù)值趨于穩(wěn)定。
實際上,該設(shè)施的CH4排放量已在之前進行過測量,但并未錄入排放清單。原先的排放數(shù)據(jù)為172.8 kgCH4/h。本次根據(jù)不同的氣象數(shù)據(jù)得到的平均排放為88.3 ± 10.6 至105.7 ± 14 kgCH4/h,可見與之前記錄數(shù)據(jù)存在較大的差異。
上圖:諾爾納垃圾填埋場的量化排放,顯示了Picarro G2301和WRF 氣象數(shù)據(jù)結(jié)合得到的各個斷面排放量與“測量點與排放源距離”的關(guān)系。距離較勁近的排放測量結(jié)果較高,但隨著距離的增加,排放結(jié)果趨于穩(wěn)定。
結(jié)論
在阿姆斯特丹海港區(qū)登記排放量的12個排放源中,有3個排放源成功地進行了CH4排放量化,這3個污水處理廠占所有登記排放量的95%以上。其他具有登記排放量的排放源由于排放總量非常低,難以用高斯羽流擴散模型(GPDM)方法進行測量。
另外,大多數(shù)排放都是在未注冊的排放點中發(fā)現(xiàn)的,因此不能排除某些排放源被傳統(tǒng)清單所忽略,需要進一步的測量來發(fā)現(xiàn)并驗證。
實驗綜合結(jié)果表明,高精度的溫室氣體移動測量數(shù)據(jù)與報告可有效用于同排放清單的交叉檢查,進行數(shù)據(jù)修正;更可以發(fā)現(xiàn)并確定未列入清單的潛在排放源位置以及量化其排放值。
原文鏈接
https://studenttheses.uu.nl/handle/20.500.12932/42273?show=full
儀器簡介
責(zé)任編輯:王繼軍
審核:韓一萱