开路式甲烷分析仪

近年来，随着全球气候变化问题的加剧，甲烷排放成为引起广泛关注的环境挑战之一。在应对这一问题的过程中，《甲烷排放控制行动方案》应运而生，为我国在甲烷排放控制方面制定了明确的战略和计划。甲烷排放形势严峻 甲烷，作为全球第二大温室气体，具有增温潜势高、寿命短的特点，对全球变暖贡献率达25%，其贡献仅次于二氧化碳，与CO2相比，甲烷吸附热量能力更强，20年内的全球增温潜势（GWP）相当于CO2的84倍，100年内的GWP100为CO2的28倍，已成为全球气候变化不可忽视的因素。 国际能源署（IEA）数据显示，2022年全球和我国甲烷排放量分别为35580.13万吨、5567.61万吨，我国甲烷排放量占全球比重为15.65%。我国虽然在甲烷资源化利用方面取得一定成效，但在统计监测基础、法规标准体系和技术管理能力等方面仍然面临一系列挑战。 甲烷排放控制不仅关系到气候效益，还涉及到能源资源化利用、环境保护和生产安全等多个方面的问题。政策解读《甲烷排放控制行动方案》的出台旨在通过全面、有序的措施，提升我国在甲烷排放统计核算、监测监管等基础能力，积极参与全球气候变化治理。亮点解读：1) 指导思想明确：以新时代中国特色社会主义思想为指导，贯彻生态文明思想，坚持减排与发展、安全的统一，引导经济社会全面绿色转型。2) 工作原则清晰：统筹协调、夯实基础、分类施策、稳妥有序、防范风险，形成了科学而灵活的工作原则，旨在多方面推动甲烷排放控制工作。3) 主要目标明确：在“十四五”和“十五五”期间，逐步建立政策、技术、标准体系，提升相关基础能力，实现甲烷资源化利用和排放控制的积极进展。4) 重点任务突出：加强监测、核算、报告和核查体系建设，推进能源、农业、垃圾和污水处理领域的甲烷排放控制，强化污染物与甲烷协同治理。5) 技术创新和监管加强：鼓励技术创新，推进关键技术的研发与应用，加强对甲烷排放控制的监管，提高数据质量。海尔欣助力中国甲烷排放控制新征程 在这一重要的甲烷排放控制行动中，宁波海尔欣光电科技有限公司旗下“昕甬智测”国产创新品牌HT8600大气甲烷激光开路分析仪，专门用于实时监测大气中甲烷气体的浓度，为环境监测和空气质量管理提供可靠数据支持。 仪器采用量子级联激光技术，应用两面暴露在大气中的高反射率镜面对中红外激光进行多次反射，有效光程达数十米，测量目标气体对特征吸收峰处中红外激光能量的微弱吸收，通过对吸收峰光谱曲线的实时积分进行痕量气体的浓度反演。开放式光腔，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，使检测更灵敏、响应更快速。 海尔欣自2004年创立以来，致力于量子级联激光技术的多领域应用，践行“光谱技术助力零碳地球”的企业使命，履行社会责任，在大气污染防治和温室气体减排方面，公司一直发挥着积极作用。我们认识到控制甲烷排放对于可持续发展的关键性，在产品研发中注重可持续性，努力通过技术手段推动企业、行业的绿色发展。HT8600的产品设计、生产和售后服务等环节都考虑到了对环境的影响，致力于为客户提供更环保、更高效的解决方案。结语总的来说，《甲烷排放控制行动方案》的制定标志着我国在应对气候变化、加强环境保护方面迈出了坚实的步伐。HT8600大气甲烷激光开路分析仪将发挥其独特的优势，帮助各行业准确获取甲烷排放数据，为实现监测、核算和报告等任务提供强有力的技术支持，为我国在全球环境治理中发挥更为积极的作用。

引言 在全球气候变化的大背景下，油气甲烷减排的重要性与紧迫性日益凸显。甲烷作为全球气候变暖的第二大温室气体，全面控制其排放具有重大意义。研究显示，至2030年，全球甲烷排放量可通过现有技术削减57%，近四分之一的排放量可在不产生净成本的情况下消除，甲烷减排因此受到国际社会广泛关注。油气甲烷监测技术的重要性 油气甲烷是一种重要的温室气体，其排放量逐年上升，对全球气候变化产生显著影响。在我国，油气甲烷作为能源体系的重要组成部分，其开发与利用对国家能源安全具有战略意义。然而，在油气开采、输送和利用过程中，甲烷泄漏问题突出，既造成资源浪费，又可能引发火灾、爆炸等安全隐患。因此，研究油气甲烷监测技术对于减少温室气体排放、提高能源利用效率和保障安全生产具有重要意义。 在COP28会议上，解振华表示，最新发布的《行动方案》首次明确了中国重点领域甲烷排放的控制目标，这是我国第一份全面专门的甲烷排放控制政策性文件，对未来一段时间甲烷排放控制工作具有顶层设计和系统部署的作用。这份文件不仅对进一步控制甲烷排放具有重要的指导意义，还将对经济社会高质量发展产生重要影响。《行动方案》提出了加强甲烷监测核算报告和核查体系建设，加快推进能源、农业、废物处理领域排放控制等八项重点任务。我国将在保障能源安全与粮食安全的基础上，采取更有力的政策和措施，推动甲烷排放控制取得更大成效。昕甬智测助力大气环境监测 在当前环境保护和气体监测的背景下，大气中甲烷的排放和浓度成为关注焦点。甲烷作为农业、工业和交通等领域的重要气体，其排放与环境质量和空气污染密切相关。为准确监测大气中甲烷浓度，以及更好地监测大气中温室气体的组分和浓度，宁波海尔欣光电科技有限公司推出了昕甬智测 HT8600大气甲烷激光开路分析仪与HT8840便携式多组分高精度温室气体分析仪。HT8600大气甲烷激光开路分析仪 采用量子级联激光吸收光谱技术（QCLAS），应用两面暴露在大气中的高反射率镜面对中红外激光进行多次反射，有效光程达数十米，测量目标气体对特征吸收峰处中红外激光能量的微弱吸收，通过对吸收峰光谱曲线的实时积分进行痕量气体的浓度反演。 HT8600大气甲烷激光开路分析仪的高频浓度分析特性，使之非常适合于微气象涡动相关（Eddy Covariance）测量技术，结合通量观测系统可准确定量不同生态系统和大气间甲烷的净交换通量。HT8840便携式多组分高精度温室气体分析仪 HT8840便携式多组分高精度温室气体（二氧化碳/CO2、甲烷/CH4、水/H2O）分析仪基于量子级联激光技术设计，利用气体分子在中远红外的“指纹”吸收谱，使用半导体量子级联激光器（QCL）作为光源，使激光通过中红外增强型光腔，被中红外光电探测器接收透射光并提取和分析透射光谱，准确反演获得目标温室气体成分的浓度，实现对目标温室气体分子的更精确、更及时、更科学的测量。 HT8840便携式多组分高精度温室气体在仪器箱内实现快速响应的温室气体测量，采用独立强吸收谱线，使其不受其他气体分子光谱的交叉干扰。该系列便携式温室气体分析仪能够可由太阳能或锂电池供电，实现温室气体浓度的定点或移动连续观测。总结 油气甲烷减排对于全球气候变化的控制具有重要意义。通过采用先进的激光光谱技术，可以实现大气中甲烷浓度的精准监测。这将有助于政府、企业和社会各界更好地了解甲烷排放状况，制定科学合理的减排措施，推动我国实现绿色低碳发展。在今后的工作中，海尔欣昕甬智测会继续加大对油气甲烷监测技术的研发和推广力度，为全球气候治理和绿色低碳发展贡献力量。

氨是大气中最主要的碱性气体，在二次气溶胶颗粒物生成中扮演着重要角色，是引发重霾污染和过量氮沉降的重要活性氮，在农业生产中，氨挥发也是农田氮养分损失的主要途径。因氨具有强表面吸附力和水溶性等特性，大气氨浓度和地气氨交换通量的原位准确测量一直是学界的一大挑战，目前国际上主流的测量仪器大多采用闭路吸入式的构造，采样管路的吸附效应一直制约着大气氨浓度的快速高频高精度测量。与此同时，闭路仪器和搭配使用的外置抽气泵均要求交流供电，这意味着目前绝大多数的大气氨通量观测只能在少数电力条件允许的环境下开展。中科院大气物理研究所王凯和郑循华所在的碳氮循环团队和宁波海尔欣光电科技有限公司深入合作，研发了一款便携式、高精度、快响应的开路多通池激光氨分析仪（图1）。这款仪器基于可调谐激光吸收光谱（TDLAS）技术，采用了分布反馈式量子级联激光（DFB-QCL）的光源，其开放式的光路结构，解决了传统闭路仪器管路吸附引起的测量误差，光机电软各个部分高度集成，可完全由太阳能驱动运行，适合野外条件使用。研究团队基于实验室和野外观测试验，对这款仪器的稳定性、测量精度、准确度等指标进行评价，并以它为核心部件，集成开发了一套基于大气湍流方法（涡动相关法）的氨通量观测系统（图2），这是目前测量地气氨交换通量的理想方法。图1 HT8700型开路氨分析仪及其结构图图2 大气氨通量涡动相关法观测系统野外测试结果显示，这款开路氨分析仪可在-15至40度的环境温度下稳定运行，10 Hz采样频率的测量精度（1σ）达0.302 nmol mol-1（即ppbv），半小时氨通量检测限为7.1 ± 1.1 μg N m-2 h-1。凭借这一灵敏度，该通量观测系统能准确有效地测量农田、养殖场等强排放源的氨排放通量，也可有效测量大多数区域的大气氨沉降速率。这款国产仪器的问世，为大气氨浓度和地表与大气间的氨交换通量测量提供了一种先进工具，也将助力国内大气环境学、生态学、农学等领域的氮循环研究。图3 亚热带稻田施肥期间观测的大气氨浓度和地面氨排放通量上述研究工作由国家自然科学基金委面上项目（41975169）和中国科学院从0到1原始创新项目（DBS-LY-DQC007）资助，相关成果发表于国际学术期刊Agricultural and Forest Meteorology。　文章引用：Wang K.*, Kang P., Lu Y., Zheng X.H., Liu M.M., Lin T.J., Butterbach-Bahl K., Wang Y.*, 2021. An open-path ammonia analyzer for eddy covariance flux measurement. Agricultural and Forest Meteorology 308–309: 108570.文章链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2021.108570原文转自中国科学院大气物理研究所