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气体监测系统

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气体监测系统相关的资讯

  • 发布气体监测成像预警系统新品
    一、产品介绍我国首产并有自主知识产权的气体远距离监测红外光谱仪系统,该红外监测系统可对气体远距定性、定量识别分析;可成像预警直观溯源;可在线监测、巡航、便携使用;广泛用于石油、化工、环保、安监、消防、科研等领域有毒有害气体遥测预警成像系统利用气体红外指纹光谱对气体云团进行遥感探测,通过识别软件实现对危险气体的快速定性识别和半定量反演,配合扫描云台和同轴可见-红外相机实现检测区域的扫描成像,依据气体的种类和浓度,分别以不同的颜色和深浅与可见图像或视频进行伪彩叠加,可以直观快速的核定危险气体源头、给出其在大气中的分布和扩散趋势。产品由集成了同轴相机的可见-红外相机的傅里叶红外光谱仪、扫描云台及配套的识别反演软件组成,如图 1所示。产品可以固定架设,也可采用车载方式。该检测方法与常规技术相比,具有以下特点:(1) 对现场气体远距离进行探测;(2) 不需采样,无需繁琐和危险的取样手续;(3) 检测种类多(涵盖了绝大多数易燃易爆和有毒气体种类);(4) 自动识别气体种类、反演浓度、自动报警;(5) 快速进行危险气体源头的定点定位、核定污染范围及其在空气中的分布和扩散趋势;(6) 快速分析多组分混合物;(7)监测范围广、速度快、灵敏度高。灵敏度高,可达到ppm.m级别,检测速度快,3秒钟内给出检测结果。二、测量成分:◆ 化学毒剂:沙林(GB)、芥子气(HD)、维埃克斯(VX)、索曼(GD)、环沙林(GF)、塔崩(GA)、路易斯气(Lewisite)等;◆有害气体:二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、一氧化碳、氯化氢、苯、甲苯、二甲苯、 苯系物、多氯联苯、砷化氢 、磷化氢、光气、氯化氰、氰化氢等200多种气体;◆挥发有机物(VOCs);三、应 用:◆港口、海事局应用方式:高处架设或船载流动检测目的:针对进港船舶是否更换清油及排放超标的监测◆环保执法大队应用方式:高处架设或车载流动检测目的:提高环保部门针对排污企业超标排放的监测及执法技术手段◆化工园区管委会、安监局应用方式:高塔或高处架设,针对园区整体24小时监测目的:拓展政府部门对于化工园区的安全管理手段,监控偷排,防止爆燃类生产事故◆中海油、中石油、中石化应用方式:高塔或高处架设,无人车载巡检目的:防止爆燃类、中毒等生产事故◆消防大队、安监局应用方式:车载流动检测目的:火灾现场、危化品事故现场的应急处置支援,协助定性污染物种类、空气中分布及扩散趋势 创新点:用途:远距离360° 无死角扫描化工区气体泄露,覆盖从地到空的排放;可同时识别几十种气体,定性物种和定量数据可视化的输出。助力园区安全预警、泄露点快速溯源。 1、进入2017年国家重点研发计划,应急管理部“卡脖子”重大工程之一,公安部“十三五”反恐专项入选装备,军转民高科技产品,几十项专利支撑。 2、测量距离覆盖几十米到5km,无需采样,原位秒级快速测定几十种VOCs和无机有毒有害气体。 3、360度无死角大范围扫描:可实现水平360° 、仰俯 -30° ~ 45° ,1~ 5公里范围监测,空间覆盖度高。 4、可视化输出模式,助力溯源:将肉眼看不到的气体可视化,颜色表示浓度高低;自带可见光相机和红外相机,气体的图像叠加于相机图片上,使用人一眼就能看到污染排放的位置、具体物种和大致浓度,并了解扩散趋势和范围。。 5、应用场景多样:可便携、车载、船载,可连续自动和无人值守,提高工作效率。 气体监测成像预警系统
  • 山西建成全国首个温室气体浓度在线监测系统
    记者16日午后从山西省气象局了解,由中国气象局、山西省发展和改革委员会、山西省科技厅和山西省气象局共同投资,山西省气象科学研究所承建的“山西省温室气体观测站网建设(一期)工程”已顺利完成并正式试运行。   据了解,此工程实现了山西环境温室气体浓度数据的在线监测、在线传输、在线处理和在线发布。标志着山西率先建成全国首个省级环境温室气体浓度在线监测系统。   此工程依托温室气体观测站网,获取CO2/CH4等温室气体、SO2、NOX、PM10/PM2.5/PM1等大气成分观测数据和相关气象数据,通过信息传输系统传到中心站,从而建立起山西全省的环境温室气体浓度数据库。   此间专业人士称,建立温室气体观测站网为可准确掌握山西全省温室气体浓度变化状况及时空分布特征,了解全省不同地区温室气体浓度、排放种类及排放量和吸收汇的动态变化提供了重要技术支撑。同时,通过对数据进行分析处理并形成相关业务服务产品,定期向政府及相关部门报送,还有助于为各级政府应对气候变化提供科学数据和对策建议,为全省温室气体减排战略的制定和区域、部门产业及能源结构的调整等相关决策提供科学依据,为山西在未来的省际碳补偿、交易谈判中抢占制高点提供重要支持。   此工程于去年11月开工建设,总投资1025万元人民币,先后建成温室气体观测中心站、太原、临汾和大同子站,完成观测仪器、信息传输系统的安装调试,实现数据正常传输。   据称,目前,山西气科所也已对中心站和各子站的业务人员进行集中培训,为有效开展相关观测业务和服务奠定良好基础。
  • 理加联合土壤温室气体通量监测系统应用
    1 摘要陆地生态系统中土壤温室气体排放或吸收过程极其复杂。实现多种土壤温室气体的同步原位监测已成为土壤温室气体研究人员的迫切需求。基于此,北京理加联合科技有限公司(以下简称理加)研发了土壤呼吸系列产品。其中PS-9000便携式土壤碳通量自动测量系统(以下简称“PS-9000”)用于测量土壤CO2通量,LGR UGGA+PS-3000便携式土壤呼吸系统(以下简称“PS-3000”)用于测量土壤CO2和CH4通量,LGR MGGA+PS-3010超便携CH4/ CO2土壤呼吸系统(以下简称“PS-3010”)用于测量土壤CO2和CH4通量,PS-3020便携式土壤呼吸系统(以下简称“PS-3020”)用于测量土壤N2O/CH4或N2O/CO通量。SF-9000多通道土壤碳通量自动测量系统(以下简称“SF-9000”)可连接多达18个呼吸室,多点测量土壤CO2通量,实现土壤碳通量的连续长期监测。SF-3500多通道土壤气体通量自动测量系统(以下简称“SF-3500”旧型号:SF-3000)可以连接多种气体分析仪来测量CO2,CH4,N2O,NH3和其他气体通量,也可以连接同位素分析仪来测量13CO2,12C18O16O,15N14NO同位素值。SF-3500可以收集多达18个呼吸室的连续数据集,以表征研究区域气体交换的时空变化。2 应用案例2.1 PS-9000中国科学院沈阳应用生态研究所,利用PS-9000测量果树园土壤CO2排放。2.2 PS-30001. 中国科学院大气物理研究所,在长白山森林生态系统的应用。2. 海南大学,在热带雨林的应用2.3 PS-3010中国科学院成都山地灾害与环境研究所,利用ABB LGR MGGA+LICA PS-3010监测海拔约4600 m的青藏高原五道梁土壤CO2和CH4排放。2.4 PS-3020上海市环境科学研究院,在崇明水稻田进行便携式N2O/CH4通量测量。2.5 SF-9000中国科学院西北高原生物研究所,在海北站高寒草地进行研究。2.6 SF-3000ABB LGR 分析仪+SF-3000可在不同生态系统中使用:森林、草地、湿地、沙漠和农业生态系统。也可在不同环境条件下使用:高海拔地区或低海拔地区、高温地区或低温地区、高湿地区或干旱地区。在国内有许多的应用案例:1 青藏高原(若尔盖草原),海拔超过3300 m。中国科学院地理科学与资源研究所。利用N2O/CO+UGGA+SF-3000长期监测土壤CO2,CH4, N2O,CO,H2O通量。2 内蒙古草原生态系统。北京师范大学。利用UGGA+SF-3000长期监测草地土壤CO2,CH4和H2O通量。3 天山(沙漠生态系统)。中国科学院新疆生态与地理研究所。利用CCIA+ SF-3000长期监测沙漠生态系统土壤CO2,δ13C,δ18O,H2O。4 长白山(森林生态系统),海拔超过2000 m,冬季寒冷。利用CCIA+ SF-3000长期监测森林生态系统土壤CO2,δ13C,δ18O,H2O。5 清原森林生态系统观测研究站。中国科学院沈阳应用生态研究所。SF-3000土壤通量系统用于清远林业站NOx的长期监测。6 青藏高原(湿地生态系统)。中国林业科学研究院湿地研究所。利用UGGA+ SF-3000监测青藏高原湿地生态系统的土壤CO2和CH4通量。7 云南哀牢山(森林生态系统)。中国科学院西双版纳热带植物园。利用CCIA+UGGA+SF-3000长期监测CO2, δ13C, δ18O, CH4, H2O。8 兰州市农田生态系统。兰州大学。利用N2O分析仪+SF-3000监测苜蓿地土壤的N2O通量。3 应用文章从研发生产至今,已经有许多科学家利用理加的土壤呼吸系列产品进行了诸多研究。例如,中国林科院湿地研究所湿地与气候变化团队以四川若尔盖高原泥炭地为研究对象,依托模拟极端干旱的野外控制实验平台,通过原位观测和室内试验相结合,利用PS-9000研究了若尔盖高原泥炭地生态系统碳排放(生态系统呼吸和土壤呼吸)对植物生长季不同时期极端干旱事件的响应,并揭示了植物和土壤酶活性对泥炭地碳排放变化的驱动机理;一组研究人员在青藏高原风火山利用PS-3000测量了两个生长季节(2017年和2018年)不同坡向(北向(阴坡)和南向(阳坡))和不同海拔的生态系统呼吸(Re)和CH4通量,旨在阐明其Re和CH4通量模式并量化生物和非生物因子调节Re和CH4通量的相对贡献;来自中国科学院地理科学和资源研究所的研究团队利用SF-3500研究了青藏高原高寒草甸CO2、CH4和N2O通量及其总平衡对3个增温水平的响应(环境、+1.5℃、+3.0℃),以理解(a)CO2与CH4和N2O通量对增温响应的差异,(b)年GHG通量对不同增温水平的短期敏感性以及(c)生长季和非生长季GHG通量对增温响应的差异。4 小结理加公司专注国产生态仪器的研发和生产,相信随着加大研发的投入和市场及时间的积累,理加公司一定会生产出更多、更好的生态仪器,给更多的国内外客户提供更有价值的产品。理加将继续努力以全新的面貌迎接更多的挑战和机遇,以更大的热情服务新老客户,为科研人员的科研事业保驾护航。5 Published Literature1.Yan ZQ, Kang EZ, Zhang KR et al. 2021. Plant and Soil Enzyme Activities Regulate CO2 Efflux in Alpine Peatlands After 5 Years of Simulated Extreme Drought[J]. Frontiers in Plant Science, 12: 756956. (PS-9000)2.Li Y, Wang GW, Bing HJ et al. 2021. Watershed scale patterns and controlling factors of ecosystem respiration and methane fluxes in a Tibetan alpine grassland[J]. Agricultural and Forest Meteorology, https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2021.108451. (PS-3000)3.Rong YP, Ma L, Johnson DA. 2015. Methane uptake by four land-use types in the agro-pastoral region of northern China[J]. Atmospheric Environment, 116: 12-21. (SF-3000)4.Rong YP, Ma L, Johnson DA et al. 2015. Soil respiration patterns for four major land-use types of the agro-pastoral region of northern China[J]. Agriculture, Ecosystems and Environment, 213: 142-150. (SF-3000)5.Pan ZL, Johnson DA, Wei ZJ et al. 2016. Non-growing season soil CO2 efflux patterns in five land-use types in northern China[J]. Atmospheric Environment, 144: 160-167. (SF-3000)6.Pan ZL, Wei ZJ, Ma L et al. 2016. Effects of various stocking rates on grassland soil respiration during the non-growing season[J]. Acta Ecologica Sinica, 36: 411-416. (SF-3000)7.Ma L, Zhong MY, Zhu YH et al. 2018. Annual methane budgets of sheep grazing systems were regulated by grazing intensities in the temperate continental steppe: A two-year case study[J]. Atmospheric Environment, 174: 66-75. (SF-3000)8.Su CX, Zhu WX, Kang RH et al. 2021. Interannual and seasonal variabilities in soil NO fluxes from a rainfed maize field in the Northeast China[J]. Environmental Pollution, 286, 117312. (SF-3000)9.Yang L, Zhang QL, Ma ZT et al. 2021. Seasonal variations in temperature sensitivity of soil respiration in a larch forest in the Northern Daxing’an Mountains in Northeast China[J]. Journal of Forestry Research, 3. (SF-3000)10.Jia Z, Li P, Wu YT et al. 2020. Deepened snow cover alters biotic and abiotic controls on nitrogen loss during non-growing season in temperate grasslands[J]. Biolog11.Wang JS, Quan Q, Chen WN et al. 2021. Increased CO2 emissions surpass reductions of non-CO2 emissions more under higher experimental warming in an alpine meadow[J]. Science of the Total Environment, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144559. (SF-3500)12.庄静静, 张劲松, 孟平等. 2015. 华北低山丘陵区土壤CH4通量对脉冲降雨的响应[J]. 东北林业大学学报, 43(10): 72-78. (SF-3000)13.庄静静, 张劲松, 孟平等. 2015. 华北低山丘陵区人工林土壤CH4通量测定代表性时段研究[J]. 生态环境学报, 24(11): 1791-1798. (SF-3000)14.刘博奇, 牟长城, 邢亚娟等. 2016. 小兴安岭典型温带森林土壤呼吸对强降雨的响应[J]. 北京林业大学学报, 38(4): 77-85. (SF-3000)15.庄静静, 张劲松, 孟平等. 2016. 非生长季刺槐林土壤CH4通量的变化特征及其影响因子[J]. 林业科学研究, 29(2):274-282. (SF-3000)16.何方杰, 韩辉邦, 马学谦等. 2019. 隆宝滩沼泽湿地不同区域的甲烷通量特征及影响因素[J]. 生态环境学报, 28(4): 803-811. (SF-3000)17.何可宜, 沈亚文, 冯继广等. 2021. 植物残体输入改变对樟子松人工林土壤呼吸及其温度敏感性的影响[J]. 北京大学学报(自然科学版), 57(2): 361-370. (PS-2000)
  • 1800万!安徽省温室气体浓度等监测系统气象探测装备
    项目编号: ZQC-Z22028项目名称:安徽省温室气体浓度等监测系统气象探测装备预算金额:1800.0000000 万元(人民币)采购需求:采购8套温室气体(CO2/CH4/H2O)浓度监测系统、8套三维风监测系统;升级现有2套温室气体(CO2/CH4/H2O)浓度监测系统。合同履行期限:合同签订后90天内交货,交货后30天内完成安装调试并具备验收条件本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 广西自治区环境监测中心站在全国首创无人机有毒有害气体监测系统
    p   如何更准确、更快捷、更安全地检测到气体污染情况,是环境监测人员多年来一直在探索的问题。2月23日,记者从广西自治区环境监测中心站获悉,由该站与南宁一家无人机科技公司联合在全国首创的慧视蜻蜓EX9无人机气体监测系统在经历数次实验后,最近正式列装环境监测一线战场,为广西自治区环境安全保驾护航。 /p p   “2015年8· 12天津滨海新区爆炸事故的惨烈现场深深震撼了我们。应对突发事件,传统的监测方法往往需要监测人员身处险境,人员的安全无法得到保障。为此我们下决心研发无人监测技术,在更科学、高效地开展应急处置的同时,保障监测人员的安全。”自治区环境监测中心站有关负责人说。2016年10月,该站与南宁一家科技公司签署共同开发无人监测飞行控制系统协议。2016年10月-2017年6月,双方研发人员经过多次联合攻关,依次解决了飞行负载平台搭载及控制方案、气体检测系统SDK(软件开发工具包,外语全称:Software Development Kit)二次开发、多元信号重组、系统综合集成等多项关键技术问题。 /p p   2017年5月12日,位于钦州市港口区的天锰锰业有限公司在建储罐发生硫酸泄漏事故,其中两个200立方米的储罐泄漏量超过100吨。由于硫酸泄漏的气体有毒,并散发浓烈的刺鼻气味,会对人体产生危害,监测人员难以靠近取样。当时,自治区环境监测中心站将全套飞行监测系统带到现场进行了现场测试,验证了飞行控制系统、空气监测系统和视频传输系统的集成效果,以及使用无人机气体检测系统开展空气污染类型的突发环境事件监测技术方案的可用性。 /p p   记者在该站看到,该无人机气体监测系统使用慧视蜻蜓EX9电动多旋翼无人机作为搭载飞行平台。慧视蜻蜓EX9是一款中型多旋翼飞行器,具有反应灵敏、稳定性超强、续航时间长、抗风性能优秀、带载能力超强等优势。其搭载的高灵敏气体检测仪检测精度高,响应速度快,抗湿度影响和线性度强,可检测一氧化碳、二氧化硫、可燃气体等23种有毒有害气体指标,在全球首次获SDK二次开发授权。 /p p   同时,该无人机飞行系统具有投放装置的自动投放、自动起降、一键返航等功能,可使用专业地面站远程设置及操作自定义航点,具备人工智能AI技术,自动寻找污染点,让污染监测变得更高效、更快捷、更精确。其数据传输距离长达20千米,图像数据与监测数据可在地面站实时显示,监测数据以等值线方式叠加显示在二维或三维地图上,可量算和分析,为应急处置及环境治理提供依据。 /p p   在展望这一高精尖“新兵”未来驰骋环境监测一线战场时,自治区环境监测中心站有关负责人自豪地说:“慧视蜻蜓EX9无人机气体监测系统强大的性能,将让我们如虎添翼,在环境保护及监测工作上效率更高,更有信心完成各种急难险重的任务。” /p
  • 科学预测预警,守住生命红线--大连市有限空间气体监测系统项目
    项目概况  大连市城市建设管理局排水处(以下简称“排水处”)现主要负责市内污水处理厂、污水排水泵站、雨水泵站、排水构筑物的运行管理工作。为贯彻落实国家应急管理部第59号《工贸企业有限空间作业安全管理与监督暂行规定》要求,进一步保障市政污水排放处理设施的有效安全运行,排水处希望通过建设一套监测预警系统,对作业场所中的有毒有害气体进行实时监测。2018年聚光科技(杭州)股份有限公司(以下简称“聚光科技”)承担了污水排放设施有限空间气体安全监测系统建设项目,对排水处管辖范围内的污水排放设施加装在线监测设备并实现7*24小时不间断监测预警,其中在星海三、银沙滩两个点位多次报警,平台第一时间通知责任人进行处理,改善了以往事故频发的情况,减少人员伤亡、财产损失,同时提高了排水处安全管理水平,真正实现本质安全管理。项目内容  排水处对其管辖范围内的污水排放设施(17座污水排水泵站、1座雨水泵站、6个排水构筑物、1个污水处理厂)中容易造成人员中毒、窒息的受限空间作业场所气体环境进行实时监测预警,监测内容主要包括有毒有害气体浓度和氧含量浓度。作业前和作业过程中一旦出现有毒有害气体浓度超标、氧含量浓度不足的情况,能够立即实现报警,并第一时间提醒安全监管人员、作业人员采取有效的安全防护措施,避免出现作业人员中毒、窒息等安全事故。  大连市污水排放设施有限空间气体安全监测系统项目建设内容主要包含四部分内容:  气体在线监测预警系统;  视频监控系统;  气体环境安全监控预警系统(含移动端APP);  监控中心建设。系统解决方案   聚光科技着重建设气体在线监控预警系统、视频监控系统、气体环境安全监控预警系统并开发手持移动APP。本着“零事故、零伤亡”的总体目标,对全部污水排放设施进行实时监测预警,充分保证市政污水排放处理设施的有效安全运行,进一步完善排水处安全生产管理工作,强化安全“红线”意识。监控中心三维立体展示GIS地理信息项目实施现场系统特色  1、通过计算机、通信、控制与信息处理技术的有机结合,搭建现场气体浓度数据采集与监控网络,实时监测气体浓度预警参数,实现不同区域浓度监控和视频设备的信息融合,并通过人机交互界面,为作业人员提供可视化、图形化的实时监控平台。  2、对现场采集的监控数据和信息进行分析处理,完成故障诊断和事故预警,及时发现异常,为作业人员进行现场故障排查和应急处置提供指导。  3、GIS地图上展示每个监测点位的分布和实时状态,并能快速、智能定位某一个监控点位,查看此监控点气体浓度参数监测值和实时视频信息。  4、移动办公APP实现气体浓度监测、视频信息展示等功能,能够通过报警提醒作业人员采取有效的安全措施,降低中毒、窒息事故发生风险。  5、指挥调度中心通过LED大屏、智能中央控制系统、高清视频会议系统建设集成,提升调度管理水平。
  • 物联时代的申贝行业无线气体安全监测系统解决方案
    在多种行业中的气体检测应用多种多样,有些工人可能使用PID传感器来检测诸如苯乙烯或乙烯等特定气体,而有些工人可能会在进入储罐之前检查挥发性有机化合物(VOC)。在停机或大修期间,工人可能会使用标准四合一气体检测仪监测密闭空间,并根据可能出现的气体情况添加其他传感器。 通常情况下使用便携式扩散气体检测仪,可以充分保护工厂中的大多数工人免受气体危害。但是,大多数工人都可以依靠同样的检测仪以及针对该应用配置的传感器,并不意味着您的气体检测程序已经完成。无论您拥有少量气体检测仪,还是需要在大修时管理大量气体检测仪,都必须强调: 可见性至关重要 使用传统的气体检测仪,您只能在用户离开现场并归还仪器后才能查看气体警报信息,这样使您无法知悉该工人在归还检测仪之前可能曾经遇到的气体危险。这个时间段可能是一天、一周甚至更久。仪器对接管理平台后,您必须在系统中挖掘历史数据,才能找出工人曾经面临的安全问题。 新型的无线气体检测仪,例如申贝mSquard无线团队安全监控系统,mSquard Lite是由安全管理员和现场工作人员组成人员安全报警系统,每一台检测仪可以自由选择检测最多5种有毒有害气体,安全管理员可以通过MP400H感知工作人员安全状况,包括跌倒报警在内的安全信息。整个系统连续工作时间超过10小时。mSquard Pro由指挥员和战斗员组成的团队成员安全监控系统,每一台检测仪可以自由选择检测最多5种有毒有害气体,指挥员可以通过安卓版本的手机或者平台实时掌握团队成员安全状态,包括有毒有害气体浓度以及跌倒报警信息,MP290P和安卓平台通过蓝牙连接,MP290P内置电池可以支持连续超过15小时连续监测。mSquard系统开机在1分钟内即可自动连接并开始工作,整个系统易于携带和部署。 耐久性及可靠性 安全论证:UL/cUL: Class I, Division 1, Group A, B, C, D T4,-20°C ≤ Tamb ≤ +50°C IECEx:Ex da ia ⅡC Ga T4ATEX: II 1G Ex ia da IIC T4 Ga Ta=-20℃ to 50℃中国认证:China Ex ia IIC T4 GaCE认证:2014/30/EU (EMC), 1999/5/EC (Radio) 94/9/EC (ATEX)性能测试认证:LEL (EN60079-29-1) Oxy (EN50104),China CMC
  • 聚焦碳监测!Sercon同位素检测系统助力温室气体精准溯源
    引言我国的碳达峰碳中和是国际上排放规模最大、排放降速最快、转型任务最重、投入成本最高的复杂系统工程。为贯彻2021年全国生态环境保护工作会议精神,生态环境部编制了《碳监测评估试点工作方案》(环办监测函〔2021〕435号),推进碳监测评估体系建设,为落实减污降碳总要求作出积极贡献。方案选取上海、杭州太原等16个城市,试点开展大气中主要温室气体浓度监测,探索自上而下的碳排放量反演方法,形成技术指南,构建温室气体监测量值溯源体系。并试点开展盐沼、红树林、海草床和海藻养殖海洋碳汇监测,构建典型海岸带生态系统和海藻养殖碳汇监测技术体系。检测项目包括:高精度CO2、高精度CH4、高精度气象参数,碳同位素(13CO2)和碳同位素(14CO2)等。 Cercon CryoFlex- HS2022 IRMS:高效准确的温室气体同位素检测系统二氧化碳(CO₂)、氧化亚氮(N₂O)、甲烷(CH₄)是大气中主要的温室气体。产生温室气体的因素复杂多样,且排放主体难以确定。与过去更注重末端降碳减排相比,如今越来越多的城市开始将功课前移,对温室气体的“精准溯源”成为治理的第一步,实现精细化排查。英国Sercon公司开发的CryoFlex-HS2022 IRMS系统为温室气体的同位素检测提供了全面的解决方案。图1 CryoFlex-HS2022 IRMS系统左侧为CryoFlex-CryoGas系统,包含 GC柱、CO/CO2 化学捕集器及开放式杜瓦瓶液氮系统;右侧为HS2022稳定同位素比质谱其中CryoFlex是一款多功能痕量气体净化富集装置,基于冷冻富集聚焦及色谱分离原理,并借助化学捕集和热解/燃烧技术,对温室气体(CO2、CH4、N2O)以及CO、N2、NO等多种气体进行富集净化,并与HS2022稳定同位素比质谱联机,用于测定C、H、O、N等多元素的稳定同位素比值。图2 CryoFlex系统原理结构示意δ13C-CH4 测定:样品经CO/CO2化学捕集,通过低温回路T1(-196℃),去除可冷凝气体后进入热解炉将CH4燃烧生成的CO2冷凝保留在T2中,升温使CO2蒸发转移到T3,并从T3 转移到色谱柱中进行痕量气体分离。最后通过 HS2022-IRMS测定δ13C-CH4。性能测试结果图3测试表明HS2022-IRMS系统可精确测量100 mL空气样品中的δ13C-CH4和δ2H-CH4值,可达理想的识别精度(分别为0.3‰和3.0‰)。图 3 δ13C-CH4 (A)和δ2H-CH4(B), 100 and 0.8 nmol CH4天然样品中CH4同位素比值变化极大,而HS2022- IRMS系统较宽的动态范围,可将样品记忆效应的影响降至最低。图4显示HS2022-IRMS系统系统用于测定δ13C-CH4和δ2H-CH4,结果均在允许误差范围内,且未观察到明显的样品残留。 图4 同位素残留试验Sercon CryoFlex- HS2022 IRMS稳定同位素比质谱系统的优势:l HS2022稳定同位素比质谱采用全不锈钢和金属垫圈结构的质谱飞行管,确保高真空度,最小化本底;l 离子源采用高稳定性、长寿命镀钍灯丝;l 真正的差动泵真空系统,真空度低至1×10-9mbar,确保离子传输效率;l 离子源配备额外真空泵,保证离子化效率,减少副反应;l 卓越的灵敏度及联机精度;l CryoFlex痕量气体富集净化系统采用一体化设计,集转化炉和冷阱与一体,无需额外管路连接,可轻松完成痕量气体的净化富集;l CryoFlex可配置1500℃高温的裂解炉,用于CH4中H的转化;l 自动进样器可适配 6 /12/30/60/125/ 250 mL等多种规格的样品瓶;l CryoFlex也可作为多功能接口与多种外设(如TOC、LA)联机使用。
  • 新疆首个有害气体检测系统投入使用
    4月10日,新疆首个有毒有害气体检测系统,在克拉玛依市建成通过验收,并在克拉玛依市消防支队投入使用。   该系统是由美籍华人吴军利用国内软件、美国硬件研发而成,主要由前端无线便携式仪表、消防员生命体征监测模块和后端计算机控制系统组成。整个系统,包括4台具有无线通信功能的危险气体检测仪、1台无线γ射线仪、若干无线发射接收中继器、1台车载一体式无线监控主机。还有远程监测、区域分析、危化物查询、生命体征监测、电子文档、拓展查询、GPS导航、远程帮助等功能模块。   据了解,该系统采用了国内外最先进的信息数字技术,其中计算机控制系统集成了数据采集监测、化学事故实景地理信息辅助决策、最新GPS地理信息与3D实景导航、预案处置管理、技术标准数据文献检索以及远程帮助等6大系统。数据传输采用独有的智能无线传感器网络技术。   据介绍,一旦发生有毒有害气体泄漏或地震等灾害事故,利用该系统,相关部门可在3分钟内迅速建立起覆盖可视距离10至20公里(若有障碍物距离相对缩短)的现场无线传感监测系统,从而大幅度提升应急决策和处理能力,降低人员伤害和财产损失。
  • 双碳战略下,智易时代温室气体在线监测系统已准备就位
    双碳战略下,智易时代温室气体在线监测系统已准备就位背景现状:随着全球气候变化问题日益严重,减少温室气体排放、实现“碳达峰、碳中和”已经成为世界各国共同关注的重要议题。温室气体是指在大气中捕获热量的气体,目前环境空气中主要管控的温室气体成分有:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、N2O、氢氯氟烃(HCFCs)、三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)等,其中CO2、CH4、N2O三种合计占比达到98%,环境空气温室气体监测系统主要以这三种气体为主要监测内容。而大气中的CO2是三大主要温室气体中浓度最高的一种,也是对温室效应贡献最大的气体,尤其随着国家“碳达峰”和“碳中和”战略的实施,温室气体的准确监测与评估将成为降碳目标的根本前提,在双碳战略下,温室气体监测也成为环境监测的重点。因此,为进一步做好碳达峰、碳中和工作,积极开展碳排放核算方法研究,逐步提升碳排放核算的准确性、实时性,开展温室气体在线监测是极为必要的。产品介绍:针对双碳战略,智易时代研发的温室气体在线监测系统可以实时、准确地监测大气中的温室气体浓度,主要针对温室气体在线监测系统设计,内部集成盘装式可调谐可调谐激光气体分析仪、搭配温压流一体机和湿度仪,可在线监测污染源排口的CO2、CH4、N2O等温室气体。系统具有结构简单,维护、安装方便,可靠性高、适应强等特点。核心部件:作为温室气体在线监测系统的重要组成部分,HGA-1008型CO2气体分析仪是一款适用于国内环保、温室气体监测、碳排放管控等在线气体的分析仪表,主要由红外传感器(光源、气体吸收池、探测器)、数据采集单元、信号接口板及控制电路、电源等部分组成。本产品主要基于红外相关滤波技术(GFC)和非分散性红外技术(NDIR)实现二氧化碳(CO2)浓度的测量,具有精度高,稳定性好,响应时间快等特点,可广泛应用于电力、化工、水泥、钢铁、冶炼等场景。优势特点:&bull 看得见——让模糊的碳核算数据变得清晰化、可视化借助监测仪器实时监测的感知手段,基于大数据、物联网和云计算技术打造智能化监测平台,实现城市区域级别的碳达峰、碳中和路径动态规划管理,解决重点控排企业碳资产管理难题。借助多元立体的数据感知网络做到双碳路径实时动态分析调整,使能源结构调整效果预评估、碳汇能力监测分析评价、达峰峰值与达峰时间对碳中和的影响反演分析预测等等这些常规城市双碳路径规划中的“盲区”变得清晰可见。&bull 看得清——碳达峰碳中和痛难点分析辨别,路径动态管控根据城市的发展定位,通过对历史数据的收集和分析,结合立体的温室气体监测网络是实时动态感知数据,寻找和锁定双碳行动中的重点源头并分析与区域经济社会发展目标的平衡关系,在实施“降碳增汇”的措施过程中,以模拟出的达峰和中和目标为导向,解决识别什么措施可选,什么行业该“一刀切”,什么难点是实现双碳的瓶颈的问题。&bull 看得住——以碳中和为导向,聚焦达峰时间目标,落地降碳措施通过设备数据实时上传,帮管理者解决双碳目标实现过程中的数字化动态管理问题,让管理者对双碳目标的认识从朦胧变得透彻,并进一步协助将通过数据分析出的难点锁定落地,实现从源头治理。结语:在我国,温室气体在线监测系统已经广泛应用于钢铁、化工、电力、能源、煤炭等行业。这些行业是温室气体排放的主要来源,通过使用温室气体在线监测系统,可以有效地控制温室气体排放,为实现碳达峰、碳中和目标做出贡献。通过对温室气体排放的实时监测,我们可以及时了解排放情况,对排放量进行控制,从而实现双碳战略目标。
  • 助力国家双碳目标,普瑞亿科温室气体监测系统解决方案案例集锦
    北京普瑞亿科科技有限公司(PRI-ECO)成立于2007年,深耕温室气体科学研究与监测领域16年,承担和参与过科学技术部、中国科学院和北京市科学技术委员会等授予的温室气体分析相关的重大仪器研发专项,具有优秀的仪器研发、设计和生产能力,可以提供各种高、中、低精度的痕量和温室气体分析仪、光谱和质谱同位素分析仪、室内和室外土壤呼吸测量系统等。2022年,针对“双碳”市场需求,在遵循MRV体系的前提下,普瑞亿科升级体系至MVS(可监测-Monitoring、可核查-Verification、可支持-Support),并针对性地开发了国内首套区域碳监测核查支持系统解决方案,包含监测设备租售运维、碳核查核算支持、碳源汇科学评价、以及区域“碳中和”建议。公司产品及解决方案:1、会“飞”的分析仪——PRI-5251F 飞行版温室气体测量系统全球气候变暖给人类的生产生活带来严重威胁,减缓气候变暖、监测温室气体排放变得日益迫切,而传统的监测方法只能获取有限的数据,很难测量一些难以到达的区域,因此构建“天-空-地”一体化监测体系已然成为新形势下生态环境、农林气象等领域的重要解决方案。普瑞亿科创新研发的PRI-5251f Plus CO CO2 CH4 N2O H2O 飞行版温室气体测量系统,通过创新的微型激光传感器引擎,可以短时间内获得更高精度、准确度和宽范围的气体浓度数据,多样化的应用场景为研究人员提供更加灵活、高效、便捷的温室气体测量解决方案。PRI-5251f Plus CO CO2 CH4 N2O H2O 飞行版温室气体测量系统是一套高精度、多组分飞行版温室气体测量的全新解决方案,采用中红外激光直接吸收光谱技术(MIRLAS)。系统包含了高精度多组分温室气体分析模块、微型气象站和ELF-600六旋翼无人机系统,能同步在线测量3种主要的温室气体(CO2、N2O、CH4)、伴生气体(CO)和水汽(H2O),以及三维超声、空气温湿度、大气压等参数。系统核心的PRI-5251f Plus CO CO CO2 CH4 N2O H2O 分析仪基于创新的微型激光传感器引擎,通过中红外波段极强的光谱吸收提供更高精度、准确度和宽范围的气体浓度数据,具有ppb级的灵敏度;在尺寸、重量和低功耗与整体性能的综合优化设计上,最佳适配微型无人机载。2、PRI-5251CT:空气高效除水“新标杆”,高精度温室气体观测“必备品”“双碳”战略目标的实现,需要对区域范围内、特定排放源进行温室气体的高精度监测,并将监测分析计算结果服务于国家战略目标和国家核证自愿减排量(CCER)。包含但不限于二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体的高精度测量和监控是评估“双碳”目标行动有效性重要的技术手段,是获取我国二氧化碳气体及其他温室气体浓度的长期变化趋势、深入开展气候变化研究的基础,有助于科学评估各地区、各行业的碳减排成效,有助于支撑我国“碳达峰、碳中和”工作的开展和相应政策的制定。通常,我们需要采用高精度温室气体监测设备连续抽取大气进行目标气体的在线测量。但是大气中的不同水平的水汽含量会很大的影响高精度温室气监测设备对目标气体测量精度和准度。针对目前基于光谱技术的高精度温室气体分析仪,世界气象组织(WMO)和生态环境部环境监测总站等组织和机构明确要求,其待检目标气中的水汽含量应低于500ppm,因此,需要通过专业设备对待测气进行高水平的干燥处理,以获得低于500ppm 或者更低水平水汽含量的待测气体。为实现高效地大气除水,普瑞亿科针对性地开发了一套PRI-5251CT 全自动低温冷阱在线除水系统,该系统特别适配温室气体高精度观测量,具有两级除水功能,可以通过交替双工模式实现待测气体的高效除水和快捷除冰,输出的水汽浓度低于0.01%。PRI-5251CT包含两个一级低温除水单元和两个超低温除水单元,通过两次除水提高冷阱除水效率和降低冷阱切换频率;优化设计的冷阱管内容积小,气体消耗量低而气体周转速率高,且标准气和样品气都过冷阱,能确保标定和测样具有统一的系统误差;包含双泵双通道主动送气单元,可以提前对下一个待测通道进行吹扫净化并制取干燥气体,实现不同冷阱之间的无缝切换;包含压力和流量平衡设计,可以消除不同通道间因电磁阀切换造成的压力波动带来的测量误差。PRI-5251CT 全自动低温冷阱在线除水系统是高精度温室气体测量更好的除水解决方案,针对性解决了目前其他品牌冷阱稳定性差等各种弊端。3、PRI-8800: 土壤呼吸温度敏感性(Q10)室内快速测量的新方法气候变暖如何影响土壤有机质分解,以及陆地生态系统碳排放如何响应气候变暖成了目前科学家主要关注的内容之一。在国内“双碳”背景的目标下,如何快速、科学、高效地监测、核查和支持因为升温导致的土壤呼吸速率的增加成了科学家和政府组织的重点关注。为响应国家“双碳”目标,针对国内“双碳”行动有效性评估,2022年普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,模式的培养与测试过程非常简单高效,这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究,可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出,为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。为了更好地助力科学研究,拓展设备应用场景,普瑞亿科重磅推出「加强版」PRI-8800——PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统。1)选型推荐:2)实验设计:1)原状土冻融过程模拟:气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响了土壤微生物活动的关键驱动力,即土壤水分利用率。虽然这些波动使土壤微生物结构有少许改变,但一种气候波动的影响(例如干湿交替)是否影响了对另一种气候(例如冻融交替)的反应,其温室气体排放是如何响应的?通过PRI-8800 Plus 的冻融模拟,我们可以找出清晰答案。2)湿地淹水深度模拟:在全球尺度上湿地甲烷(CH4)排放的温度敏感性大小主要取决于水位变化,而二氧化碳(CO2)排放的温度敏感性不受水位影响。复杂多样的湿地生态系统不同水位的变化及不同温度的变化如何影响和调控着湿地温室气体的排放?我们该如何量化不同水位的变化及不同温度的变化下湿地的温室气体排放?借助PRI-8800 Plus,通过淹水深度和温度变化的组合测试,可以查出真相。3)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800 Plus程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800 Plus的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。PRI-8800 Plus除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。4)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800 Plus可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800 Plus快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800 Plus的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。5)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。6)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。
  • 逸云天无线互联受限空间监测气体预警系统,构筑安全防护新高度
    为认真贯彻习近平总书记、李克强总理关于安全生产指示精神,落实省、市安全工作会议部署,从源头预防“受限空间”作业事故的发生,提高员工在“受限空间”作业的规范化、标准化,最大限度地保护员工的生命安全,扎实推进第21个全国“安全生产月”活动,城市建设要以人员安全为核心,进一步规范受限空间作业管理,对受限空间的气体检测、预警提出了近乎零失误的高要求。那么,如何能真正筑牢守好受限空间安全生产的堤坝呢? 对于任何进入受限空间作业的人员,了解氧气和可燃气体的含量非常重要,但受限空间需要了解的气体含量并不只有这两种,一氧化碳和硫化氢也同样让人们担心。所以,工人必须了解任何要进入环境的各种特殊危险,并采取适当的措施。 气体危险不可预测,而受限空间危险更大,因此,对于受限空间的生产作业来说,一套完善且专业的气体检测技术方案显得尤为重要。逸云天作为专业气体检测监控解决方案商,实力深耕气体检测行业16年,致力于为用户提供专业的气体监测解决方案。凭借着雄厚的产品研发实力、卓越的产品性能以及专业的场景气体检测解决方案,积累了丰富的案例和客户经验,深受市场和用户的好评,用实力诠释品牌力量。 针对受限空间作业生产这块,逸云天推出了无线互联受限空间监测气体预警系统技术方案——在进入受限空间作业前,作业人员先用移动式PTM600-S对受限空间进行采样检测,以检测密闭空间中的氧气,硫化氢和可燃气,也可以检测密闭空间的VOC挥发性有机化合物。确定安全后,工人可以进入作业。作业中,监测主机在受限空间外,施工工人佩戴一台便携式检测仪MS104K进行作业,随时检测所处环境的气体浓度状况,可布设防爆摄像头于内部,外边监护人员可通过手机或ipad进行查看监测数据和视频图像。必要时,可在内部增加中继设备延长传输距离。实现了远程高风险操作一体化监管,彻底解决行业痛点。 除了实现实时在线监测设备检测数据,逸云天的无线互联受限空间监测气体预警系统技术方案还可以远程查看现场参数,减少工作管理人员在控制室与现场间来回跑动,而在使用过程中,如果检测到气体浓度超标,逸云天气体检测仪会立刻报警,并通过仪器内部无线网络,报警信号会迅速传给网内其它的仪器,形成联动预警,所有工人可以同时进行撤离,充分保障人员安全。 值得一提的是,逸云天的这个受限空间解决方案有个基于物联网,专为工业应用设计开发的一个全方位的智慧云监测平台,它突破了原有系统的服务瓶颈,无限增大了监控覆盖范围和服务可扩张性,而且基于大数据分析,系统可以为用户提供实时在线监测,权限管理,现场泄漏源分析,数据变化趋势及统计,历史记录查询,轨迹追踪等功能应用。所有设备的测量数据及视频图像可远程传至后台,管理中心可以及时发现和处理现场事故,从而保障有关清洗作业的有序进行,真正保证受限空间工作人员的人身安全和财产安全。 受限空间广泛存在于各类工业特殊场所,并且存在特殊的风险,为此工作人员必须做好应对准备,作为先后获得30多项国家专利和荣誉证书,走在气体监测领域前端的逸云天,一直在不断创新和前进,凭借着精益求精的科研态度、专业的气体检测技术解决方案和灵活周到的服务,赋能于全国各地受限空间的安全生产。未来,逸云天将持续启航,为气体检测行业的发展加码助力,为受限空间安全生产赋能。
  • 286万!长江科学院水域全组份温室气体通量自动监测系统设备购置
    项目编号:YZJ-2022-007项目名称:长江科学院水域全组份温室气体通量自动监测系统设备购置预算金额:286.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):286.0000000 万元(人民币)采购需求:通过购置水域全组份温室气体通量自动监测核心科学仪器设备,构建水域温室气体通量组网自动监测系统,分别在温室气体空间差异性显著的水库坝前和支流消落带两个典型区域设置自动在线监测系统,实现水域温室气体通量数据多点原位同步、连续实时观测,支撑长江流域大型湖库水体温室气体源汇变化公益性科学研究。本次招标设备及服务内容包括:序号设备名称单位数量备注水域全组份温室气体通量自动监测系统1水域全组份温室气体通量分析仪台2接受进口设备投标2多点采样仪台2接受进口设备投标3野外分析小屋及太阳能供电模块个2不接受进口设备投标 合同履行期限:合同生效且支付预付款后150天内交货,交货后30天内完成调试(不可抗力因素除外)。本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 温室气体监测能力建设是应对气候变化的科技关键——中国生态系统研究网络(CERN)与比科技术(Picarro) 联合举办“温室气体高精度监测研讨班”
    碳汇能力巩固提升行动是我国双碳战略的“十大行动”之一,其中包括:巩固生态系统固碳作用,提升生态系统碳汇能力,加强生态系统碳汇基础支撑,推进农业农村减排固碳。生态系统固碳是实现碳中和的关键,但我国目前温室气体监测能力不足,亟需提升。为此, 中国生态系统研究网络(CERN)、中国科学院地理科学与资源研究所、比科技术(北京)有限责任公司(以下简称Picarro)于2024年8月19-20日在北京联合举办了为期两天的生态大讲堂“温室气体高精度监测技术及应用”高级研讨班。来自中国科学院各研究所、清华大学、南京大学、Picarro公司、北京世纪朝阳科技发展有限公司(以下简称世纪朝阳)等多家机构的18名科学家和技术专家做了学术报告和应用案例分享。会议现场基于光腔衰荡光谱技术的气体分析仪可以实现温室气体的高精度监测Picarro应用科学经理王杰在报告中提到,基于多项专利的光腔衰荡光谱(CRDS)技术,Picarro面向行业用户提供温室气体浓度分析仪、痕量气体浓度分析仪、稳定同位素分析仪和配套样品处理装置以及系统集成解决方案。凭借高精度、高质量的产品性能,Picarro分析仪被世界气象组织和欧洲综合碳观测系统等国际多个知名监测网络广泛采用并誉为温室气体监测的“黄金标准”。世纪朝阳的陈晓峰和涂坤萍在报告中提到,Picarro已开发了高塔温室气体监测的解决方案,包括高精度温室气体分析仪、样气采集及前处理系统、标校及控制系统和数据校准及处理软件。Picarro 温室气体监测产品温室气体高精度监测技术广泛应用于环境监测、大气本底监测、温室气体溯源和生态系统碳汇等领域我国生态环境部门、国家气象部门、科研院士和高校正积极建设温室气体高精度监测系统。根据清华大学林光辉、余龙飞、南京大学余倩、中国科学院许海等介绍,稳定同位素技术可以广泛用于CO2、CH4、N2O等温室气体源汇关系研究和源汇通量分析,中国生态系统研究网络生态站方运霆、李发东、李跃林、郭跃东、徐海、王晓玥分享了温室气体监测在生态系统碳汇监测与核算中的应用。这些应用研究不仅获取了大量高精度温室气体监测数据,深化了关键区域和生态系统温室气体碳源汇关系的理解,并产出了许多具有重要国际影响力的研究结果。值得注意的是,青年科学家(包括博士后和博士生)成为该领域监测研究的主力军,成果喜人,受到与会人员的称赞和好评。Picarro 温室气体监测产品生态系统碳汇监测与核算仍面临巨大挑战温室气体监测要实现空天地一体化监测,即利用卫星遥感、航空遥感、地面监测站和移动监测等多种手段,对大气中的温室气体浓度进行全方位的监测,要解决包括数据质量、数据整合、核算方法等一系列技术难题。根据中国生态系统研究网络秘书长于秀波介绍,我国陆地碳汇“家底”不清,固碳潜力不清;陆地碳源/汇观测站点不够,精度不够;缺少CH4、N2O、NO等温室气体观测,缺少高塔CO2浓度观测,与遥感反演匹配困难等诸多问题。据中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室主任牛书丽介绍,生态系统碳汇评估方法主要有样地清查法、涡度相关法、模型模拟法和大气反演法等,这四类方式所估算生态系统碳汇结果相差很大,在碳汇核算上存在着很大的不确定性。另据中国科学院大气物理所蔡兆男和中国科学院地理科学与资源研究所张慧芳介绍,我们目前的温室气体高精度监测站点不够、布局不平衡且数据共享困难,尚难以有效支撑“自上而下”的全球“碳盘点需求”。因此,我国应进一步加强温室气体高精度监测能力建设,开展关键技术与方法的研发与应用,开展碳汇监测与核算的科技攻关,抢占应对气候变化领域的科技“制高点”。中国生态系统研究网络秘书长 于秀波Picarro作为温室气体监测仪器领导者,积极推进本土化业务 Picarro环境业务全球副总裁Joel Avrunin也出席了本次活动并发表讲话。Joel提到,Picarro公司致力于本土化发展,为中国的双碳战略目标贡献力量。2023年,Picarro成立了全资子公司—比科技术(北京)有限责任公司(其前身是美国比科公司北京代表处)。中国是Picarro极其重要的市场,因此我们十分关注来自中国用户的声音,加速实现本地化便是我们积极聆听客户需求并付诸实践的最好证明。 Joel还在发言中提到,目前Picarro正在积极参与中国环境监测总站组织的CO2、CH4、N2O等温室气体监测系统适用性检测认证,以进一步获得CCEP认证。此外,他还重点介绍了Picarro最新发布的升级版N2O、 CO的高精度分析仪PI5310,该分析仪具有高精度、性能更加稳定等优势,并于近日通过了欧洲综合碳观测系统的性能认证。Picarro环境业务全球副总裁 Joel Avrunin来自中国生态系统研究网络(CERN)、国家野外科学观测研究站、有关部委的生态环境监测站、大气本底站、高校和研究机构、以及Picarro用户等100余人参加了该研讨班。参加培训班的专家和人员深入交流了温室气体高精度监测的前沿技术及应用案例,收获满满, 践行了生态大讲堂“传播新知识、交流新思想、展示新成果”的宗旨。会议现场
  • 英思科推出便携式气体检测仪管理系统
    6月6日,气体检测领域的著名企业英思科推出一款用于便携式气体检测仪的即插即用式自动管理系统,并可提供保护人身安全所需的关键功能和信息。   新产品是为拥有气体检测仪,但对检测网络缺乏必要的宏观监控的用户设计的。用户用它可自动处理标定、通气测试、仪器固件升级以及设置报警限值等。通过应用程序提供的趋势图、功能指标、警报及定制报告,用户可深入查看整个气体检测网络。
  • 在线气体分析系统监测电捕焦油器中煤气含氧量的真相
    煤气生产过程中产生焦油的一部分以极其微小的雾滴悬浮于煤气中,其粒径1~7μm。煤气中的焦油雾会在后续的煤气净化过程中被洗涤下来而进入溶液或吸附于管道和设备上,造成溶液污染、产品质量降低、设备及管道堵塞。下面来看看在线气体分析系统监测电捕焦油器中煤气含量的真相。1、电捕焦油器的安全操作要求 捕集煤气中焦油雾的设备有机捕焦油器和电捕焦油器两种,我国目前主要采用电捕焦油器捕集煤气中的焦油雾。电捕焦油器按沉淀极的结构可分为管式、蜂窝式、同心圆式和板式等类型。电捕焦油器都是利用高压静电作用下产生正负极,使煤气中的焦油雾在随煤气通过电捕焦油器时,由于受到高压电场的作用被捕集下来。由于煤气易燃易爆,就必须保证电捕焦油器的安全操作。另外,电捕焦油器电极间有电晕,可能会发生火花放电现象。如果煤气中混有氧气,当煤气与氧气的混合比例达到爆炸极限时就会发生爆炸。2、煤气中氧含量的控制 煤气中氧气的主要来源有以下几方面 一是生产过程中因设备及管道泄漏而进入的空气; 二是气化用气化剂过剩或短路; 三是在煤气生产过程中,会有一定量的空气进入煤气中。为保证混入的空气与煤气混合后不达到爆炸极限,就应控制煤气中的氧气含量。 《城镇燃气设计规范》( GB 50028-2006)规定,当干馏煤气中氧的体积百分数大于1%时,电捕焦油器应发出报警信号。当氧的体积百分数达到2%时,应设有立即切断电源的措施。《工业企业煤气安全规程》(GB 6222-2005)中也有此规定。这些规定都是以煤气中氧的体积百分数不得超过1%为界限。3、煤气中氧含量与爆炸极限的关系 不同煤气的爆炸极限各不相同,各种人工煤气的爆炸极限见下表。各种人工煤气的爆炸极限(%体积) 从上表可知,对于焦炉煤气、油煤气和直立炉煤气,当达到煤气的爆炸上限时,煤气中氧的体积百分数为12%~13.5%(即煤气中的空气体积百分数达60%左右)时才能形成爆炸性气体。而正常生产情况下,煤气中空气量不可能达到如此高的程度,因此煤气中氧体积百分数低于1%的控制指标可以适当放宽。 对于发生炉煤气及水煤气,当煤气中空气的体积百分数达到30%左右(即煤气中氧体积百分数达到6%以上)时才能达到爆炸极限。以爆炸极限范围最宽的水煤气为例,如果控制煤气中氧的体积百分数≤3%,相当于煤气中空气的体积百分数≤14. 3 %,这时距离其爆炸上限(空气体积百分数为29.6%)还相当远,还有相当大的缓冲空间。因此,从爆炸极限角度分析,控制煤气中氧的体积百分数≤3%应是安全的。4、建议 首先,实际生产过程中一般建议企业采用必要的在线气体分析系统,实时在线监测煤气成分中O2含量,如在线气体分析系统Gasboard-9021,该系统针对多焦油、粉尘、水汽的特定工况设计,通过控制单元可自动化完成样气净化,保证系统长期稳定工作,降低运维成本。其气体分析单元煤气分析仪(在线型)Gasboard-3100可设定O2的高低报警输出,当O2浓度超过报警设定值时,继电器开关触点闭合,外接声光报警器接收信号,可发出声光报警,提醒操作人员采取必要的安全措施;同时可在线测量煤气中CO、O2等气体浓度并自动计算显示煤气热值,为工艺运行提供数据参考。 该在线气体分析系统已广泛应用于煤气化、生物质气化等领域,如安徽某新能源发电股份公司在电捕焦装置后端采用Gasboard-9021用于O2含量监测,将煤气O2含量控制在0.8%以下,以确保电捕焦装置的正常运行,保证工艺现场安全;同时实时监测煤气化炉运行情况,分析煤气成分并计算自动显示煤气热值,为工艺运行提供数据参考,以进生产工艺,提高煤气生产品质及产量。项目现场防尘分析小屋 其次,在实际生产过程中控制煤气中氧的体积百分数低于1%很难进行操作,许多企业采用氧的体积百分数≤1%时切断电源的控制程序,故经常发生断电停车事故,影响后续工序的正常生产。随着工艺、设备及控制技术的发展和操作人员素质的提高,相当一部分企业能够控制煤气中的氧体积百分数≤1 %,如上海的几个煤气厂、焦化厂,均能够控制电捕焦油器煤气中氧的体积百分数≤1%。但国内大部分相关企业都反映很难控制电捕焦油器煤气中氧的体积百分数≤1%,大部分企业都控制在2%~4%。国内外多年的实际生产运行,没有因煤气含氧量过高而发生电捕焦油器爆炸的情况。 从理论上分析及国内外企业多年的生产实践看,控制电捕焦油器煤气中的氧体积百分数≤3%是可行的。为满足安全生产的要求,建议当煤气中的氧体积百分数≥2%时自动报警,当煤气中的氧体积百分数达到3%时切断电源。对于用一氧化碳变换的低热值煤气,氧的体积百分数>0.5%时应自动报警,并控制煤气中的氧体积百分数≤1%。这是由于采用镍系催化剂对煤气含氧量的要求。(来源:工业过程气体监测技术)
  • 山东省发布《便携式紫外吸收法多气体测量系统技术要求及检测方法》
    为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,防治大气污染,改善环境质量,规范便携式紫外吸收法多气体测量系统的技术性能,制定本标准。 随着国家环保部展开以锅炉或炉窑监测SO2、NOx为主的气态污染调查,各省市环保局对CEMS在线监测系统的大力普及,SO2、NOx的在线监测与瞬时监测之间的数据不统一的矛盾日益突出。目前国内监测SO2、NOx常用的仪器主要依赖于电化学传感器法,但由于在高湿低硫的工况中,易发生气体间交叉干扰以及前处理不彻底受水汽影响等因素而导致测量数据不准确的案例时有发生。 2007年8月,中国环境监测总站在青岛召开各省、直辖市、省会城市环境监测工作会议,许多代表提出目前电化学传感器测试烟气中SO2存在的问题,中环总站副站长在会议上指出:电化学传感器是否继续适用我国的固定污染源测试值得商榷,建议仪器生产厂家抓紧时间研制稳定、可靠的SO2测试仪。 在这种大环境下,崂应公司很早就开始研制以紫外光学法测量SO2、Nox等烟气的监测仪。此方法的特点是利用紫外光谱分段测量不同气体,不受水汽及气体间交叉干扰的影响,测量精度高、数值准确。 另外,崂应相信在广大同仁及社会各界人士的共同努力下,我们一定会在大气污染防治这场攻坚战中取得最终胜利,还给地球一片绿色,为生活在“穹顶之下”的我们呼吸到干净的空气贡献出环保人的一份力量,给我们的子孙后代留下一片干净的天空!
  • GCE为山东潍柴动力提供气体监控系统
    GCE作为气体控制领域的行业领导者,为各行业客户提供全面、高效、优质的供气系统,是我们义不容辞的责任。此次与山东潍柴动力合作,对其提供气体监测系统,另外还有570个减压器及阻火器等产品。 潍柴动力是中国最大的汽车零部件企业集团。公司三大业务板块(动力总成(发动机、变速箱、车桥)、商用车、汽车零部件),在国内各自细分市场均处于绝对优势地位。 关于上海GCE 上海GCE气体设备有限公司致力于为您提供专业气路系统,及相关零组件包括:减压器、汇流排、钢瓶阀、割炬等,公司设有技术支持为客户提供从工程咨询、项目设计、培训、实施、验收、工程安装到维修维护等一系列服务。产品适用于高纯气体、工业气体、医疗系统、切割焊接等领域。 上海GCE总部位于瑞典,在20世纪初就致力于气体控制设备的开发和制造,如今是该领域世界领导厂商之一。 欲了解更多产品,请您登陆公司网站:http://china.gcegroup.com/zh/home/
  • 中国计量测试学会发布《医用气体系统检验检测方法》 系列团体标准征求意见稿
    各有关单位:根据国家标准化管理委员会、民政部印发的《团体标准管理规定》及《中国计量测试学会团体标准管理办法》有关规定,经中国计量测试学会批准立项,由潍坊市计量测试所、青岛众瑞智能仪器股份有限公司、淄博市计量技术研究院、烟台市标准计量检验检测中心、中检西南计量有限公司、中国人民解放军第三〇五医院等单位牵头起草的《医用气体系统检验检测方法》系列团体标准(第1部分—第7部分)现已完成征求意见稿的编制,为保证标准的科学性、严谨性和适用性,现面向社会广泛公开征求意见。请各有关单位及专家对上述标准提出宝贵意见和建议,于2024年5月28日前将《征求意见反馈表》反馈至以下联系方式。联系人:韩杰 电 话:13864685588地 址:山东省潍坊市寒亭区开元街道文华书院8-1-602电子邮箱:wfyxjl2021@163.com附件1《医用气体系统检验检测方法 第2部分:医用气源与终端技术要求及试验方法》征求意见稿.pdf附件1《医用气体系统检验检测方法 第1部分:通则》征求意见稿.pdf附件1《医用气体系统检验检测方法 第4部分:医用中心供氧系统技术要求及试验方法》征求意见稿.pdf附件1《医用气体系统检验检测方法 第5部分:医用制氧设备技术要求及试验方法》征求意见稿.pdf附件1《医用气体系统检验检测方法 第3部分:医用中心吸引系统技术要求及试验方法》征求意见稿.pdf附件1《医用气体系统检验检测方法 第6部分:医用牙科供气系统技术要求及试验方法》.pdf附件1 医用气体系统检验检测方法 第7部分:麻醉与呼吸废气排放系统技术要求及试验方法.pdf附件3 征求意见反馈表.doc附件2 《医用气体系统检验检测方法》编制说明.pdf
  • 滨松开发出世界上最小波长扫描量子级联激光器,有望用于便携式火山气体监测系统光源
    此次,滨松光子学株式会社在日本国家研究开发法人新能源与产业技术开发组织(NEDO)主办的“实现IoT社会的创新传感技术开发”项目中,利用独自的微机电系统(MEMS)技术和光学封装技术,成功开发出世界上最小尺寸的波长扫描量子级联激光器(QCL),其体积约为传统产品的1/150。通过将其与日本产业技术研究所开发的驱动系统结合,实现了高速操作和外围电路简化,同时作为光源安装在分析设备上,使可便携的小型分析设备的开发成为现实。在本开发项目中,我们提高了二氧化硫(SO2)和硫化氢(H2S)的探测灵敏度以及设备的维修性,目标是实现在火山口附近对火山气体成分的长期和稳定的检测。此外,它还可以应用于化工厂和下水道中有毒气体的泄漏检测和大气测量等。图1 世界上最小尺寸的波长扫描QCL,体积约为传统产品的1/150概要在火山爆发的前几个月,火山气体中的二氧化硫(SO2)或硫化氢(H2S)等浓度会开始逐渐上升,因此对该气体浓度的监测是火山爆发预测的常规方法。目前许多研究机构在火山口附近安装了电化学传感器分析设备,通过电极检测来实时分析火山气体的成分。但由于电极与火山气体的接触,容易出现寿命变短和性能降低的问题,因此除了定期更换部件等维护,监测的长期稳定性也是一个难题。这样,长寿命光源和全光学光电检测器分析设备则具有无需大量保养,还具有高灵敏度并长时稳定地进行成分分析的特点。目前因为光源的尺寸较大,尙难以将其安装在火山口附近。 在此背景下,滨松从2020年开始,参与了NEDO与产业技术综合开发机构(产综研)的“实现IoT社会的创新传感技术开发”※1项目,积极投入研究和开发具有全光学,小尺寸,高灵敏度和高可维护性特点的新一代火山气体监测系统。 滨松公司正在该项目中承担了分析设备光源的小型化任务,并成功开发出中红外光※2在7-8微米(μm,μ为百万分之一)范围内可高速改变输出功率的世界上最小尺寸波长扫描QCL(Quantum Cascade Laser)。※3(图1、图2、表)。本次新开发的产品是通过将其与产综研开发的驱动系统相结合,实现了高速操作和外围电路简化,作为光源安装在分析设备上,实现了可便携的小型化分析设备。此外,本项目的目标是进一步提高灵敏度和可维护性,实现长时间稳定地对火山口附近气体进行实时监测。同时也有望应用于化工厂和下水道的有毒气体泄漏检测和大气测量等用途。产品特点 1、开发了世界上最小的波长扫描QCL,体积约为传统产品的1/150。 公司利用独自的MEMS技术,对占据了QCL的大部分体积的MEMS衍射光栅※4进行完全的重新设计,成功开发出新的尺寸约为以前1/10的MEMS衍射光栅。此外,通过采用小型磁铁,减少了不必要的空间,并采用独特的光学封装技术,以0.1微米为单位的高精度实现部件的组装,实现了世界上最小的波长扫描QCL,其体积约为传统产品的1/150。 2、实现中红外光在波长7~8μm的范围内的周期性变化输出 滨松利用多年积累的量子结构设计技术※5通过搭载新开发的QCL元件,实现中红外光在易于吸收SO2或H2S的7-8μm的波长范围内的扫描输出。同时,我们还开发了可变波长QCL,可以从7-8μm范围内选择特定波长进行输出。 3、可高速获取中红外光的连续光谱 与产综研传感系统研究中心开发的驱动系统相结合,实现波长扫描QCL的高速波长扫描。它可以在不到20毫秒的时间内获取中红外光的连续光谱,可捕捉和分析随时间快速变化的现象。图2 波长扫描QCL的结构表 本次开发的波长扫描QCL的主要规格未来计划滨松公司将与NEDO和产综研进一步构建新型高灵敏度和高可维护性的火山气体监测系统,同时推进多点观测等实地测试。此外,公司将在2022年度内推出将该产品与驱动电路或与本司光电探测器相结合的模块化产品,以扩大中红外光的应用。 “注释” *1 实现IoT社会的创新传感技术开发 项目名称:实现IoT社会的创新传感技术开发 / 创新传感技术开发 / 波长扫描中红外激光器 研究开发新一代火山气体防灾技术 业务和项目简介:https://www.nedo.go.jp/activities/ZZJP_100151.html *2 中红外光 是一种波长比可见光长的红外光,一般把波长在4-10μm之间的红外光称为中红外光。 *3 波长扫描QCL(Quantum Cascade Laser) 量子级联激光器(QCL)是一种通过在发光层中采用量子结构,可以在中红外到远红外的波长范围内获得高输出功率的半导体激光光源。波长扫描量子级联激光器是将从量子级联激光器发出的中红外光进行分光,反射到MEMS衍射光栅,再通过对MEMS衍射光栅进行电控,使其的倾斜面发生快速变化,从而实现中红外光的波长快速变化并输出。 *4 MEMS衍射光栅 通过电流工作的小型衍射光栅。衍射光栅是一种利用不同波长的光衍射角度的差异来区分不同波长光的光学元件。 *5 量子结构设计技术 是一种利用纳米级超薄膜半导体叠层产生的量子效应的器件设计技术。在该开发中,滨松公司在QCL的发光层采用了独有的反交叉双重高能态结构(AnticrossDAUTM )。
  • 基于新一代含卤气体高精度监测系统在上甸子站的在线观测研究及华北地区排放量的估算应用
    含卤气体主要包括氟氯碳化物(CFCs)、哈龙(Halons)、四氯化碳(CCl4)、甲基氯仿(CH3CCl3)、甲基溴(CH3Br)、氟氯烃(HCFCs)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化物(PFCs)、三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)等臭氧消耗物质和温室气体。2019年,含卤气体的辐射强迫达到0.41 W/m2,相当于CO2辐射强迫的19%。考虑到它们对气候变化的影响以及它们极低的大气环境浓度(ppt量级),对于含卤气体连续的高精度观测非常重要且难度极大。中国北部地区人口密集,是全世界最重要的氟化工、电解铝和氯碱工业生产基地之一,是含卤气体排放的重点地区,因此对于北部地区的四类F-gases(HFCs、PFCs、SF6和NF3)的排放估算也十分必要。本研究利用自主研发的高精度在线监测系统天霁 ODS5-pro系统,于2020年10月至2021年9月在北京上甸子大气本底站对36种含卤气体进行了连续的高精度监测,并对观测数据进一步筛分,得到了36种含卤气体的本底浓度和污染浓度,讨论了含卤气体抬升浓度之间的相关性。最后,根据观测数据结合种间相关法估算了2020-2021年中国北部地区HCFCs和F-gases的排放量,并将结果与全球排放量进行了比较,揭示了中国北部地区HCFCs和F-gases对全球排放的贡献。天霁ODS5-Pro系统由在线采样模块、分析系统、标气、辅助气组(氦气+氮气)和数据处理系统组成。其中分析系统由自组装的冷凝预浓缩模块和气相色谱-质谱检测模块组成。该系统在完成设计、组装和测试后,在北京上甸子大气本底站针对背景大气开展了为期1年(2020.10-2021.9)的实地观测试验;实现了36种含卤气体的有效分离和长期高精度监测,具体为大气浓度大于100ppt物种的精度约0.5%,大气浓度20-100 ppt物种的精度为0.5%~1%,大气浓度1~20 ppt物种的精度为1%~4%;大气浓度为0.1~1 ppt物种的精度为4%~9%。系统的准确度优于±0.5 %,检出限优于0.5 ppt。此外,天霁ODS5-pro系统与国际先进水平的Medusa GC-MS系统进行了同期比对实验。将两套系统间隔70 分钟以内的数据进行配对后,两套系统绝大部分物质的浓度偏差<3%,表现出良好的监测一致性,验证了天霁ODS5-pro系统的监测可靠性。表1 上甸子站2020年10月至2021年9月含卤气体的背景浓度和污染浓度所有35种含卤气体有25%-81%的有效数据被筛分为背景浓度。对于大多数已经被《蒙特利尔议定书》淘汰的物质(CFCs、哈龙和CH3CCl3), 59%-81%的测量结果被筛分为背景浓度。然而CCl4显示出高频率的污染事件,只有40%的测量结果被筛分为背景浓度。本研究中所有HCFCs的背景浓度数据量仅占总数据量的比例为27%-29%,反映出其在中国逐步淘汰过程中持续而强烈的排放。对于HFC-32、HFC-125、HFC-134a和HFC-227ea来说,其背景浓度数据量占比为27%-33%。此外,包括CH2Cl2、CHCl3和PCE在内的短寿命卤代烃(定义为在大气中寿命少于6个月的物质)的污染事件经常发生,其中背景浓度数据占比为25%-31%。在所有测量的含卤气体中,CH2Cl2的背景浓度数据量占比最低。图1 典型含卤气体大气抬升浓度间的相关性,以相关系数r表示,*表示两种物质在0.05水平上显著相关CFCs与其他物质之间的相关性较低,因为主要CFCs的污染浓度数据量占比仅为19%-25%,其相对背景浓度的抬升不到10%(表1)。HCFCs和HFCs的抬升浓度之间存在很强的相关性,反映出其在中国占主导地位的生产和消费,因此存在大量的人为排放。HFC-32与HFC-125具有较高的相关性,相关系数(r)为0.94。这一结果与之前Li et al.(2011) 和Kim et al.(2010)报道的低相关性不同。他们认为HFC-32和HFC-125主要来自工业生产过程中的逸散排放。本研究发现的强相关性证实了主要用作HCFC-22替代品的混合制冷剂R410A(HFC-32与HFC-125 质量比1:1)在中国房间空调得到了广泛使用。R410A的人为生产和消费已经成为HFC-32和HFC-125的主要排放源。此外,HFC-143a广泛存在于R404A和R507A的混合制冷剂中,因此与HFC-32和HFC-125的相关性较强,分别为0.70和0.76。在中国,HFC-23主要作为HCFC-22的工业生产过程副产物而排放。同样的,PFC-318主要在以HCFC-22为原料的四氟乙烯和其他含氟化学品的生产过程中产生和排放。HFC-23和PFC-318的抬升浓度相关性很强,为0.80,这暗示了它们均主要来源于与HCFC-22相关的氟化工行业的排放。氯甲烷类(包括CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4)与HCFCs和HFCs的抬升浓度相关性相对较强。在中国,氯甲烷类在各种工业过程中排放,其主要用作氟化学品生产的原料以及在人口稠密和工业化地区被广泛用作溶剂。本研究得出的相对较高的相关性可归因于工业区域氯甲烷类、HCFCs和HFCs排放的同源性。图2 2020年10月至2021年9月上甸子站观测对含卤气体排放的敏感性表2 利用种间相关法估算的2020-2021年中国北部地区F-gases和HCFCs的排放量aHCFC-22的排放量为数值反演法获得图3 (a)F-gases和(b)F-gases和HCFCs中各物质的CO2当量(CO2-eq)排放的占比表3 2020-2021年中国北部地区CO2-eq排放量以及对2020年全球含卤气体排放量的贡献排放敏感性分析结果(图2)表明,上甸子站的观测对中国北部地区12个省份的排放具有较高的敏感性。因此,采用种间相关法,以HCFC-22和CO为参考物估算了中国北部地区F-gases和HCFCs的排放量。结果表明,2020-2021年中国北部地区F-gases的CO2-eq排放量达到181±18 Tg /yr。在估算的四类F-gases中,SF6的CO2-eq排放量的占比最高(24%),其次是HFC-23(22%)、HFC-125(17%)、HFC-134a(13%)、NF3(10%)、CF4(5.9%)、HFC-143a(3.9%)、HFC-32(3.4%)和HFC-152a(0.2%)。如果将HCFCs的排放纳入其中,HCFC-22由于其巨大的实物吨排放量而贡献F-gases和HCFCs总CO2-eq排放量的42%,接近一半。因此,进一步减少HCFCs的排放将有助于臭氧层的恢复,并对减缓气候变化起到积极作用。与全球排放量进行比较后发现,仅中国北部地区的NF3、SF6和HCFCs的占全球排放的比例就高达20-40%,表明中国整个地区上述物质的排放量可能占全球排放的一半以上。因此,中国减缓NF3、SF6和HCFCs的排放将对全球的减排进程产生重要影响。中国北部地区有意生产的HFCs的排放量占全球排放的比例较低(<15%),而工业副产物HFC-23的贡献比例相对较高,为19%。文章信息研究成果以“In Situ Observations of Halogenated Gases at the Shangdianzi Background Station and Emission Estimates for Northern China”为题已在 Environmental Science & Technology 期刊上作为封面文章发表。北京大学环境科学与工程学院的博士生伊丽颖为文章的第一作者,复旦大学姚波研究员和北京大学许伟光工程师为本文的通讯作者。该研究工作得到了国家重点研发计划项目(2019YFC0214502)的支持。文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c00695文中引用的参考文献:1. Li, S. Kim, J. Kim, K. R., et al., Emissions of Halogenated Compounds in East Asia Determined from Measurements at Jeju Island, Korea. Environ. Sci. Technol. 2011, 45, (13), 5668-5675.2. Kim, J. Li, S. Kim, K. R., et al., Regional atmospheric emissions determined from measurements at Jeju Island, Korea: Halogenated compounds from China. Geophys. Res. Lett. 2010, 37, L12801.
  • 全球温室气体监测实施计划出台,加强对全球温室气体排放的检测
    早在1月份,世界气象组织(WMO)发布了全球温室气体监测(G3W)实施计划草案,供专家磋商,以制定一项促进气候行动的旗舰倡议。日前,世界气象组织(WMO)执行委员会以决议方式通过了全球温室气体监测(G3W)实施计划,旨在加强对全球温室气体排放的检测,以及服务于全球气候治理领域的有关政策制定。该计划将以世界气象组织长期协调的温室气体监测和研究工作为基础,分阶段实施。其中,2024年至2027年为试运行阶段,初步聚焦二氧化碳、甲烷和一氧化二氮三大主要温室气体,研究人类活动和自然现象对有关温室气体排放的影响。该实施计划出台前夕,WMO发布《WMO全球年度至十年气候最新通报》指出,在2024年至2028年,全球平均温度比工业化前时期高出1.5℃的可能性为47%。WMO副秘书长柯巴雷特表示:“这些统计数字背后隐藏着一个严峻的现实,就是我们远远偏离了实现《巴黎协定》所设定目标的轨道,我们必须紧急采取更多减少温室气体排放的措施,否则将付出越来越沉重的代价。更加极端的天气将导致数万亿美元的经济损失和数百万人遭受生命威胁,环境和生物多样性也将受到严重损害。”作为该实施计划的主要起草方之一,“全球大气观察”组织表示,全球温室气体监测实施计划的出炉,是多年以来大量团队努力的结果,得到了全世界温室气体科研群体的一致支持。该计划致力于帮助世界气象组织成员更好地落实《巴黎协定》,为其有关政策制定提供依据。鉴于各国在采取减缓气候变暖具体政策措施方面,受到信息不对称、不完整的困扰,WMO拟通过该计划打造全球温室气体排放数据库,作为公共产品帮助各成员更科学决策。全球温室气体监测实施计划致力于打造集成度高、有效性强的合作框架,整合当前天基和陆基观测系统,融合现有的观测数据和推算模型,最大程度汇聚当前技术,加强温室气体检测的质量。WMO在通过该实施计划的决议中还建议,今后所有的温室气体监测工作都应秉承全透明原则,并遵循WMO统一数据政策开展,以便各国能以地球系统数据为基础,开展自由且不受限制的国际合作。WMO对于通过更好集成力量获取更高质量数据寄予厚望,该实施计划负责人巴尔萨莫表示,当前基线观测站能够较好地测量二氧化碳浓度,但要想直接服务气候政策制定,还需要更精确、更及时的数据,目标是能按照月度频率更新全球二氧化碳流动和聚集情况,并且要有足够清晰的地理分布细节。根据决议,全球温室气体监测实施计划的推进,将始终在联合国框架下进行,世界气象组织基础设施委员会、研究委员会将共同组建联合顾问组,负责联络外部参与方,推进该计划的落地执行。为确保计划顺利实施,WMO呼吁各成员加大对联合顾问组专业人员的支持,使其更好保障计划的顺利推进。近期,WMO发布了半年度简报,强调要在可持续发展的未来展现出更大领导力,优先任务就是帮助并赋能各个国家和地区制定有效且针对性强的气变适应和减缓措施,WMO将在这一问题上发挥引领作用,并与志同道合者共同打造可持续发展的未来。
  • 瑞士万通MARGA在线气体组分及气溶胶监测系统通过美国环保署(EPA)ETV认证
    ETV ( Environmental Technology Verification,环境技术认证)计划是由美国环境保护署( EPA )创建的一套程序和方法,用于评估创新技术解决威胁人类健康和环境问题的能力。ETV是对特定技术性能的定量评价,EPA的全体质量管理成员参与检测的整个过程,以确保检测数据的质量。 ETV计划进行技术认证的重点是已经全面市场化或准备好市场化的技术,不评估那些处在实验阶段的技术。 MARGA在线气体组分及气溶胶监测系统是由荷兰能源研究所(Energy research Centre of the Netherlands, ECN)与Metrohm及Applikon共同研制的,MARGA为大气研究提供了一种全新的、在线大气污染监测及研究手段。它采用独特的取样装置把颗粒污染物和酸性气体直接吸收到水相中,再使用离子色谱监测其成分,整个过程全自动进行。近年来已在美国及欧洲多个地方投入使用。 日前,MARGA在线气体组分及气溶胶监测系统顺利通过美国环保署(EPA)的ETV认证。 EPA官网认证报告下载:http://www.epa.gov/nrmrl/pubs/600r11106/600r11106vs.pdf MARGA资料下载:http://www.metrohm.com.cn/product/product_view.aspx?product_id=231 关于瑞士万通: 1950年,瑞士万通发明了第一支复合pH电极。 1954年,瑞士万通设计出第一台用于痕量分析的实用自动极谱仪。 1956年,瑞士万通开发出第一支活塞型滴定管。 1968年,在瑞士万通诞生世界首台数字化滴定仪,第一台数字化电子滴定管。 &hellip &hellip 2007年,瑞士万通研发出首台智能型离子色谱仪。 2010年,瑞士万通研制出世界首台紫外离子色谱。 Metrohm - 瑞士万通,是当今世界唯一全方位涵盖各类不同离子分析技术的国际化分析仪器公司。
  • 四合一气体检测仪:多气体同步监测,安全尽在掌握
    在我们生活和工作的众多场景中,气体安全至关重要。无论是在充满复杂气体环境的工业车间,深邃的矿井巷道,还是可能存在燃气泄漏隐患的家庭厨房,都离不开一个可靠的守护者——四合一气体检测仪。  四合一气体检测仪是一种高效、便捷的安全监测设备,能够同时检测并显示四种不同的有害气体浓度,通常包括可燃气体(如甲烷、丙烷等)、有毒气体(如一氧化碳、硫化氢等)、氧气浓度以及可能存在的其他特定有毒气体(如二氧化氮、氯气等),具体检测气体种类会根据不同型号和应用场景有所差异。这种设备在化工、石油、天然气、冶金、消防、环保、地下管道维护等多个领域具有广泛的应用,是保障人员安全、预防事故发生的重要工具。  这款检测仪凭借其先进的传感器技术和精准的数据分析系统,能够迅速而准确地检测出常见的四种气体,包括可燃气体、一氧化碳、硫化氢和氧气。对于可燃气体,它能在第一时间感知到浓度的细微变化,哪怕是极其微量的泄漏也逃不过它的“法眼”。当一氧化碳这种无色无味却极具危险性的气体出现时,四合一气体检测仪会立即发出警报,为人们争取到宝贵的应对时间。硫化氢作为一种具有强烈刺激性气味的有毒气体,它也能精确地进行监测和预警。而氧气浓度的监测更是关键,无论是在高海拔地区还是封闭空间内,氧气含量的变化都可能对人体健康造成重大影响,四合一气体检测仪能够确保我们始终处于合适的氧气环境中。  在实际应用中,它的便捷性和高效性也令人称赞。其操作简单易懂,无论是专业的技术人员还是普通的工作人员都能轻松上手。它具有清晰直观的显示屏,能够实时显示各种气体的浓度数值,让使用者一目了然。同时,它还具备声光报警功能,一旦检测到气体浓度超出安全范围,就会立即发出强烈的声光信号,及时提醒周围的人员采取相应的安全措施。  在矿井作业中,四合一气体检测仪为矿工们的生命安全提供了坚实的保障。矿井下的气体环境复杂多变,稍有不慎就可能引发重大安全事故。有了它,矿工们可以随时了解周围气体环境的状况,安心工作。在工业生产线上,它能有效预防因气体泄漏导致的火灾、爆炸等事故,降低企业的安全风险和经济损失。  总体而言,四合一气体检测仪以其卓越的多气体同步监测功能,为我们的生产和生活带来了可靠的安全保障。让我们在面对各种复杂的气体环境时,都能做到心中有数,安全尽在掌握,它无疑是我们在气体安全领域不可或缺的得力助手。随着科技的进步和需求的不断增长,未来气体检测仪将更加智能化、网络化,为各行各业的安全生产提供更加全面、高效的解决方案。
  • 北京“十四五”将建温室气体立体监测网
    记者5日从北京市生态环境局获悉,“十四五”期间,北京将建立天空地一体化的温室气体立体监测网络,用来科学表征北京市空气中温室气体浓度水平以及变化趋势。在线监控等技术手段助力环境执法党的十八大以来,北京市生态环境质量改善取得里程碑式突破,绿色低碳发展走在全国前列。2021年,北京市空气质量首次全面达标,联合国环境署评价北京大气治理为“北京奇迹”。环境科技是改善生态环境质量的有力武器。在传统监测方法的基础上,北京通过科研先行、试点应用,方法成熟后全面推广的方式,稳步采用先进的采样、数据传输、分析及预测预报等技术,支持构建了国际一流的天空地三维立体环境及污染源监测体系,提升动态化、精细化管控水平。热点网格、车载移动监测、在线监控等技术手段成为环境执法的秘密“武器”,北京还开展了无人机的应用,提高了执法监管的科技化和精准化水平。覆盖街乡镇的高密度监测网络,开展动态网格污染研判评估、获取污染高值区域和点位,为监管执法提供精准依据。重型柴油车远程在线监控系统实现了对几十万辆重型柴油车的实时监控。除传统的环境要素外,生物多样性、温室气体监测等体系的构建也已纳入工作安排。探索开展城市生态系统碳汇监测北京市生态环境监测中心副主任鹿海峰表示,温室气体监测是支撑减污降碳协同增效的一个重要技术手段。“十四五”期间,北京将逐步建立自动监测为主、遥感监测为辅,走航和手工监测为补充的天空地一体化的温室气体立体监测网络,用来科学表征北京市空气中温室气体浓度水平以及变化趋势。同时开展典型行业温室气体排放监测,进一步探索开展城市生态系统碳汇监测,进行减污降碳协同分析与评估,为北京市实现碳达峰碳中和目标,推进减污降碳协同增效提供有力的技术支撑。12月5日,北京市“科技赋能打好污染防治攻坚战”新闻发布会举行。去年,北京市空气质量六项主要污染物首次全面达标。记者获悉,北京市生态环境监测中心在空气质量监测网络建设、PM2.5来源解析、空气质量预报预警、污染源非现场监测等多个方向持续加大科研力度,产生了一系列创新性科研成果,有力支撑了空气质量改善。焦点1 率先建成城市PM2.5实时监测系统据鹿海峰介绍,自2012年起,北京按新实施的《环境空气质量标准》在全国率先建成了城市PM2.5实时监测系统并逐小时对社会发布,综合应用自动监测技术、组分监测技术、卫星遥感监测技术及地基雷达监测技术等手段,建成了国际一流的天空地三维立体监测体系,实时监测北京空气中的主要污染物变化情况;同时将物联网、大数据、人工智能技术有机融合,建立了千余个小型化传感器组成的街乡镇高密度监测网络。通过智能识别监测数据,建立动态网格污染研判评估系统,为生态环境执法提供精准依据,实现由传统现场“点对点”监管模式向远程“点对面”模式的转变。此外,通过构建“市-区-街乡镇”三级管理体系,全面提升了大气PM2.5污染的精细化、精准化、智能化管理水平。焦点2 将打造生态环境监测“智能感知”基地在开展水生态监测与评价方面,北京市生态环境监测中心充分利用卫星遥感、环境DNA技术等多种创新监测手段,持续开展涵盖理化指标、水生生物和生境状况三方面的水生态综合监测,并逐步完善本地化水生生物DNA条形码数据库。同时以水生态系统完整性为重点,初步构建了符合北京市地域特征的水生态监测与评价技术体系,全面科学客观评价全市水生态环境质量现状,剖析水生态问题产生的原因,为水生态环境管理和水生态修复成效评估提供重要技术支撑,助力推进水生态环境质量实现从“清澈见底”到“鱼翔浅底”的转变。下一步,北京市生态环境监测中心将推进大数据、区块链、人工智能等新技术在监测领域的深度应用,打造国际领先的生态环境监测“智能感知”创新示范基地,借助科技力量全力支撑打好污染防治攻坚战。焦点3 利用物联网等实时追踪联网车辆排放鹿海峰介绍,北京还推进污染源非现场监测,用数据精细刻画污染源特征。2018年以来,北京市生态环境监测中心在全国率先推进重型车排放远程在线监测技术,应用物联网、大数据技术手段,突破海量高并发数据接收与解译瓶颈,搭建了国际上首个重型车排放远程在线监测示范平台,实时追踪联网车辆的排放状态,哪里车多、哪些车违规上路、哪些车“带病”运行,都可以一目了然。深化重点排污单位自动监控数据应用,根据自动监控数据综合分析感知生产变化情况、污染物排放情况以及治理设施运行情况等。同时,这些数据经过聚合分析,对于各个区域、行业的运行与排放,可以实现逐小时的动态表征,支撑行业精细化监管。焦点4 发布三轮PM2.5源解析助力管理决策污染来源解析是识别PM2.5组分特征及主要贡献污染源的重要技术手段。鹿海峰称,北京开展三轮PM2.5源解析,助力管理决策。2014年,北京率先在全国首个发布PM2.5源解析结果,当时国内相关技术领域尚处空白,市生态环境监测中心用一年的时间组织研发了PM2.5中200余种化合物的监测方法,探索PM2.5源解析技术,迈出了历史性的一步,明确指出当时北京市大气环境PM2.5的主要来源分别是“机动车、工业源、煤炭、扬尘”。基于常量组分和痕量示踪物监测方法体系,北京于2018年发布第二轮PM2.5源解析报告,并成为第一个更新PM2.5源解析结果的城市,明确燃煤治理得到明显成效,移动源跃升为大气PM2.5首要来源。随后,市生态环境监测中心自主创新解析路线,实现区域传输定量评估及二次有机物定量解析两个突破,解析技术路线达到国际先进水平、精细化程度国际领先,并发布了第三轮PM2.5来源解析最新研究成果。源解析结果支撑了北京市“清洁空气五年行动计划”“蓝天保卫战三年行动计划”的措施制定。
  • 温室气体监测必看!几类关键原理方法及技术要求!
    众所周知,温室气体监测技术方法主要包括非色散红外法、气相色谱法、光腔衰荡光谱法、离轴腔积分系统法等。自《“十四五”生态环境监测规划》发布以来,各地有关单位纷纷响应,在补齐碳监测技术短板方面重点发力。尤其2022年9-11月,与温室气体监测相关的文件,频频出台,不断加强在温室气体及其同位素监测分析技术、排放源和环境空气温室气体自动监测设备技术要求及检测方法、温室气体监测质量控制和量值传递/溯源体系等方面的投入。与此同时,与温室气体监测相关的技术、标准等方面的问题也应运而生。温室气体监测方面的技术要求,官方有哪些发布、尚待发布?工业企业、实验室、监测部门在实际应用场景中,如何选择适合的温室气体监测手段?不同监测手段的原理差异性如何?如何攻关新技术研究的核心难点?碳同位素监测如何持续助力精准溯源?碳监测量值溯源体系是否建立?……2022年3月17日,仪器信息网3i讲堂独家策划“第一届碳排放检测与监测”会议圆满结束,反响热烈,年初的直播间,我们共同约定在2022年末,将再次为大家呈现关于“温室气体监测”的最新技术成果和进展。带着这份承诺,3i讲堂将于11月30日举办“第一届温室气体监测”网络大会,与8位重量嘉宾,在直播间共同寻找答案:(福利:点击此处,快速免费报名,优先审核)嘉宾一:杨勇 上海市环境监测中心 高级工程师报告:环境空气高精度二氧化碳、甲烷连续自动监测技术及应用作为《碳监测评估试点工作方案》(环办监测函〔2021〕435号)入选试点城市,上海环境监测中心在温室气体在线监测方面的进展和经验有哪些?且听杨老师婉婉道来。嘉宾二:余贺 德国元素 产品专家报告:温室气体的同位素分析传统的浓度变化监测仅能够反映气体累积的整体过程,无法确定变化的原因,温室气体的同位素分析有助于研究这些气体的源和汇,帮助我们理解温室气体的来源和释放规律。嘉宾三:卢波 岛津企业管理(中国)有限公司 应用工程师报告:温室气体气相色谱快速分析主要介绍实验室离线分析温室气体所用到的仪器设备以及岛津的应用解决方案。一次进样4分钟内完成温室气体CO2,N2O,CH4的分析,且重复性优于0.3%,灵敏度达ppb级;可根据需要扩展分析SF6,C2H6,C2H4,C2H2等。嘉宾四:张迪生 江苏省南京环境监测中心 副主任/研究员报告:固定污染源cems现场检查要点及案例分析产生温室气体的因素复杂多样,且排放主体难以确定。与过去更注重末端降碳减排相比,如今越来越多的城市开始将功课前移,对温室气体的“精准溯源”成为治理的第一步,实现精细化排查。嘉宾五:徐驰 中国环境监测总站 工程师报告:环境空气二氧化碳、甲烷高精度监测量值溯源技术要求三项技术要求主要起草人,权威解读!嘉宾六:张智杰 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 应用工程师报告:基于稀释法的排放源CO2监测系统主要 介绍赛默飞基于稀释抽取法排放源CO2方案组成结构及系统特点。嘉宾七:李熠豪 上海北分科技股份有限公司 副总经理报告:高精度红外激光技术在大气温室气体的应用嘉宾八:朱卫东 中国仪器仪表学会分析仪器分会 在线分析仪器专家组委员 教授级高工报告:腔衰荡吸收光谱与离轴积分腔输出光谱检测技术及其在温室气体监测的应用简要介绍温室气体监测的主要应用领域及腔衰荡吸收光谱(CRDS)与离轴积分腔输出光谱(OA-ICOS)的技术进展及其应用;重点介绍了CRDS及OA-ICOS的检测技术、原理结构、系统装置。及国内外产品的CRDS及ICOS高精度温室气体分析仪;并介绍了在城市温室气体监测站及研究院所的应用。(点击图片,免费报名,优先审核)
  • 应用案例 | 气体检测高精仪器用以农田环境气体排放监测
    项目内容:农田气体排放实验项目地点:宁波市鄞州区咸祥镇项目背景农业作为单一温室气体排放源,其排放的种类和量度对于全球气候变化的影响不容忽视。其中,氨和氧化亚氮作为农田排放的主要气体,它们对我国环境质量的影响深远。农业贡献了全球人为源氨排放的90%和氧化亚氮排放的60%。如果不合理控制氮肥的施用,将会加剧活性氮排放,引发诸多环境问题。如生物多样性丧失、富营养化和雾霾污染。因此,对农田气体排放进行实验研究,对于理解其排放机制、评估其环境影响以及制定相应的减排措施具有重要意义。为了更准确地进行测量,宁波海尔欣光电科技有限公司推出HT8700大气氨激光开路分析仪和HT8500大气氧化亚氮激光开路分析仪,为监测农田环境气体排放贡献力量。HT8700和HT8500的特点1.开放式光腔,超灵敏,响应快速① 中红外激光技术实现灵敏的大气氨本底浓度测量② 避免闭路仪器管道吸附问题造成的延迟,实现10Hz无损高频浓度输出③ 无需采样泵,无需采样管路及样品预处理,维护简单2.适应于各类现场部署的便携式设计① 强大的环境适应性和抗震性② 选用低热膨胀材料,减少结构形变和系统漂移③ 镜片加热设计,避免冷凝结露而导致信号丢失3.适合无电网区域和移动平台① 低功耗,能以太阳能电池板或蓄电池供电② 重量轻,便于在偏僻台站或小型车辆上部署和维护我们将对农田气体排放进行长期监测,收集大量数据,分析不同农田管理措施对气体排放的影响,助力我国实现碳中和目标,保护生态环境,促进可持续发展,为实现美丽中国和可持续发展目标奠定坚实基础。在科技创新的驱动下,我国环保事业将迈向新的高度。
  • 广东计划试点温室气体监测、碳汇监测
    海洋生态环境保护是一个动态持续的过程。为精准、长效保护海洋生态环境,目前广东全省已布设海水环境质量监测点位268个,海洋沉积物监测点位135个,开展海水环境质量、海洋生态系统健康状况、重点海水浴场、海漂海滩垃圾和海洋微塑料等领域监测活动。“目前,广东已基本建成涵盖大气、水、土壤、海洋、噪声、生态、污染源等要素的生态环境监测基础网络。” 广东省生态环境厅环境监测处处长林文表示,在传统监测网络基础上,下一步广东将继续拓展新兴领域监测,提升创新水平。其中包括,在深圳、湛江、韶关等市试点开展典型城市温室气体监测、典型海岸带、森林生态系统碳汇监测,研究构建符合广东省流域特征的水生态监测与评估体系。同时,开展重点管控新污染物调查监测试点,与卫生健康部门合作推进构建和完善生态环境健康风险监测、评估及溯源技术体系。选择深圳、湛江、韶关3市试点主要是考虑在中型、大型等不同规模城市及海岸带、森林等不同类型生态系统中开展碳汇监测。林文表示,下一步广东还将推进监测信息化智能化水平提升。借助5G、云计算、人工智能、无人机、遥感等新技术手段,继续优化整合生态环境质量监测、污染源监测、视频监控等感知资源,开发各类智慧应用。“其中,深圳启用的气象观测梯度塔能够搭载很多监测设备,记录不同高度的二氧化碳浓度等数据参数,是一个比较有代表性的探索。”林文表示,广东典型城市试点经验将形成总结方案提交生态环境部审核,为全国碳汇监测体系建设提供可复制、可推广的广东经验。
  • 应用案例 | 基于4.5 μm量子级联激光器的开放光路 N2O气体检测系统研究
    近日,来自山东师范大学的研究团队发表了《基于4.5 μm量子级联激光器的开放光路N2O气体检测系统研究》的研究成果。项目背景温室气体(Greenhouse Gas,GHG)的温室效应引发全球变暖和气候变化,这使得全球生态环境面临着很大的威胁。一氧化二氮(N2O)是全球六大GHG之一,相较于人们熟知的二氧化碳(CO2),N2O含量相对较低,但其全球变暖潜能值(Global Warming Potential, GWP)却是CO2的310倍左右,此外,它对臭氧(O3)也有一定的破坏作用。因此,有效探测大气中的N2O含量及其浓度变化趋势是至关重要的。N2O气体分子的吸收谱带主要集中在中红外区域,需要选用中红外光源对N2O气体进行探测。近年来,随着波长可调谐、可室温工作的量子级联激光器(Quantum Cascade Laser, QCL)的研发技术日益成熟,将其与激光吸收光谱技术相结合,可以实现对气体的高分辨率、高灵敏度探测,被广泛应用于气体遥感探测领域。目前,结合激光吸收光谱技术及紧凑型多通道气室(MGC),可实现对气体分子的快速响应,并达到较低的检测限,但系统为封闭式光学路径,限制了在户外环境中持续检测的便携性、实际适用性和空间覆盖范围。因此,开放式光学路径的设计,对于户外大范围环境中气体浓度的实时检测是十分必要的。系统搭建宁波海尔欣光电科技有限公司为该项目提供了HPQCL-Q&trade 标准量子级联激光发射头、QC750-Touch&trade 量子级联激光屏显驱动器、HPPD-M-B 前置放大制冷一体型碲镉汞(MCT)光电探测器。HPQCL-Q&trade 标准量子级联激光发射头其波数的可调谐范围是 2203.7 cm-1~2204.1 cm-1,最大输出光功率可达 50 mW。 为了充分发挥 QCL 的波长可调谐特性,结合激光器驱动,对QCL 的工作温度以及电流进行设置,进而得到系统中所需要的激光器发射中心波长。QC750-Touch&trade 量子级联激光屏显驱动器结合触摸屏的显示功能,极大的方便了用户进行操作。 通过激光驱动器对注入激光器的电流进行更改,分析发射波数与驱动电流的相关性,调节驱动电流大小,分析在300 mA至360 mA的电流变化范围内,激光器波数随驱动电流变化的响应曲线。可以得到,随着电流逐渐增大,激光器的波数是逐渐减小的,对应的输出波长是逐渐增大的,其响应曲线可以表示为:y = -0.0271x + 2212.972。 同理,对激光器发射波数与温度的相关性进行分析,对温度进行调节,使激光器在30 °C至45 °C之间工作,分析激光器中心波数随温度变化的响应曲线。可以得到,随着温度逐渐升高,激光器的波数是逐渐减小的,对应的输出波长是逐渐增大的,其响应曲线可以表示为:y = -0.1716x + 2210.216。 综上所述,根据所选用的N2O吸收谱线波数为2203.7333cm-1,因此,所对应的QCL 中心电流和工作温度应分别设置为330 mA和36.0 °C。 HPPD-M-B 前置放大制冷一体型碲镉汞(MCT)光电探测器的感光面积为1×1 mm2,探测范围较为广泛,可达到 2μm-14μm,完全满足本系统探测的需求。由于探测器接收到的回波信号较为微弱,在对数据进行处理前,需要对信号进行放大,而该型号的探测器内部设计有前置放大器,以便后续可直接进行谐波解调和浓度反演等数据处理,同时也对系统的设计进行了简化。结论与创新点:使用该检测系统对大气中 N2O 浓度进行实时检测是可行的。(1) 选用QCL作为发射光源。QCL 具有波长调谐范围广、输出功率较高、并且可以在室温条件下工作的卓越性能。选取最优谱线位置为 2203.73 cm-1,能有效避免其他气体的干扰,实现对N2O气体分子的高灵敏度检测。(2) 为了避免MGC在远程或户外的大范围环境检测研究中的限制性,选用离轴抛物面反射镜和角反射镜,搭建了开放式光学路径的N2O气体检测系统。将大部分光学元件安装在一个光学平台上,实现了系统的紧凑、便携特性,并满足开放式、大范围环境监测的需求。(3) 经验证,当积分时间为1s时,N2O检测限为1.1 ppb,当积分时间延长至95 s时,系统达到最低检测限为0.14 ppb。结合实验结果,表征了系统的高精确度、高灵敏度、低检测限的性能,并且完全满足对大气环境中N2O浓度测量的标准。参考文献:张玉容,赵曰峰《基于4.5 μm量子级联激光器的开放光路 N2O气体检测系统研究》
  • 科学岛团队在温室气体通量监测方面取得新进展
    近日,中科院合肥研究院安光所高晓明研究员团队在可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS)测量大气温室气体通量方面取得新进展,相关研究以《基于TDLAS的开放光路防污染多通池气体分析仪用于实时监测大气水蒸气(H2O)和二氧化碳(CO2)通量》为题发表在国际知名期刊Optics Express上。   大气中主要的温室气体有4种:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)和水蒸气(H2O),减少大气层中温室气体浓度的方法之一就是通过土壤和植被保存碳元素。2020年我国在七十五届联合国大会上作出的“碳达峰、碳中和”的承诺,提升陆地生态系统碳汇是实现我国“碳中和”目标最绿色和经济的有效途径。为了解陆地生态系统对碳元素的吞吐情况,科学界提出利用空气流动产生的湍流涡旋测量温室气体的排放量。而基于可调谐激光吸收光谱涡度相关监测技术与设备是生态系统碳源汇及其碳收支过程通量观测的重要手段,其具有高灵敏度、高精度、高选择性,以及响应速度快等优点。涡度相关气体通量监测技术又分为开放光路式和闭路式两种,开放光路是一种原位测量,相比于闭路式测量,具有更低的系统功耗和重量。然而传统开放光路多通池长时间工作在野外环境中,存在镜片镀膜层容易被污染和腐蚀等问题。   针对上述问题,团队成员陈家金副研究员、梅教旭副研究员、古明思博士研究生等人,首次提出反面镀膜的防腐蚀、防污染开放光路多通池的设计,有效避免了外界环境对镜片膜层的污染和腐蚀,并将该设计应用于大气温室气体CO2和H2O的通量监测设备中,提高了开放光路系统的长期稳定性和耐用性。同时利用该设备在江苏省扬州市江都区马凌村良种场试验基地,对小麦季节农田生态系统CO2和H2O通量进行了为期一个月的外场对比观测实验,获得的数据结果与国际上主流商业仪器获得数据结果具有非常好的一致性。   该研究工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金等项目的资助。开放式TDLAS通量测量设备原理图现场测试照片和24小时与商业仪器浓度对比连续25天 (a) CO2 (b) H2O通量结果对比
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