Picarro G2401（通過地面走航測量追蹤8個國家12個城市的天然氣甲烷排放量）

發表時間：2024-08-26

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原文題目

Ground-Based Mobile Measurements to Track Urban Methane Emissions from Natural Gas in 12 Cities across Eight Countries

https://doi.org/10.1021/acs.est.3c03160

背景簡介

為了減少城市天然氣管道系統布設造成的甲烷排放，了解當地管道系統的泄漏率至關重要。本研究在8個國家的12個城市進行了移動走航測量，被調查的城市范圍覆蓋了中型城市（如荷蘭格羅寧根）到大型城市（如加拿大多倫多和英國倫敦）等多種城市類型，同時也涵蓋了從西班牙巴塞羅那到羅馬尼亞布加勒斯特的整個歐洲地區。對所有數據的聯合分析使本研究能夠關注具有不同基礎設施和環境條件的城市的一般排放行為。本研究發現所有城市在其管轄范圍內都有一系列小型、中型和大型甲烷源，且排放率前10%的排放者占總排放量的60-80%，這意味著針對重排放城市的戰略修復計劃可以幫助快速減少排放。此外，將本研究與歐洲城市天然氣相關甲烷排放的清單估計進行了比較，雖然清單報告排放量較大的城市通常也有較大的觀測排放量，但本研究發現12個城市基于觀測的排放量估算與基于清單的排放量估算之間存在明顯差異。

研究目的

了解和量化城市天然氣分配系統中的甲烷排放，特別是在美國以外城市的情況。本研究通過移動測量來探索城市甲烷排放，以便更好地理解不同基礎設施和環境條件下的城市排放行為。

研究方法

本研究在八個國家的12個城市進行了移動測量，使用多款高精度Picarro溫室氣體分析儀來測量城市中的甲烷濃度。這些分析儀將進氣口直接連接到外部，通常安裝在車輛的頂部或前保險杠處。通過結合移動儀器測量的干空氣摩爾分數和同步GPS系統的數據，研究者們能夠生成空間分辨率的甲烷增強地圖。數據經過校準、質量控制和處理，以分離出由甲烷排放引起的局部增強，并將其轉化為排放率估算。

Picarro儀器的使用

在這項研究中使用了多款Picarro分析儀，包括G2301、G2301-m、G2401、G2401-m、G4302、G2201-i、G1301等。這些設備被用作移動測量平臺上的高精度快速響應設備使用。這些分析儀能夠提供ppm級別的精度，并具有5秒以內的快速響應時間。

結論

與美國城市相比，歐洲和加拿大城市的排放量相對較低。排放量的差異很可能是由于當地基礎設施的差異，尤其是管道材料的差異造成的。此外，歐盟對天然氣基礎設施的監管比美國更嚴格。本研究推斷，到目前為止，研究分析的城市之間的全市排放估算存在很大差異，這突出表明，未來應該對更多的城市進行調查，以盡可能多地找到主要排放國。

部署在等效移動平臺上的標準化方法有望迅速減少天然氣基礎設施的城市甲烷排放，同時也為學術界提供數據，以進一步調查其他城市甲烷來源的影響，例如熔爐、污水系統和其他自然系統，這些系統目前沒有受到很好的限制。

設備分享

Picarro G2401 可以同時監測CO₂、CH₄、CO和H₂O四種氣體。G2401 遵從世界氣象組織 ( WMO ) 及其它國際性網絡（如歐洲綜合碳觀測系統，ICOS）設立的關于大氣監測站的性能規格。高精度四組分連續測量、野外可部署性以及長期穩定性，讓 G2401 成為溫室氣體測量儀器的明智之選。

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Picarro G2401（通過地面走航測量追蹤8個國家12個城市的天然氣甲烷排放量）