【应用】大气中甲烷基线浓度及来源调查

上海奕枫仪器设备有限公司

2021/07/09 11:05

温室气体的自然和人为来源的表征和量化源于对气候变化的高度认识以及对适当温室气体核算的需要（IPCC，2008年）。建立一个大气条件的基线，便于对未来可能发生的任何变化进行适当的监测。确定CH₄的基线浓度，并了解该地区温室气体的发生来源，可以更好地评估区域温室气体浓度的贡献者。

有两种方法可以确定地面上CH₄的来源。一种方法是描述CH₄中的碳和氢的特性，不同同位素的比例取决于气体的生产途径。另一种方法是测量大气中的乙烷（C₂H₆）与CH₄浓度。出现相关的CH₄和C₂H₆浓度表明有热源（如天然气），而C₂H₆和CH₄之间没有相关关系表明有生物源（如牛）。大气中这两种气体的相关性是一个强有力的指标，表明CH₄升高的地区与微生物生产/生物性CH₄排放无关。

在对Gippsland的大气基线调查中，使用MIRA Pico Mobile LDS 天然气泄漏监测仪对第一次本底调查中CH₄浓度较高区域，测量了大气中的乙烷（C₂H₆）与CH₄浓度。

（MIRA Pico Mobile LDS分析仪（由黄色框突出显示）在现场车辆中的设置。）

（Gippsland地区大气调查路线及最大CH₄浓度测量值。）

（热源（高压输油管道与高压输气管道）的CH4和C2H6浓度之间的相关性（R2＞0.99））

（Gippsland 盆地生物源（牛）和热源（天然气管道和城市地区）CH₄的增强率。）

Gippsland 盆地生物源（牛）和热源（天然气管道和城市地区）CH₄的增强率。

CH₄和C₂H₆在产热CH₄中同时存在，这些气体高度相关，被测量的大气CH₄最有可能是产热源；然而，它也可能来自生物质燃烧。CH₄的增强率取决于源中存在多少C₂H₆；增强率越高，C₂H₆与CH₄的比例越高。这些差异通过邻近天然气基础设施和受生物质燃烧影响的地区（紫色：林火）的测量显示出来。与研究区测量的其他来源相比，生物质燃烧地点的CH₄浓度相对较小；然而，由于生物质燃烧的C₂H₆与其他热源的比例更高，因此可以将其与天然气排放区分开来。产热源具有比相邻牛厂处测量的CH₄具有更高的增强率，但与生物质燃烧相比，它们具有较低的梯度。

MIRA Pico Mobile LDS是一款高灵敏度天然气泄漏检测系统。它将实时激光吸收光谱仪与内置GPS功能相结合，是一款便携、优秀的天然气体泄漏检测工具。

Pico Mobile LDS 在中红外区域运行，甲烷和乙烷的灵敏度达到了每秒ppb级。能够明确区分天然气与其他生物来源气体（如垃圾填埋场气体、养牛场、沼泽气体、下水道气体和永久冻土）。Pico Mobile LDS 设备是其他同类设备体积的1/10，灵敏度是其他设备的30倍，能实时准确检测乙烷/甲烷比率，降低错误警报。Pico Mobile LDS系统提供准确的乙烷/甲烷比率，其水平可与质谱分析方法相媲美，无需相关的样品处理或耗材。

Pico Mobile LDS包括一个每秒获取空间坐标的GPS。仪器将这些坐标聚合到电子表格文件中的其余测量参数。此外，彩色KML文件不断更新，可以直接在Google EarthTM中打开。Pico Mobile LDS也可以车载运行，从而能够快速和有效的调查天然气基础设施。