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文檔簡(jiǎn)介
《溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》
編制說(shuō)明
1工作背景和工作過(guò)程
1.1工作背景
2020年9月,習(xí)近平總書(shū)記在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上鄭重宣示:
中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。
這一目標(biāo)也被稱為“雙碳”目標(biāo),是指導(dǎo)我國(guó)相關(guān)政策制定和實(shí)施的根本遵循。
為貫徹《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》,
生態(tài)環(huán)境部《碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作方案》以及其他我國(guó)和上海市碳達(dá)峰碳中和相
關(guān)政策和行動(dòng)計(jì)劃,支撐應(yīng)對(duì)氣候變化成效評(píng)估和減污降碳協(xié)同治理,支撐城市
溫室氣體監(jiān)測(cè)能力和碳監(jiān)測(cè)評(píng)估體系建設(shè),規(guī)范利用車輛搭載溫室氣體分析儀開(kāi)
展溫室氣體走航監(jiān)測(cè),主要涵蓋溫室氣體效應(yīng)最大的二氧化碳和甲烷兩種溫室氣
體。2017年開(kāi)始,中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院依托中科院和上海市相關(guān)項(xiàng)目,逐
步開(kāi)展溫室氣體走航監(jiān)測(cè)相關(guān)研究工作。2022年,依托于上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心
碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作項(xiàng)目,在上海市利用車輛搭載溫室氣體分析儀,開(kāi)展主要道
路和區(qū)域溫室氣體走航監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)周期已滿1年。為了總結(jié)項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn),補(bǔ)充
并提升全國(guó)碳監(jiān)測(cè)試點(diǎn)中溫室氣體走航監(jiān)測(cè)技術(shù),基于已有的示范工作為后期技
術(shù)推廣提供依據(jù),特制定本文件。
編制任務(wù)由上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院、上海師范大
學(xué)牽頭,參編單位包括上海交通大學(xué)、上海電力大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、浙江省生態(tài)環(huán)
境監(jiān)測(cè)中心、ABB(中國(guó))有限公司、北京世紀(jì)朝陽(yáng)科技發(fā)展有限公司、上海北
分科技股份有限公司、浙江靈析精儀科技發(fā)展有限公司、上海申欣優(yōu)達(dá)環(huán)??萍?/p>
有限公司和漾青環(huán)??萍迹ㄉ虾#┯邢薰尽?/p>
1
1.2工作過(guò)程
1.2.1前期準(zhǔn)備
1.2.1.1文獻(xiàn)調(diào)研
2017年初,查詢并研究國(guó)內(nèi)外最新的走航監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和論文文獻(xiàn)資料,研究
溫室氣體走航監(jiān)測(cè)的技術(shù)現(xiàn)狀,對(duì)開(kāi)展溫室氣體走航監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求和設(shè)備性能
進(jìn)行匯總分析,獲得了大量技術(shù)資料,初步形成了在城市內(nèi)開(kāi)展溫室氣體走航監(jiān)
測(cè)的工作方案。
1.2.1.2走航監(jiān)測(cè)系統(tǒng)搭建
2017年1-3月,利用中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院的移動(dòng)測(cè)試車、溫室氣體分
析儀、氣象儀、GPS定位儀等設(shè)備,開(kāi)始進(jìn)行溫室氣體移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)搭建,并在
中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院園區(qū)內(nèi)進(jìn)行測(cè)試,完成了走航監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的調(diào)試,具備
了二氧化碳和甲烷等溫室氣體的走航監(jiān)測(cè)能力。
1.2.1.3道路實(shí)測(cè)
2017年3月,利用自行搭建的溫室氣體走航監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在上海市主干道路
開(kāi)展了溫室氣體道路實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn),覆蓋了全市主干道路(內(nèi)環(huán)、中環(huán)、外環(huán)、南北
高架、延安高架)及其連接的隧道(延安東路隧道、上中路隧道、軍工路隧道、
外環(huán)隧道),以及連接郊區(qū)的華夏高架路。通過(guò)實(shí)測(cè)首次獲得了上海市主干道路
和隧道中的二氧化碳和甲烷的空間分布特征等相關(guān)信息。
1.2.1.4示范運(yùn)行
2022年2月和7月,利用中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院溫室氣體走航監(jiān)測(cè)系
統(tǒng),在冬季和夏季開(kāi)展了大規(guī)模的上海市主干道路溫室氣體走航監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn),覆蓋
了上海市主要的高速路和快速路及其連接的隧道。在示范運(yùn)行期間,不斷完善提
升溫室氣體走航監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用便捷性,研究車輛走航監(jiān)測(cè)溫室氣體(二氧化碳
和甲烷)的質(zhì)量控制和保障方法,確定運(yùn)行維護(hù)等內(nèi)容。
1.2.1.5標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)
2023年1月18日,在上海市環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)召開(kāi)了《溫室氣體(二氧化
碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)評(píng)審。經(jīng)過(guò)專家組評(píng)審和質(zhì)詢,一
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致同意《溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)。
1.2.1.6成立規(guī)范編制小組
2023年2月~3月,上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心和中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院接受
工作任務(wù)后,會(huì)同上海交通大學(xué)、上海電力大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上海師范大學(xué)、浙
江省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、ABB(中國(guó))有限公司、北京世紀(jì)朝陽(yáng)科技發(fā)展有限公
司、上海北分科技股份有限公司、浙江靈析精儀科技發(fā)展有限公司、上海申欣優(yōu)
達(dá)環(huán)??萍加邢薰竞脱喹h(huán)??萍迹ㄉ虾#┯邢薰境闪⒘艘?guī)范編制工作組。
1.2.1.7內(nèi)部技術(shù)研討
2023年4月~6月,《溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》編制
期間,編制組共召開(kāi)4次內(nèi)部會(huì)議對(duì)標(biāo)準(zhǔn)編制進(jìn)度與技術(shù)要求進(jìn)行研討。技術(shù)研
討會(huì)對(duì)技術(shù)路線確定、技術(shù)指南框架制定和監(jiān)測(cè)技術(shù)等問(wèn)題進(jìn)行了討論。同時(shí)在
6月份,利用上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院的移動(dòng)走航車輛,
搭載了不同品牌的高精度溫室氣體分析儀在上海市開(kāi)展了實(shí)地走航監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn),監(jiān)
測(cè)區(qū)域包括主干道路監(jiān)測(cè)、區(qū)域走航監(jiān)測(cè)和點(diǎn)源周邊監(jiān)測(cè)。
1.2.2規(guī)范和編制說(shuō)明草稿編寫(xiě)
2023年7月~12月,完善《溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)
范》文本及編制說(shuō)明。編制組提交《溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)
規(guī)范》征求意見(jiàn)稿。
1.2.3征求意見(jiàn)
2024年*月*日,上海市環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)《溫室氣體(二氧化碳和甲烷)
走航監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》公開(kāi)征求意見(jiàn),公開(kāi)征求時(shí)間為2024年×月×日至2024
年×月×日。
1.2.4修改送審
公開(kāi)征求意見(jiàn)期間,根據(jù)反饋意見(jiàn)對(duì)《溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)
測(cè)技術(shù)規(guī)范》文本及編制說(shuō)明進(jìn)行進(jìn)一步修改,并答復(fù)反饋意見(jiàn)。2024年×月×
日召開(kāi)技術(shù)審定會(huì)。
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2制定的必要性分析
2.1交通源是碳排放的重要來(lái)源
交通碳排放約占我國(guó)碳排放總量的10%,是我國(guó)碳排放的重要來(lái)源,僅次于
能源和工業(yè)部門。上海市作為超大城市,2022年上海市機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到537萬(wàn)
輛,其中汽車保有量477萬(wàn)輛,新能源汽車保有量達(dá)94.5萬(wàn)輛。2022年上海市
終端能源消費(fèi)量為11738萬(wàn)噸標(biāo)煤,其中交通運(yùn)輸業(yè)耗能為2308萬(wàn)噸標(biāo)煤,總
終端能源消費(fèi)量的20%。2022年上海市煤油氣和外來(lái)電力碳排放為2.43億噸,
其中油品類碳排放為8140萬(wàn)噸,約占總排放的34%。因此,對(duì)上海市碳排放時(shí)
空分布進(jìn)行追蹤,交通排放是一個(gè)非常重要的排放源,對(duì)全市碳監(jiān)測(cè)體系構(gòu)建至
關(guān)重要。
在前期監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn),車輛在隧道中怠速行駛時(shí),隧道中二氧化碳和甲
烷濃度均呈現(xiàn)快速上漲的趨勢(shì),而且兩者之間的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.97,充分證明交
通車輛在怠速行進(jìn)過(guò)程中會(huì)同時(shí)排放二氧化碳和甲烷。因此在溫室氣體走航監(jiān)測(cè)
時(shí),特別需要同時(shí)監(jiān)測(cè)溫室效應(yīng)最大的兩種溫室氣體即二氧化碳和甲烷。
2.2走航監(jiān)測(cè)是固定監(jiān)測(cè)站網(wǎng)的補(bǔ)充
2022年,上海市碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)中,通過(guò)自建和合作方式建設(shè)了“7+1”固
定監(jiān)測(cè)站網(wǎng)。但是固定站網(wǎng)僅能監(jiān)測(cè)單一點(diǎn)位的二氧化碳和甲烷等溫室氣體的時(shí)
間變化特征,覆蓋范圍較小,對(duì)于城市二氧化碳和甲烷濃度空間分布無(wú)法覆蓋和
監(jiān)測(cè)。其次,這些固定站點(diǎn)基本上是利用中國(guó)鐵塔公司的通訊高塔,很少直接位
于路邊,也無(wú)法對(duì)道路上交通排放的溫室氣體變化特征進(jìn)行追蹤和持續(xù)監(jiān)測(cè)。
走航監(jiān)測(cè)為追蹤二氧化碳和甲烷等溫室氣體空間分布提供了一種有效手段,
通過(guò)搭載高精度溫室氣體分析儀,在不同的道路上開(kāi)展走航監(jiān)測(cè),快速獲取溫室
氣體(二氧化碳和甲烷)空間分布特征。其次,移動(dòng)監(jiān)測(cè)車也可以作為一個(gè)臨時(shí)
固定監(jiān)測(cè)站,可以對(duì)特定園區(qū)和企業(yè)開(kāi)展臨時(shí)性的定位監(jiān)測(cè)及定時(shí)監(jiān)測(cè),發(fā)揮車
載移動(dòng)監(jiān)測(cè)靈活性、動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)。因此,走航監(jiān)測(cè)是固定站點(diǎn)溫室氣體監(jiān)測(cè)的
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必要補(bǔ)充,和固定站一起構(gòu)建了全面的溫室氣體監(jiān)測(cè)體系,追蹤城市溫室氣體時(shí)
空變化特征。
2.3碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作的需要
2021年9月,生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作方案》,落實(shí)生態(tài)環(huán)境
部《關(guān)于統(tǒng)籌和加強(qiáng)應(yīng)對(duì)氣候變化與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相關(guān)工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》中的“加
強(qiáng)溫室氣體監(jiān)測(cè),逐步納入生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系統(tǒng)籌實(shí)施”的要求。試點(diǎn)工作方案
的目標(biāo)是面向管理、輔助核算,將監(jiān)測(cè)作為排放核算的重要支撐、校核和輔助手
段;因地制宜、分類施策,試點(diǎn)城市根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)等客觀因素,結(jié)合自身基礎(chǔ),
重點(diǎn)識(shí)別城市溫室氣體源匯特征,明確目標(biāo),細(xì)化內(nèi)容,提出符合基本要求且有
針對(duì)性的監(jiān)測(cè)方案;立足業(yè)務(wù)、兼顧科研,初步建立業(yè)務(wù)化運(yùn)行的碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試
點(diǎn)工作。注重碳達(dá)峰碳中和監(jiān)測(cè)關(guān)鍵科技問(wèn)題研究,先行先試,積累經(jīng)驗(yàn);統(tǒng)籌
融合、協(xié)同聯(lián)動(dòng),將碳監(jiān)測(cè)納入常規(guī)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌設(shè)計(jì),發(fā)揮對(duì)減污降
碳協(xié)同增效的支撐服務(wù)工作,發(fā)揮政府、企業(yè)、科研院所等監(jiān)測(cè)資源優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)
合作共享。
在城市大氣溫室氣體監(jiān)測(cè)試點(diǎn)技術(shù)指南中,根據(jù)各地監(jiān)測(cè)需求、基礎(chǔ)條件、
技術(shù)能力等差異,將試點(diǎn)城市分為綜合試點(diǎn)城市、基礎(chǔ)試點(diǎn)城市、海洋試點(diǎn)城市
三大類。在綜合試點(diǎn)城市和基礎(chǔ)試點(diǎn)城市的監(jiān)測(cè)要求中,均需要開(kāi)展走航車移動(dòng)
監(jiān)測(cè)二氧化碳、走航車移動(dòng)監(jiān)測(cè)甲烷監(jiān)測(cè),是碳監(jiān)測(cè)試點(diǎn)中的重要內(nèi)容之一。
我國(guó)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)規(guī)定了環(huán)境空氣的污染物項(xiàng)目
和濃度限值,基本項(xiàng)目主要為二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、可吸入顆
粒物(PM10)、細(xì)顆粒物(PM2.5),不包括二氧化碳和甲烷等溫室氣體。目前已頒
布的涉及環(huán)境空氣的標(biāo)準(zhǔn)包括《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連
續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》(HJ654)》。涉及溫室氣體監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)主
要包括國(guó)家推薦標(biāo)準(zhǔn)《大氣二氧化碳(CO2)光腔衰蕩光譜觀測(cè)系統(tǒng)》(GB/T34415)、
《大氣甲烷光腔衰蕩光譜觀測(cè)系統(tǒng)》(GB/T33672)、《溫室氣體二氧化碳測(cè)量離
軸積分腔輸出光譜法》(GB/T34286)、《溫室氣體甲烷測(cè)量離軸積分腔輸出光
譜法》(GB/T34287)。這些溫室氣體的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)大都針對(duì)固定站監(jiān)測(cè),對(duì)于走航
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監(jiān)測(cè)不能完全適用。
環(huán)境空氣走航監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較少,主要有《長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示
范區(qū)揮發(fā)性有機(jī)物走航監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(DB31/T310002)以及《傳感器法環(huán)境
空氣車載移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(T/SHAEPI004-2022)。針對(duì)環(huán)境空氣中溫室
氣體的走航監(jiān)測(cè)規(guī)范很少,缺乏利用車輛開(kāi)展溫室氣體移動(dòng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)規(guī)范。
在雙碳政策和碳監(jiān)測(cè)評(píng)估的國(guó)家需求和地方需求下,對(duì)溫室氣體車載移動(dòng)監(jiān)測(cè)
的系統(tǒng)組成、技術(shù)要求、監(jiān)測(cè)方法和運(yùn)行維護(hù)等方面提出了新的要求。溫室氣
體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用需要進(jìn)一步制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),提
升溫室氣體監(jiān)測(cè)的科學(xué)合理性、針對(duì)性和有效性?!稖厥覛怏w(二氧化碳和甲
烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》的編制有利于推進(jìn)溫室氣體走航監(jiān)測(cè),提升溫室氣體
走航監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化水平和數(shù)據(jù)有效性。
3制定的可行性分析
3.1技術(shù)儲(chǔ)備
依托于2015年-2017年上海市科委項(xiàng)目《構(gòu)建天地一體化碳排放數(shù)據(jù)系統(tǒng)
及應(yīng)用研究》,以及2022年上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心服務(wù)項(xiàng)目《二氧化碳和甲烷立體
監(jiān)測(cè)同化反演及通量估算》在上海市分別開(kāi)展了溫室氣體(二氧化碳和甲烷)移
動(dòng)走航監(jiān)測(cè)的技術(shù)驗(yàn)證和監(jiān)測(cè)示范,對(duì)上海市市域內(nèi)主干道路及其連接的隧道進(jìn)
行了走航監(jiān)測(cè),獲得了上海市不同季節(jié)二氧化碳和甲烷空間分布特征。通過(guò)多次
監(jiān)測(cè)不斷探索溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)方法、質(zhì)控方法、運(yùn)行
維護(hù)內(nèi)容以及走航監(jiān)測(cè)的注意事項(xiàng)等經(jīng)驗(yàn),編制了《溫室氣體(二氧化碳和甲烷)
走航監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》草稿。
3.2人員保障
編制任務(wù)由上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院、上海師范大
學(xué)牽頭,合作單位包括上海交通大學(xué)、上海電力大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、浙江省生態(tài)環(huán)
境監(jiān)測(cè)中心、ABB(中國(guó))有限公司、北京世紀(jì)朝陽(yáng)科技發(fā)展有限公司、上海北
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分科技股份有限公司、浙江靈析精儀科技發(fā)展有限公司、上海申欣優(yōu)達(dá)環(huán)??萍?/p>
有限公司和漾青環(huán)??萍迹ㄉ虾#┯邢薰尽>幹平M成員近一年開(kāi)發(fā)、參與溫室
氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)方案編制和規(guī)范草稿編寫(xiě),也參與編
制了多項(xiàng)團(tuán)標(biāo)、地標(biāo)和國(guó)標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn),編制經(jīng)驗(yàn)豐富,團(tuán)隊(duì)技術(shù)積累深厚。
4國(guó)內(nèi)外相關(guān)分析方法研究
4.1采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)內(nèi)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況
4.1.1國(guó)外
編制組在調(diào)研過(guò)程中沒(méi)有找到國(guó)外關(guān)于溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)
測(cè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或指南。
4.1.2國(guó)內(nèi)
2021年9月,生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作方案》,在該工作方案
中,同時(shí)編寫(xiě)了城市大氣溫室氣體及海洋碳匯監(jiān)測(cè)試點(diǎn)技術(shù)指南。在試點(diǎn)技術(shù)指
南中對(duì)于走航CO2/CH4監(jiān)測(cè)提到技術(shù)路線可以采用“非分散紅外吸收法(NDIR)、
光腔衰蕩光譜法、傅里葉變換紅外光譜法,采用高密度網(wǎng)格化固定點(diǎn)位監(jiān)測(cè)和連
續(xù)移動(dòng)監(jiān)測(cè)。
在全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息平臺(tái)上,編制組調(diào)研發(fā)現(xiàn)了1份由安徽省環(huán)境檢測(cè)行業(yè)協(xié)會(huì)
發(fā)布的《溫室氣體走航監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)(T/AHEMA19-2022)。該標(biāo)準(zhǔn)
規(guī)范由安徽蜀峰環(huán)境科技發(fā)展有限公司提出。
4.2相關(guān)研究
4.2.1國(guó)外
國(guó)外溫室氣體監(jiān)測(cè)常常和大氣污染物一起開(kāi)展,在車輛上搭載大氣污染物和
溫室氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備,形成移動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái),利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果,評(píng)估道路上空氣質(zhì)
量或溫室氣體以及城市地區(qū)空氣質(zhì)量或溫室氣體的時(shí)空梯度(Westerdahletal.,
2005;Athertonetal.,2017;Mitchelletal.,2018)。例如Westerdahletal.(2005)利用
TSI-TrakPlus在豐田車改裝的平臺(tái)上開(kāi)展了美國(guó)洛杉磯的CO2走航監(jiān)測(cè),走航
7
監(jiān)測(cè)覆蓋了居民區(qū)、高速公路等區(qū)域,監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示高速公路上的CO2和大氣污
染物濃度較高。Mitchelletal.(2018)將溫室氣體分析儀和大氣污染物監(jiān)測(cè)設(shè)備搭
載在輕軌平臺(tái)上,在美國(guó)鹽湖城市開(kāi)展固定道路上二氧化碳和甲烷走航監(jiān)測(cè)。
Mitchelletal.(2018)研究了二氧化碳和甲烷等每個(gè)物種的時(shí)間平均值和案例研究,
揭示了梯度、間歇點(diǎn)源、季節(jié)和日變化,以及排放、大氣化學(xué)和氣象條件造成的
復(fù)雜關(guān)系。二氧化碳和二氧化氮與化石燃料的燃燒有關(guān),在整個(gè)城市觀察到了廣
泛的空間梯度,在交通路口觀察到了明顯的羽流,而對(duì)于二氧化氮,在機(jī)車鐵路
貨場(chǎng)附近觀察到了大量羽流。甲烷空間分布的特點(diǎn)是與工業(yè)和商業(yè)設(shè)施相關(guān)的明
顯羽流,其中一些羽流遵循白天工作時(shí)間的時(shí)間模式;其他羽流全天持續(xù)存在,
表明他們是與泄漏有關(guān)的逃逸性排放。
4.2.2國(guó)內(nèi)
國(guó)內(nèi)走航監(jiān)測(cè)主要以大氣污染物走航監(jiān)測(cè)為主,溫室氣體的走航監(jiān)測(cè)相對(duì)較
少(Zhangetal.,2015;Sunetal.,2019;WeiandWang,2020)。中國(guó)科學(xué)院上海高等
研究院在2017年在上海市開(kāi)展了主干道路上及公路隧道里二氧化碳和甲烷走航
監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)(WeiandWang,2020)。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示上海高速公路的二氧化碳和甲烷平
均濃度分別為472.88±34.48ppm和2033±54ppb,公路隧道的二氧化碳和甲
烷平均濃度分別為1308.92±767.48ppm和2182±112ppb。二氧化碳和甲烷的
最高濃度分別出現(xiàn)在延安高架路和南北高架路上,而最低值都出現(xiàn)在華夏高架路
上。二氧化碳和甲烷的熱點(diǎn)并不一致,說(shuō)明它們有不同的來(lái)源。隧道對(duì)溫室氣體
有“推拉效應(yīng)”,交通擁擠的延安東路隧道從入口到出口的溫室氣體濃度急劇上
升。Sunetal.(2019)在北京利用移動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)和高精度CH4監(jiān)測(cè)儀,對(duì)北京市道
路上二氧化碳和甲烷濃度進(jìn)行走航監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明城市觀測(cè)點(diǎn)的CH4濃度
分布在1940-2370ppb之間,變化較小,而農(nóng)村地區(qū)的濃度梯度較大;農(nóng)村地區(qū)
的CO2與CH4濃度之間存在顯著相關(guān)性,而城市地區(qū)則不存在顯著相關(guān)性。此
外通過(guò)走航監(jiān)測(cè)可以識(shí)別幾個(gè)點(diǎn)源,如尚未納入中國(guó)國(guó)家溫室氣體清單的液化天
然氣(LNG)發(fā)電廠;液化天然氣運(yùn)輸車的“指紋”比率(LNG運(yùn)輸車、LNG
加氣站和LNG電廠CH4:CO2比值)呈“L”型。
8
4.3相關(guān)應(yīng)用
走航監(jiān)測(cè)常常用于溫室氣體走航和大氣污染物走航監(jiān)測(cè),通過(guò)移動(dòng)監(jiān)測(cè)的優(yōu)
勢(shì)獲得溫室氣體和大氣污染物的空間分布特征,彌補(bǔ)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的不足。走航
監(jiān)測(cè)常常用于區(qū)域調(diào)查,例如調(diào)查城市和農(nóng)村地區(qū)溫室氣體空間分布特征,變化
規(guī)律(Westerdahletal.,2005;Mitchelletal.,2018;Sunetal.,2019;WeiandWang,
2020)。走航監(jiān)測(cè)也可以利用監(jiān)測(cè)得到溫室氣體和大氣污染物的濃度梯度,用于
排放源的識(shí)別或排放通量估算(Mitchelletal.,2018;Sunetal.,2019;Vinkovi?etal.,
2022)。這兩種監(jiān)測(cè)方式在很多時(shí)候結(jié)合在一起進(jìn)行使用的(Sunetal.,2019;
Vinkovi?etal.,2022)。
4.3.1區(qū)域調(diào)查型走航監(jiān)測(cè)
區(qū)域走航監(jiān)測(cè)的目標(biāo)是為了獲得溫室氣體的空間分布特征,了解區(qū)域內(nèi)溫室
氣體的現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)。例如中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院通過(guò)走航監(jiān)測(cè)獲得了上
海市主干道路上及公路隧道里二氧化碳和甲烷空間分布特征(WeiandWang,
2020)。Sunetal.(2019)調(diào)查了北京市城區(qū)和農(nóng)村二氧化碳和甲烷的空間分布特征
并計(jì)算CH4:CO2比值。Mitchelletal.(2018)監(jiān)測(cè)鹽湖城市固定道路上的二氧化碳
和甲烷的空間分布特征,并利用輕軌每日重復(fù)行駛的特點(diǎn),進(jìn)行了不同日期不同
時(shí)刻的重復(fù)監(jiān)測(cè),分析城市固定道路上二氧化碳和甲烷日內(nèi)變化特征。Westerdahl
etal.(2005)調(diào)查了洛杉磯市的高速公路、居民區(qū)道路上的二氧化碳空間分布特征。
4.3.2排放源識(shí)別型走航監(jiān)測(cè)
排放源識(shí)別走航監(jiān)測(cè)的目標(biāo)是通過(guò)監(jiān)測(cè)道路上溫室氣體的濃度,通過(guò)測(cè)量的
高濃度來(lái)判斷是否存在溫室氣體排放或泄漏,并利用模型來(lái)進(jìn)行排放源源強(qiáng)的估
算。Sunetal.(2019)通過(guò)走航監(jiān)測(cè)識(shí)別了液化氣發(fā)電廠等潛在排放源以及液化天
然氣運(yùn)輸車、LNG加氣站等的可能泄漏。Athertonetal.(2017)通過(guò)走航監(jiān)測(cè)對(duì)加
拿大石油和天然氣開(kāi)發(fā)地區(qū)的甲烷排放進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估結(jié)果顯示加拿大蒙特尼地
區(qū)的所有石油和天然氣基礎(chǔ)設(shè)施每年向大氣排放的甲烷超過(guò)111800噸。這一數(shù)
值超過(guò)了所報(bào)告的不列顛哥倫比亞省所有石油和天然氣行業(yè)甲烷排放源的自下
而上估算值(78000噸)。目前用于估算甲烷排放量的自下而上方法通常無(wú)法通
9
過(guò)徹底的實(shí)地測(cè)量來(lái)計(jì)算石油和天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的排放部分,而通過(guò)走航監(jiān)測(cè)可
以更準(zhǔn)確地反映油氣開(kāi)發(fā)中排放源數(shù)量。Shietal.(2023)通過(guò)走航監(jiān)測(cè)對(duì)CO2和
CH4排放源進(jìn)行了識(shí)別,并利用排放分配模型(EMISSION-PARTITIONmodel)
對(duì)獨(dú)立排放源和多排放源進(jìn)行了源強(qiáng)估算。Vinkovi?etal.(2022)利用走航監(jiān)測(cè)數(shù)
據(jù)評(píng)估了養(yǎng)牛場(chǎng)的甲烷排放通量,評(píng)估的結(jié)果與利用無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)和計(jì)算的甲烷排
放量進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。
5制定的基本原則和技術(shù)路線
5.1基本原則
制定本文件,編制組本著科學(xué)性、通用性、前瞻性、具有可擴(kuò)展性以及易操
作性的原則。同時(shí)參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,在歸納總結(jié)了上海市移動(dòng)走航監(jiān)測(cè)
經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)作出了相關(guān)的規(guī)定
和要求?;驹瓌t主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
5.1.1科學(xué)性
本文件通過(guò)多設(shè)備走航監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)和不同季節(jié)主干道路走航監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn),為規(guī)范
中儀器性能指標(biāo)選取及限定提供了數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)基于實(shí)際項(xiàng)目工作經(jīng)驗(yàn)與需求,
規(guī)范了溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成、技術(shù)要求、質(zhì)量保證與
質(zhì)量控制等內(nèi)容,規(guī)范內(nèi)容覆蓋了溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)的全流
程。
5.1.2前瞻性
本文件監(jiān)測(cè)技術(shù)的儀器設(shè)備采用模塊設(shè)計(jì),可根據(jù)不同項(xiàng)目要求或不同應(yīng)用
場(chǎng)景進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整和擴(kuò)展升級(jí),補(bǔ)充環(huán)境空氣其他參數(shù)測(cè)量。
5.1.3通用性
本文件充分考慮了溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)的實(shí)施場(chǎng)景和監(jiān)測(cè)
目的。文件內(nèi)容盡量與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)保持匹配,其中涉及到已有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的指標(biāo)
和方法均直接引用原標(biāo)準(zhǔn)文件。
10
5.1.4易操作型
本文件所規(guī)定的儀器和設(shè)備、監(jiān)測(cè)方法、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制,是通過(guò)對(duì)相
關(guān)管理部門和科學(xué)研究人員在實(shí)際工作中面臨的問(wèn)題和操作經(jīng)驗(yàn)的充分調(diào)研,兼
顧了儀器的特點(diǎn)和不同實(shí)施單位的需求,保持一定的靈活性和可操作性。
5.2技術(shù)路線
通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,對(duì)溫室氣體走航監(jiān)測(cè)技術(shù)的儀器和設(shè)備組成、
監(jiān)測(cè)方法、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)等進(jìn)行研究,分析儀器設(shè)備組成與監(jiān)測(cè)技術(shù)指標(biāo)存在的
問(wèn)題?;谏虾J袦厥覛怏w走航監(jiān)測(cè)項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),對(duì)溫室氣體(二氧化碳和甲
烷)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)儀器設(shè)備組成、監(jiān)測(cè)方法、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)等方面進(jìn)行了規(guī)定。并編
制《溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(草稿)。召開(kāi)廠家論證會(huì)
與專家論證會(huì)等征求修改意見(jiàn),進(jìn)行修改和完善,編制完成本文件文本和編制說(shuō)
明。規(guī)范編制技術(shù)路線如圖1所示。
圖1本文件制定的技術(shù)路線
11
6主要內(nèi)容說(shuō)明
本文件的制定注重與國(guó)家現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套。向國(guó)際及國(guó)內(nèi)先進(jìn)
水平看齊,充分考慮現(xiàn)有市場(chǎng)技術(shù)水平,對(duì)技術(shù)要求、性能指標(biāo)等做出詳細(xì)要求,
力求使文件涵蓋技術(shù)內(nèi)容盡可能全面,可操作性強(qiáng)、合理、有先進(jìn)性。文件包括:
前言、范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、方法概述、試劑或材料、儀器和設(shè)
備、監(jiān)測(cè)方法、結(jié)果計(jì)算與表示、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)審核和報(bào)送、人員
培訓(xùn)與安全培訓(xùn),共十一個(gè)部分。
6.1適用范圍確定
本文件目的是為溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)提供支持。主要針對(duì)
高精度溫室氣體分析儀開(kāi)展環(huán)境空氣中二氧化碳和甲烷等溫室氣體的走航監(jiān)測(cè),
溫室氣體走航監(jiān)測(cè)的儀器和設(shè)備、監(jiān)測(cè)方法、結(jié)果計(jì)算與表示、質(zhì)量保證與控制
等部分做出規(guī)范要求,用于城市溫室氣體走航監(jiān)測(cè)。
本文件規(guī)定了溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法概述、試劑
或材料、儀器和設(shè)備、監(jiān)測(cè)方法、結(jié)果計(jì)算與表示、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制以及安
全防護(hù)要求。
本文件適用于采用走航監(jiān)測(cè)技術(shù)的溫室氣體監(jiān)測(cè)體系的建設(shè)與運(yùn)行管理,可
作為建設(shè)、運(yùn)行與管理的技術(shù)依據(jù)。
6.2術(shù)語(yǔ)和定義
對(duì)文件中的的術(shù)語(yǔ)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范的定義,在本部分對(duì)重要術(shù)語(yǔ)進(jìn)行了定義和
解釋。本文件相關(guān)術(shù)語(yǔ)主要引用其他標(biāo)準(zhǔn)已規(guī)定的術(shù)語(yǔ)與定義。
溫室氣體是指大氣中能夠吸收紅外輻射的氣體成分,主要包括水汽(H2O)、
二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、六氟化硫(SF6)、氫氟碳化
物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)和臭氧(O3)等。本文件中針對(duì)走航監(jiān)測(cè)的溫室
氣體主要為二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)。
本文件中的走航監(jiān)測(cè)是指利用車載式快速監(jiān)測(cè)設(shè)備在行進(jìn)中連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè),
12
對(duì)溫室氣體等大氣成分進(jìn)行定性定量分析,并基于地理位置信息顯示沿行進(jìn)路線
上大氣成分的空間連續(xù)分布。
本文件中的駐點(diǎn)監(jiān)測(cè)是指利用車載式快速監(jiān)測(cè)設(shè)備在固定點(diǎn)開(kāi)展連續(xù)自動(dòng)
監(jiān)測(cè),對(duì)溫室氣體等大氣成分和其他環(huán)境參數(shù)進(jìn)行定點(diǎn)定性定量分析,駐點(diǎn)監(jiān)測(cè)
時(shí)間不少于30分鐘。
6.3方法概述
本文件中的溫室氣體走航監(jiān)測(cè)技術(shù)是指利用溫室氣體走航監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其他
輔助設(shè)備,在行進(jìn)中對(duì)環(huán)境空氣中溫室氣體進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè),并結(jié)合地理位置
信息,顯示沿行進(jìn)路線上的二氧化碳和甲烷等溫室氣體濃度空間分布,對(duì)高濃度
點(diǎn)位進(jìn)行復(fù)測(cè)或駐點(diǎn)監(jiān)測(cè),完成二氧化碳和甲烷等溫室氣體的走航監(jiān)測(cè)。
6.4試劑或材料
本文件中主要使用的試劑主要為標(biāo)準(zhǔn)氣體,用于校準(zhǔn)溫室氣體分析儀。工作
標(biāo)準(zhǔn)氣體中必須包括二氧化碳和甲烷兩種溫室氣體。根據(jù)工作的需要,也可以根
據(jù)監(jiān)測(cè)的大氣成分配置其他溫室氣體或污染物的標(biāo)準(zhǔn)氣體。
標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)購(gòu)買有證的標(biāo)準(zhǔn)氣體,或者在有資質(zhì)的單位(如中國(guó)計(jì)量科學(xué)研
究院、中國(guó)氣象局等標(biāo)氣研制單位)定制。
為了和國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),溫室氣體的標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)按照環(huán)境溫室氣體監(jiān)測(cè)
量值溯源體系的要求,溯源到我國(guó)主要溫室氣體國(guó)家基準(zhǔn)/標(biāo)尺。也應(yīng)該能夠根
據(jù)國(guó)家基準(zhǔn)/標(biāo)尺與國(guó)際氣象組織(WMO)的差異,溯源至全球基準(zhǔn)/標(biāo)尺上。
6.5儀器和設(shè)備
溫室氣體走航監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由溫室氣體分析儀、車載式大氣采樣系統(tǒng)、供電設(shè)備、
車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)及電子地圖、氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、工控機(jī)和其他相關(guān)設(shè)備或輔助設(shè)
備組成。
13
6.5.1溫室氣體分析儀
溫室氣體分析儀是溫室氣體(二氧化碳和甲烷)走航監(jiān)測(cè)技術(shù)中的最重要監(jiān)
測(cè)設(shè)備。本文件中的必測(cè)指標(biāo)是二氧化碳和甲烷(表1),他們的分子量分別是
44和16。通過(guò)溫室氣體分析儀可以測(cè)量二氧化碳和甲烷等溫室氣體濃度,和經(jīng)
緯度數(shù)據(jù)結(jié)合后可以獲得二氧化碳和甲烷溫室氣體的空間分布特征。
表1溫室氣體走航監(jiān)測(cè)必測(cè)目標(biāo)物
序號(hào)溫室氣體名稱摩爾質(zhì)量/(gmol?1)CAS號(hào)
1二氧化碳44124-38-9
2甲烷1674-82-8
二氧化碳和甲烷是大氣中痕量氣體,例如2020年的全球二氧化碳和甲烷濃
度均值分別是413.2±0.2ppm和1889±2ppb,我國(guó)瓦里關(guān)全球背景站的二氧化
碳和甲烷濃度分別為414.3±0.2ppm,1944±0.7ppb,長(zhǎng)三角地區(qū)區(qū)域本底站臨
安站的二氧化碳和甲烷濃度分別為431.3±0.4ppm,2044±3.0ppb。長(zhǎng)三角地區(qū)
的二氧化碳和甲烷濃度均高于全球和中國(guó)背景站。2020年全球大氣二氧化碳和
甲烷的年度增幅分別為2.5ppm和11ppb,瓦里關(guān)的增幅分別為2.5ppm和17
ppb。過(guò)去10年(2011~2020年)全球二氧化碳和甲烷的年平均增量為2.40ppm
和8.0ppb,而同期瓦里關(guān)的增量年平均增量為2.43ppm和8.5ppb。為了識(shí)別出
季節(jié)變化以及城市區(qū)域內(nèi)的年度變化,需要準(zhǔn)確識(shí)別出溫室氣體的微小濃度變化,
設(shè)備的誤差至少要小于濃度增量的十分之一,即二氧化碳和甲烷的測(cè)量精度至少
需要達(dá)到0.25ppm和1ppb。因此,在溫室氣體走航監(jiān)測(cè)時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮選用高
精度溫室氣體分析儀,確保走航監(jiān)測(cè)獲得的溫室氣體精度和準(zhǔn)確度能夠識(shí)別出道
路和城市不同區(qū)域間差異。考慮到走航監(jiān)測(cè)時(shí)車輛始終處于移動(dòng)狀態(tài),在高速公
路和城市快速路上,在60、80、100和120km/h速度下的每秒行駛的距離分別
是16.7、22.2、27.8和33.3米(表2)。為了更好的刻畫(huà)出城市溫室氣體空間分
布,溫室氣體分析儀的測(cè)量間隔盡可能小,建議溫室氣體分析儀的測(cè)量間隔不大
于1s。
14
表2不同車速下車輛在1、2、5、10秒下行駛距離
(單位:米)
車速km/h1s2s5s10s
12033.366.7166.7333.3
10027.855.6138.9277.8
8022.244.4111.1222.2
6016.733.383.3166.7
5013.927.869.4138.9
4011.122.255.6111.1
308.316.741.783.3
205.611.127.855.6
102.85.613.927.8
51.42.86.913.9
10.30.61.42.8
目前市場(chǎng)上已有的溫室氣體高精度監(jiān)測(cè)設(shè)備有諸多廠家在生產(chǎn)和銷售,這些
設(shè)備主要基于光腔衰蕩光譜法、離軸積分腔輸出光譜法和腔增強(qiáng)吸收光譜法等方
法。溫室氣體分析儀由包括使用光腔衰蕩光譜法、離軸積分腔輸出光譜法或腔增
強(qiáng)吸收光譜法等技術(shù)的設(shè)備主機(jī)、采樣泵、前置過(guò)濾器、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)及傳輸單
元等組成。采樣時(shí)間間隔不大于1s。
6.5.2車載式大氣采樣系統(tǒng)
車載式大氣采樣系統(tǒng)主要是將車輛外部的空氣抽入走航車輛內(nèi),并由溫室氣
體分析儀的采樣泵將氣體抽入溫室氣體分析儀中。
根據(jù)車輛組成的不同,可以按照《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)
連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》(HJ654)的要求配置采樣總管。若無(wú)
條件安裝采樣總管時(shí),可以直接使用管路從車輛外部引入環(huán)境空氣進(jìn)入車內(nèi)。管
路應(yīng)盡量短以減少對(duì)待測(cè)溫室氣體的吸附,管路總長(zhǎng)度不超過(guò)5m。
為了避免車輛本身的影響,氣體的采樣能夠應(yīng)該采樣口應(yīng)位于車頂前部,且
采樣口應(yīng)高于車頂不小于0.2m。
采樣管路應(yīng)選用不釋放有干擾物質(zhì)且不與待測(cè)溫室氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材
料,例如聚四氟乙烯、黃銅、硼硅酸鹽玻璃或者硅烷化處理的不銹鋼材料。
考慮到環(huán)境空氣中顆粒物的影響,采樣氣體進(jìn)入設(shè)備分析前需要對(duì)顆粒物進(jìn)
行過(guò)濾,可以使用顆粒物過(guò)濾器去除粒徑大于5μm的顆粒物,推薦使用不銹鋼或
聚四氟乙烯濾膜。
15
為了避免水汽對(duì)溫室氣體濃度影響,采樣氣體進(jìn)入設(shè)備分析前需采用冷阱、
高氯酸鎂干燥劑或者Nafion管除水。
整個(gè)車載大氣采樣系統(tǒng)安裝完成后,需要測(cè)試設(shè)備開(kāi)啟后環(huán)境空氣從采樣口
至溫室氣體分析儀所需要的時(shí)間,用于后續(xù)和GPS數(shù)據(jù)匹配。為了減少氣體在
管路中的傳輸事件,可采用大流量泵抽取樣氣,分流部分樣氣至溫室氣體分析儀,
縮短樣氣在管路中的停留時(shí)間小于30秒。
6.5.3供電設(shè)備
為了保證溫室氣體分析儀及輔助設(shè)備正常工作,需要在走航車輛上配置電池
等供電設(shè)備,滿足設(shè)備用電需要。為了獲得盡可能多的有效數(shù)據(jù),供電設(shè)備對(duì)全
部設(shè)備的供電能力應(yīng)不少于半個(gè)工作日,即需要滿足走航監(jiān)測(cè)設(shè)備連續(xù)運(yùn)行4h
以上。根據(jù)工作需要,可以配置滿足1天工作能力的供電能力,最大限度發(fā)揮走
航監(jiān)測(cè)在可移動(dòng)性上的優(yōu)勢(shì)。
6.5.4車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)及電子地圖
衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以獲取車輛走航監(jiān)測(cè)時(shí)的位置信息,是開(kāi)展走航監(jiān)測(cè)必不可
少的監(jiān)測(cè)設(shè)備。通過(guò)配備車載衛(wèi)星定位系統(tǒng),在走航監(jiān)測(cè)時(shí)同步記錄經(jīng)緯度坐標(biāo)、
行進(jìn)速度等信息。為了和溫室氣體分析儀的時(shí)間分辨率保持一致,車載衛(wèi)星定位
系統(tǒng)的計(jì)時(shí)精度應(yīng)在1s以內(nèi)。為了識(shí)別出不同車道上溫室氣體濃度差異,衛(wèi)星
定位系統(tǒng)的空間分辨率應(yīng)該不大于我國(guó)多車道公路的機(jī)動(dòng)車車道最小寬度。按照
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ37-2012),在設(shè)計(jì)時(shí)速大于60km/h時(shí),
小客車專用車道的最小車道為3.5m;時(shí)速≤60km/h時(shí),小客車專用車道的最小
車道為3.25m??紤]城市高快速道路的實(shí)際時(shí)速大于60km/h,因此衛(wèi)星定位系
統(tǒng)的定位精度應(yīng)不小于3.5m。
6.5.5氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
為了評(píng)估氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向等因素對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響,根據(jù)工作需要,可以
配置氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在走航監(jiān)測(cè)溫室氣體同時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、大氣壓、
風(fēng)速和風(fēng)向等氣象參數(shù)。相應(yīng)氣象參數(shù)的測(cè)量范圍和精度應(yīng)滿足《環(huán)境空氣質(zhì)量
手工監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ194)的要求。氣象參數(shù)應(yīng)按照《大氣污染物無(wú)組織排放
監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》(HJ/T55)的要求,實(shí)現(xiàn)氣象參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量和記錄。
16
6.5.6工控機(jī)
為了記錄走航監(jiān)測(cè)過(guò)程中各類型設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),并根據(jù)需要可以上傳至上
位平臺(tái),因此建議在走航監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中配置工控機(jī)。工控機(jī)的配置應(yīng)符合《污染物
在線監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》(HJ212)的要求,保障系統(tǒng)運(yùn)行并將數(shù)據(jù)
上傳至上位平臺(tái)。
根據(jù)不同通訊接口的要求,工控機(jī)需要具備USB接口或以太網(wǎng)通信接口,
使用無(wú)線網(wǎng)卡可以與上位平臺(tái)通信。根據(jù)需要也可以使用RS-485或RS-232等
接口進(jìn)行通訊。
存儲(chǔ)要求。根據(jù)使用需要,工控機(jī)能完整存儲(chǔ)不少于12個(gè)月的所有參數(shù)監(jiān)
測(cè)數(shù)據(jù)及相關(guān)信息。
此外,因?yàn)楣た貦C(jī)放置在車輛上進(jìn)行道路、園區(qū)等多種區(qū)域走航監(jiān)測(cè),因此
工控機(jī)需要具備抗振動(dòng)、防電磁干擾等功能。此外在走航監(jiān)測(cè)時(shí),點(diǎn)源接入會(huì)存
在波動(dòng),因此工控機(jī)也需要具備更大的電壓穩(wěn)定性,允許外部供電電壓波動(dòng)±
10%。
部分溫室氣體分析儀自身已經(jīng)配置了電腦,包括了存儲(chǔ)和通訊接口,具備存
儲(chǔ)和上傳數(shù)據(jù)功能,工控機(jī)的配置可以酌情消減。
6.5.7其他設(shè)備
根據(jù)溫室氣體來(lái)源解析,減污降碳協(xié)同控制監(jiān)測(cè)等工作需要,可以配置氧化
亞氮(N2O)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、乙烷(C2H6)
等在線監(jiān)測(cè)設(shè)備,或者其他離線采樣裝置或設(shè)備,用于作為選測(cè)目標(biāo)物和示蹤物。
也可配置行車記錄儀等視頻采集設(shè)備,記錄走航監(jiān)測(cè)時(shí)周邊的車輛和外部環(huán)境。這
些監(jiān)測(cè)設(shè)備的安裝和數(shù)據(jù)接入可以參考溫室氣體分析儀的安裝和數(shù)據(jù)接入要求。
表3溫室氣體走航監(jiān)測(cè)選測(cè)目標(biāo)物和示蹤物
序號(hào)大氣成分名稱摩爾質(zhì)量/(gmol?1)CAS號(hào)
1氧化亞氮4410024-97-2
2一氧化碳28630-08-0
3二氧化氮4610102-44-0
4二氧化硫647446-09-5
5乙烷3074-84-0
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6.6監(jiān)測(cè)方法
監(jiān)測(cè)方法包括儀器準(zhǔn)備、監(jiān)測(cè)方案制定、監(jiān)測(cè)方案實(shí)施等三個(gè)方面。
6.6.1儀器準(zhǔn)備
在走航監(jiān)測(cè)開(kāi)展前,需要確認(rèn)走航監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的完整性和準(zhǔn)確性,確保走航監(jiān)
測(cè)處于可行狀態(tài)。為了保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,需要對(duì)溫室氣體分析儀進(jìn)行設(shè)備
校準(zhǔn)和準(zhǔn)確度分析
6.6.1.1設(shè)備校準(zhǔn)和漂移分析
利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)走航監(jiān)測(cè)前后的溫室氣體分析儀進(jìn)行校準(zhǔn),來(lái)分析評(píng)估設(shè)備
的準(zhǔn)確性和漂移。走航監(jiān)測(cè)前的校準(zhǔn)是將溫室氣體分析儀監(jiān)測(cè)的溫室氣體濃度統(tǒng)
一到國(guó)家或者國(guó)際標(biāo)尺上,確保走航監(jiān)測(cè)的溫室氣體分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過(guò)走
航監(jiān)測(cè)后的設(shè)備校準(zhǔn),可以判斷出溫室氣體分析儀因受走航監(jiān)測(cè)過(guò)程中車輛振動(dòng)
等因素的影響而產(chǎn)生的漂移情況。通過(guò)走航監(jiān)測(cè)前后濃度與標(biāo)氣的差異來(lái)判斷設(shè)
備在整個(gè)走航監(jiān)測(cè)前后的漂移。具體的校準(zhǔn)方式如下:
(1)在走航監(jiān)測(cè)前,使用溯源至國(guó)家溫室氣體基準(zhǔn)/標(biāo)尺尺度的標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)
溫室氣體分析儀進(jìn)行單點(diǎn)校準(zhǔn)。通入標(biāo)氣時(shí)間應(yīng)在設(shè)備讀數(shù)穩(wěn)定后不少于5分
鐘。
(2)在走航監(jiān)測(cè)后,使用溫室氣體分析儀對(duì)溯源至國(guó)家溫室氣體基準(zhǔn)/標(biāo)尺
尺度的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行測(cè)量,分析走航監(jiān)測(cè)前后設(shè)備的漂移。通入標(biāo)氣時(shí)間應(yīng)在設(shè)
備讀數(shù)穩(wěn)定后不少于5分鐘。
6.6.1.2準(zhǔn)確度分析
為了評(píng)估所使用的溫室氣體分析儀的精度,需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確度分析。具
體的實(shí)施方法是:使用溫室氣體分析儀連續(xù)通入標(biāo)準(zhǔn)氣體,設(shè)備讀數(shù)穩(wěn)定不少于
15分鐘。以實(shí)際測(cè)量結(jié)果計(jì)算溫室氣體分析儀的準(zhǔn)確度和精密度。根據(jù)工作需
要,也可以將通入標(biāo)氣的時(shí)間延長(zhǎng)到30分鐘或者1小時(shí)。
6.6.1.3試運(yùn)行
在開(kāi)展道路走航監(jiān)測(cè)前,需要進(jìn)行走航監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的試運(yùn)行,確保系統(tǒng)正常運(yùn)
行。試運(yùn)行可以通過(guò)啟動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備和車輛,在車輛停放區(qū)域周邊開(kāi)展小范圍走航
18
試驗(yàn),確認(rèn)車輛、采樣系統(tǒng)、溫室氣體分析儀、氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等運(yùn)行正常;工控
機(jī)可正常存儲(chǔ)、上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);衛(wèi)星定位系統(tǒng)顯示定位準(zhǔn)確。
試運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,需要對(duì)所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行排查,確保無(wú)問(wèn)題后方可
進(jìn)行上路進(jìn)行道路走航監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。
6.6.2監(jiān)測(cè)方案制定
溫室氣體走航監(jiān)測(cè)需要制定走航監(jiān)測(cè)方案,規(guī)劃走航的區(qū)域和路線。
氣象條件選擇。溫室氣體濃度受風(fēng)速風(fēng)向等氣象因素有關(guān),為避免風(fēng)速過(guò)大
無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別道路及附近排放源的影響,因此參照《長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展
示范區(qū)揮發(fā)性有機(jī)物走航監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》,走航監(jiān)測(cè)宜在風(fēng)速8m/s以下開(kāi)展。
因溫室氣體分析儀監(jiān)測(cè)受水汽影響較大,走航監(jiān)測(cè)應(yīng)選擇在全天均無(wú)明顯降水天
氣條件下開(kāi)展。
監(jiān)測(cè)區(qū)域規(guī)劃。應(yīng)根據(jù)環(huán)境管理要求和解決實(shí)際環(huán)境問(wèn)題的目的,合理規(guī)劃
監(jiān)測(cè)區(qū)域。監(jiān)測(cè)前應(yīng)調(diào)查和掌握區(qū)域內(nèi)排放溫室氣體的主要行業(yè)或者企業(yè)等排放
源信息、道路分布特征以及盛行風(fēng)向等信息。
監(jiān)測(cè)路線規(guī)劃。結(jié)合區(qū)域管理要求和目標(biāo)區(qū)域排放源分布,合理規(guī)劃走航監(jiān)
測(cè)路線。應(yīng)沿城市道路,重點(diǎn)區(qū)域或工業(yè)園區(qū)內(nèi)部、邊界、廠界進(jìn)行走航監(jiān)測(cè)。
根據(jù)需要,也可參考《大氣污染物無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》HJ/T55要求在排
放源周邊及其下風(fēng)向進(jìn)行走航監(jiān)測(cè)或者駐點(diǎn)監(jiān)測(cè)。
參比濃度選擇。因二氧化碳和甲烷是長(zhǎng)壽命氣體,在大氣中有背景濃度,根
據(jù)需要可選擇周邊環(huán)境空氣固定站點(diǎn)的二氧化碳和甲烷監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為走航監(jiān)測(cè)
的參比背景濃度。也可選擇走航范圍內(nèi)的上風(fēng)向或者無(wú)明顯排放區(qū)域的溫室氣體
平均濃度作為參比濃度。
6.6.3監(jiān)測(cè)方案實(shí)施要求
根據(jù)走航監(jiān)測(cè)實(shí)施的目的,溫室氣體走航監(jiān)測(cè)可以劃分為區(qū)域調(diào)查型和排放
源識(shí)別型兩種走航監(jiān)測(cè)模式。不同的監(jiān)測(cè)模式對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)要求存在差異。
6.6.3.1區(qū)域調(diào)查型走航監(jiān)測(cè)要求
區(qū)域調(diào)查型走航監(jiān)測(cè)適用于城市、鄉(xiāng)村或其他類型的區(qū)域性溫室氣體濃度調(diào)
查,主要目的是通過(guò)走航監(jiān)測(cè)獲得溫室氣體空間分布特征,彌補(bǔ)溫室氣體固定監(jiān)
19
測(cè)站點(diǎn)位不足的缺點(diǎn)。區(qū)域調(diào)查型走航監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)可應(yīng)用于區(qū)域溫室氣體現(xiàn)狀評(píng)
估以及作為碳同化系統(tǒng)的輸入和驗(yàn)證數(shù)據(jù)。
針對(duì)交通排放的走航監(jiān)測(cè),根據(jù)工作需要,應(yīng)在交通高峰期和平峰期、白天
和夜晚、工作日與非工作日分別開(kāi)展走航監(jiān)測(cè)。通過(guò)多時(shí)刻的走航監(jiān)測(cè)獲得交通
排放的主要特征。
針對(duì)非交通排放的城市、鄉(xiāng)村或者其他區(qū)域排放現(xiàn)狀調(diào)查的走航監(jiān)測(cè),應(yīng)在
非交通高峰期的時(shí)間內(nèi)開(kāi)展移動(dòng)走航監(jiān)測(cè),避免高峰期大流量交通對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的
影響??紤]植物光合作用對(duì)二氧化碳吸收以及微生物排放的影響,應(yīng)在夏季和冬
季、白天和夜晚分別開(kāi)展移動(dòng)走航監(jiān)測(cè),區(qū)分植被光合作用和無(wú)植被光合作用的
影響。
6.6.3.2排放源識(shí)別型走航監(jiān)測(cè)要求
排放源識(shí)別型走航監(jiān)測(cè)適用于大型溫室氣體排放點(diǎn)源和無(wú)組織排放源的識(shí)
別及排放估算的調(diào)查。主要目的是通過(guò)走航監(jiān)測(cè)識(shí)別出點(diǎn)源或無(wú)組織排放源排放
的二氧化碳或甲烷的煙羽,通過(guò)濃度差異和高斯模型等方法估算出點(diǎn)源或無(wú)組織
排放源的源強(qiáng)。
為了避免交通源的影響,排放源識(shí)別型走航監(jiān)測(cè)應(yīng)在非交通高峰期的時(shí)間內(nèi)
開(kāi)展。通過(guò)在交通平峰期間監(jiān)測(cè),盡最大可能去除交通源排放的影響,使監(jiān)測(cè)的
結(jié)果更多反映出點(diǎn)源或無(wú)組織排放源的排放特征。
排放源周邊監(jiān)測(cè)。在潛在點(diǎn)源或無(wú)組織排放源的周邊路網(wǎng)進(jìn)行密集走航監(jiān)測(cè),
獲得點(diǎn)源或無(wú)組織排放源周邊的二氧化碳和甲烷等溫室氣體濃度的空間分布,識(shí)
別出溫室氣體濃度的高濃度區(qū)域和低濃度區(qū)域。
對(duì)溫室氣體濃度高濃度區(qū)域,可開(kāi)展停車駐點(diǎn)監(jiān)測(cè),結(jié)合道路位置信息、氣
象參數(shù),評(píng)估監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的二氧化碳和甲烷特征,進(jìn)一步開(kāi)展溫室氣體排放來(lái)源的
溯源。根據(jù)工作需要可同時(shí)在點(diǎn)源的上下風(fēng)向或者低/高濃度區(qū)域同時(shí)開(kāi)展停車
駐點(diǎn)監(jiān)測(cè),計(jì)算點(diǎn)源排放引起的溫室氣體濃度的增量,輔助溫室氣體排放溯源。
因溫室氣體存在背景濃度,建議駐點(diǎn)監(jiān)測(cè)時(shí)間不少于30分鐘,避免周邊活動(dòng)的
臨時(shí)干擾。
20
6.6.3.3其他監(jiān)測(cè)要求
實(shí)際道路走航監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)按照規(guī)劃路線開(kāi)展走航監(jiān)測(cè)。在出現(xiàn)道路施工或者監(jiān)
測(cè)結(jié)果異常等情況下可對(duì)路線進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。走航監(jiān)測(cè)速度應(yīng)滿足道路最低限速
要求,按照高速路/快速路、主干路、次干路最高限速為120、80、60km/h計(jì)算,
每秒車輛行進(jìn)的距離分別為33.3、22.2和16.7m(表2)。將這些數(shù)據(jù)按5或10
進(jìn)行取值并向下兼容,對(duì)應(yīng)的高速路/快速路、主干路、次干路應(yīng)滿足的條件是每
30m、20m、15m可獲取一組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
走航監(jiān)測(cè)過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)二氧化碳濃度和甲烷濃度有明顯峰值或超過(guò)均值20%
以上時(shí),超過(guò)550ppm,甲烷濃度超過(guò)2200ppb時(shí),說(shuō)明周邊可能存在明顯的排
放源。按照走航均值CO2和CH4濃度為450ppm和2200ppb計(jì)算,CO2和CH4濃
度超過(guò)540ppm和2400ppm時(shí),可能提示監(jiān)測(cè)區(qū)域周邊有顯著排放源。條件允許
時(shí),可以在該點(diǎn)附近靠近排放源進(jìn)行走航或者停車駐點(diǎn)監(jiān)測(cè)。根據(jù)需要可以對(duì)高
濃度監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行復(fù)測(cè),可按照排放源識(shí)別型走航監(jiān)測(cè)的要求開(kāi)展溯源監(jiān)測(cè)。
6.7結(jié)果計(jì)算與表示
溫室氣體分析儀在走航監(jiān)測(cè)獲得的二氧化碳和甲烷等溫室氣體濃度數(shù)據(jù)需
要定量表示,也需要和位置信息等匹配。
6.7.1定量結(jié)果
根據(jù)實(shí)際采用的設(shè)備技術(shù)類型的差異,可以根據(jù)采用光腔衰蕩光譜法、離軸
積分腔輸出光譜法、腔增強(qiáng)吸收光譜法或者其他高精度測(cè)量技術(shù)的溫室氣體分析
儀對(duì)樣氣中二氧化碳和甲烷的不同響應(yīng),直接定量樣氣中的二氧化碳和甲烷等溫
室氣體濃度。
6.7.2結(jié)果表示
本文件二氧化碳和甲烷使用的濃度單位使用體積濃度表示,分別為ppm
(μmol/mol)和ppb(nmol/mol)。測(cè)量結(jié)果均保留小數(shù)點(diǎn)后2位數(shù)字。
部分儀器的默認(rèn)濃度單位為質(zhì)量濃度時(shí),需要將質(zhì)量濃度mgm?3或μgm?3
換算為體積濃度??梢园凑展剑?)對(duì)單位進(jìn)行換算。
21
=×(1)
????????
式中:????????????????
????
φv——二氧化碳(CO2)體積濃度為ppm,或者甲烷(CH4)體積濃度為
ppb;
?3
ρw——二氧化碳(CO2)質(zhì)量濃度為mgm,或者甲烷(CH4)質(zhì)量濃度為
μgm?3;
M——摩爾質(zhì)量,單位為gmol?1;
?1
Vm——標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積,取22.4Lmol。
6.7.3空間分布圖繪制
走航監(jiān)測(cè)完成后繪制走航路徑上的二氧化碳和甲烷的濃度分布圖,溫室氣體
濃度高低可以使用顏色來(lái)區(qū)分,也可以使用柱狀圖來(lái)區(qū)分。濃度分布圖上需標(biāo)注
走航監(jiān)測(cè)的區(qū)域、主要道路名稱、走航監(jiān)測(cè)時(shí)間和圖例。根據(jù)工作需要,可以在
高濃度點(diǎn)位附近注釋,標(biāo)注周邊主要點(diǎn)源和潛在污染源等信息。
二氧化碳和甲烷走航監(jiān)測(cè)分布圖上濃度所對(duì)應(yīng)的顏色可根據(jù)工作需要設(shè)置
為漸變顏色。
6.8質(zhì)量保障與質(zhì)量控制
為了保障監(jiān)測(cè)結(jié)果在國(guó)內(nèi)外具備可比性,需要對(duì)采用光腔衰蕩光譜法、離軸
積分腔輸出光譜法、腔增強(qiáng)吸收光譜法等高精度測(cè)量的溫室氣體分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)。
每次走航監(jiān)測(cè)前均需要利用溯源至國(guó)家溫室氣體基準(zhǔn)/標(biāo)尺尺度的標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)溫
室氣體分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)。
走航監(jiān)測(cè)后使用溫室氣體分析儀對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量的結(jié)果與走航
監(jiān)測(cè)前的結(jié)果相比,二氧化碳濃度差異不大于0.5ppm,甲烷濃度差異不大于3
ppb,否則當(dāng)次走航監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)僅作為參考。此目的是為了保障溫室氣體分析儀在
走航監(jiān)測(cè)過(guò)程中不出現(xiàn)較大的濃度偏差。0.5ppm和3ppb是按照二氧化碳和甲烷
的環(huán)境濃度為400ppm和2000ppb,偏差不大于0.125%計(jì)算得到。
為了確保儀器狀態(tài)穩(wěn)定,對(duì)于采用光腔衰蕩光譜法、離軸積分腔輸出光譜法
和光學(xué)反饋腔增強(qiáng)紅外吸收光譜法的溫室氣體分析儀,需要每季度開(kāi)展一次儀器
穩(wěn)定性檢查,確保儀器處于良好狀態(tài)。
為了規(guī)范質(zhì)量保證和質(zhì)量控制過(guò)程,應(yīng)建立質(zhì)量控制文件,包括但不限于標(biāo)
22
準(zhǔn)操作規(guī)范、日常運(yùn)行維護(hù)與質(zhì)量控制規(guī)范、維修記錄和校準(zhǔn)記錄等。
車輛在道路行駛時(shí),不可避免的受到振動(dòng)影響。為了減少對(duì)溫室氣體分析儀
等設(shè)備的影響最大程度降低測(cè)量誤差,應(yīng)對(duì)走航監(jiān)測(cè)中的設(shè)備采取防震措施。
6.9數(shù)據(jù)審核與報(bào)送
走航監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在報(bào)送和存檔前,需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核。
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行嚴(yán)格審核,走航監(jiān)測(cè)結(jié)果審核內(nèi)容包括:
a)走航監(jiān)測(cè)過(guò)程是否符合規(guī)范;
b)數(shù)據(jù)記錄是否規(guī)范、完整;
c)質(zhì)控指標(biāo)復(fù)核,確保各項(xiàng)質(zhì)控指標(biāo)合格。
通過(guò)審核后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式(表4)及相關(guān)要求匯總報(bào)送。
表4溫室氣體走航監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)送表
氣象參數(shù)(可選)
經(jīng)度緯度道路CO2濃度CH4濃度車速相對(duì)
日期時(shí)間氣溫氣壓
(°)(°)名稱(ppm)(ppb)(km/h)濕度
(°C)(hPa)
(%)
6.10人員培訓(xùn)與安全防護(hù)
為了保障走航監(jiān)測(cè)的人員和設(shè)備安全,需要對(duì)人員進(jìn)行培訓(xùn),并做好安全防
護(hù)。
隨車工作人員。隨車工作人員應(yīng)通過(guò)培訓(xùn),具有熟練的操作技能,能正確使
用儀器設(shè)備。
設(shè)備維護(hù)。車輛和設(shè)備應(yīng)由專業(yè)人員定期進(jìn)行檢修維護(hù)工作。
優(yōu)先保障行車安全。沿高速路/快速路、主干道路、次干路走航監(jiān)測(cè)時(shí),應(yīng)滿
足道路的限速要求,確保行車安全的前提下滿足每30m、20m、15m內(nèi)應(yīng)有一組
23
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。沿重點(diǎn)區(qū)域或者工業(yè)園區(qū)開(kāi)展走航監(jiān)測(cè)時(shí),以較低車速行駛時(shí)或臨時(shí)
停車不超過(guò)10分鐘時(shí),應(yīng)開(kāi)啟危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈(即“雙閃”燈)對(duì)周邊車輛進(jìn)
行警示。
遵守屬地管理要求。在工業(yè)園區(qū)或企業(yè)內(nèi)部開(kāi)展走航監(jiān)測(cè)時(shí),應(yīng)遵守園區(qū)和
企業(yè)的安全生產(chǎn)管理要求。
7規(guī)范驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
為了驗(yàn)證本文件的可行性,規(guī)范編制組針對(duì)不同技術(shù)類型的高精度分析儀開(kāi)
展了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。分別應(yīng)用光腔衰蕩光譜法、離軸積分腔輸出光譜法、腔增強(qiáng)吸收
光譜法的溫室氣體分析儀參與了驗(yàn)證測(cè)試。測(cè)試地點(diǎn)分別位于上海、廣西和山西
等地。
7.1實(shí)驗(yàn)室測(cè)試
實(shí)驗(yàn)室測(cè)試在中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院碳數(shù)據(jù)與碳評(píng)估研究中心開(kāi)展,主
要開(kāi)展精度測(cè)試和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備校準(zhǔn)。在實(shí)驗(yàn)室首先利用已追溯至WMO的標(biāo)氣
對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。然后對(duì)設(shè)備通入標(biāo)氣進(jìn)行精確度測(cè)試。
7.2道路測(cè)試
7.2.1上海市道路測(cè)試
2023年6月,在上海市道路上開(kāi)展了本文件的驗(yàn)證測(cè)試。本次實(shí)驗(yàn)使用的
是光腔衰蕩光譜法和腔增強(qiáng)吸收光譜法原理的溫室氣體分析儀,儀器放置在中國(guó)
科學(xué)院上海高等研究院的移動(dòng)測(cè)試車上。在上海市的華夏高架、兩港大道、繞城
高速部分路段、虹梅高架、外環(huán)部分路段和燃?xì)怆姀S周邊分別開(kāi)展監(jiān)測(cè)。道路監(jiān)
測(cè)安排在交通平峰期間,分別開(kāi)展區(qū)域調(diào)查型和排放源識(shí)別型走航監(jiān)測(cè)。
24
圖2上海市道路走航驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)道路示意圖
7.2.1.1光腔衰蕩光譜法溫室氣體分析儀測(cè)試結(jié)果
(1)空間分布特征分析
2023年6月,利用光腔衰蕩光譜法溫室氣體分析儀測(cè)量的上海市道路上CO2
和CH4濃度分別為459.82±63.51ppm和2040.68±93.20ppb。基于GPS定位儀
測(cè)定的位置數(shù)據(jù)和溫室氣體分析儀測(cè)量的二氧化碳和甲烷濃度數(shù)據(jù),可以繪制出
走航監(jiān)測(cè)的道路二氧化碳和甲烷空間分布圖(圖3和圖4)。
從二氧化碳空間分布圖上看(圖3),二氧化碳濃度較高的區(qū)域主要集中于
外環(huán)、虹梅南路隧道出口,郊環(huán)部分路段羅山路輔路以及臨港大道部分路段。
二氧化碳濃度較低的區(qū)域主要集中于兩港大道和滴水湖區(qū)域,如環(huán)湖一路、環(huán)
湖二路以及環(huán)湖三路。高濃度的CO2濃度主要來(lái)源于道路擁擠車流量大(如外
環(huán))、隧道風(fēng)引起的隧道出口濃度升高(虹梅南路隧道出口)以及紅綠燈等候時(shí)
前車尾氣排放(如臨港大道部分點(diǎn)位)。
25
圖3上海市走航監(jiān)測(cè)的二氧化碳空間分布(光腔衰蕩光譜技術(shù))
從甲烷空間分布圖上看(圖4),甲烷濃度較高的區(qū)域主要集中靠近市區(qū)的
范圍內(nèi),例如華夏高架、浦東機(jī)場(chǎng)周邊、虹梅高架和外環(huán)部分路段。此外在奉
賢燃?xì)怆姀S周邊也發(fā)現(xiàn)較高濃度的甲烷甲烷濃度較低的區(qū)域主要集中于臨港大
道南側(cè)、滴水湖周邊以及滬蘆高速、郊環(huán)(繞城高速)部分路段。
從二氧化碳和甲烷的監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看,高濃度二氧化碳和甲烷濃度的出現(xiàn)可
以用于潛在排放源的識(shí)別。而在滴水湖等車輛較少區(qū)域,走航監(jiān)測(cè)的結(jié)果可以
直接用于區(qū)域二氧化碳濃度調(diào)查。
26
圖4上海市走航監(jiān)測(cè)的甲烷空間分布(光腔衰蕩光譜技術(shù))
(2)燃?xì)怆姀S周邊走航監(jiān)測(cè)
2023年6月,走航車輛在上海市某燃?xì)怆姀S周邊開(kāi)展二氧化碳和甲烷走航
監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。
從二氧化碳的空間分布上看,在金海公路、東方美谷大道、工業(yè)路和大葉公
路等路段均監(jiān)測(cè)得到高濃度的二氧化碳濃度(圖5)。這些道路上高濃度值可能
是電廠煙羽導(dǎo)致,但是還需要進(jìn)行結(jié)合風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)
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