從定義、變化、來源到如何監(jiān)測詳解“溫室氣體”

隨著工業(yè)快速發(fā)展、人口高速增長，人類的活動(dòng)區(qū)域不斷擴(kuò)張，化石能源的大量開采使用、植被的減少、化肥的過量使用等等原因，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、四季溫差過大，從總體來看，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)和人類有利的，但過量的溫室氣體會(huì)給地球生態(tài)帶來負(fù)面影響。京都議定書里面規(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)步讓人類走上了發(fā)展的快車道，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，不同氣體的來源有較大差異，主要來源見下表

溫室氣體的監(jiān)測

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)帶來的全球?yàn)?zāi)難已經(jīng)得到越來越多國家的認(rèn)同和重視。

2020年，國家提出了“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)測大氣中的溫室氣體實(shí)時(shí)含量，準(zhǔn)確監(jiān)測污染源、移動(dòng)源溫室氣體排放量，準(zhǔn)確監(jiān)測煤炭開采、天然氣輸運(yùn)過程、沼氣能源外泄CH4氣體含量，準(zhǔn)確監(jiān)測土壤、污水、海水中某些溫室氣體含量，監(jiān)測工業(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)測需求，武漢晟諾儀器eLAS激光溫室氣體分析儀是根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)場工業(yè)在線分析、環(huán)保在線監(jiān)測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）檢測技術(shù)，具有超低量程的監(jiān)測下限，檢測限可實(shí)現(xiàn)ppb級(jí)別。TDLAS技術(shù)相比氣體測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。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)測和計(jì)算，通過綜合觀測、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信息。從而構(gòu)建基礎(chǔ)城市碳監(jiān)測網(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，研究探索碳監(jiān)測評(píng)估工作模式和數(shù)據(jù)應(yīng)用，發(fā)揮碳監(jiān)測評(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。