无组织面源气体排放通量的测量方法技术

本发明专利技术公开无组织面源气体排放通量的测量方法，属于测量、测试的技术领域。该方法通过箱体式采样器采集采样器箱体内的温度和压力，并检测每个采样时间收集的气体样品的浓度，根据理想气体状态方程推导考虑采样器箱体内温度和压力变化的排放通量计算公式，根据各采样时间记录的箱体内的温度和压力以及每个采样时间收集的气体样品的浓度组成的组合变量的取值以及时间取值拟合计算回归方程；将回归方程的斜率代入排放通量计算公式，获得无组织面源排放气体排放通量的监测结果，有效提高无组织面源气体排放通量的测量精度。织面源气体排放通量的测量精度。织面源气体排放通量的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
无组织面源气体排放通量的测量方法


[0001]本专利技术公开无组织面源气体排放通量的测量方法，属于测量、测试的


技术介绍

[0002]目前，对于通过填埋场堆体表面、非曝气类水体表等面源无组织排放的温室气体，国内外监测无组织面源温室气体排放通量的技术主要包括定性监测和定量监测。简单野外观察、热红外调查和网格扫描等定性监测方法无法获取精确具体的排放量结果。通量箱法、微气象法、质量平衡法/断面法、示踪气体羽流法、气体羽流法等定量监测方法以获得温室气体的日排放通量或年排放通量为目标。微气象法、质量平衡法、示踪气体羽流法和气体羽流法等作为新的监测方法，获取数据的效率虽然高但是技术较复杂、操作难度大，应用推广门槛较高。利用箱体式采样获取排放通量的通量箱法，则成为最常用的方法。
[0003]对于无组织面源排放的气体而言，检测气体排放速率或检测气体排放流量难度大，公开号为CN113358426A的专利公开一种浅水体内源温室气体的排放采集和计算方法，是一种利用箱体式采集方式获取排放通量的通量箱法，记录采样箱体的体积，在监测时间内采集密闭箱体内的样品检测浓度，通过计算监测时间内不同时刻的气体浓度回归分析得到的曲线斜率作为气体释放速率，最终代入气体排放通量的计算公式：将箱体内样品浓度转换为表征单位面积单位时间内排放质量的排放通量F。其中，S表示监测时间内不同时刻的气体浓度回归分析得到的曲线斜率；V表示静态箱内水面以上体积；A为静态箱覆盖水面面积；C1为气体浓度量纲转换系数，ppm转化为μg/m3，C2为时间量纲转换系数。该方法虽然在采集密闭箱体内样品检测浓度的过程中有对箱外大气压力和箱内气温进行检测记录，但只是将箱外大气压力和箱内气温作为参数用于换算成该工况下的固定密封箱体内的气体体积，直接忽略了在采样过程即监测时间中箱体内实际采样气体的压力和温度随时间变化，在后续的排放通量计算公式中并没有考虑箱体内采样气体的压力和温度对排放通量计算结果的影响；并且该箱体式采样方法直接采用了箱体外的压力、温度直接替代箱体内实际采集样品的压力、温度。以上两点关于温度和压力数据的处理均会造成排放通量计算结果准确率的降低，尤其当监测时间较长、外界环境条件较为特殊时，对准确率的影响会更大。此外，不考虑气体温度、压力随时间的变化，仅仅将回归分析气体浓度与时间变化所得到的曲线斜率作为气体释放速率，再依据此气体释放速率直接计算气体排放通量，方法简单粗糙，难以获取精确的定量监测结果。
[0004]可见，无组织排放面源气体排放通量的测量精度与通量箱法的操作及计算方法有关，只有实现了排放通量的精确检测，才能准确地获取无组织气体排放量的计算结果，大幅度提升定量监测无组织排放通量的准确性。在温室气体、污染气体等排放研究领域里，无组织面源类排放同样占据重要地位，解决无组织面源气体排放通量精确检测的问题，可以更进一步实现低碳减排控制。
[0005]针对无组织面源气体排放通量定量监测技术的缺点，本专利技术旨基于常规箱式采样设计，在计算排放通量时考虑采样过程中箱体内实际温度和压力的变化，提出一种提高无
组织面源排放通量监测结果准确性的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的专利技术目的是针对上述
技术介绍
的不足，提供无组织面源气体排放通量的测量方法，采用常规通量箱法采样样品气体，利用考虑箱体内温度和压力变化的排放通量计算公式测量样品气体的排放通量，解决现有无组织面源排放气体排放通量的定量监测技术难以精确检测排放通量的技术问题，实现精确测量无组织面源排放气体排放通量的专利技术目的。
[0007]本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案：无组织面源气体排放通量的测量方法，记录采样器箱体的尺寸参数，将采样器固定在指定采样布点位置；按照预设的采样时间间隔，记录每个采样时间下采样器箱体内的温度和压力，检测每个采样时间收集的气体样品的浓度；根据理想气体状态方程推导考虑采样器箱体内温度和压力变化的排放通量计算公式；根据各采样时间记录的采样器箱体内的温度和压力以及每个采样时间收集的气体样品的浓度组成的组合变量的取值与时间的取值，拟合计算回归方程；将回归方程的斜率代入排放通量计算公式，获得无组织面源排放气体排放通量的监测结果。
[0008]进一步地，对于包含但不限于填埋堆体表面的固相释放面，将采样器放置在指定采样布点位置后，将采样器箱体的底部粘合或密封固定在面源上，通过箱体式采集器检测固相释放面排放的气体的浓度，并实时检测箱体内的温度和压力。
[0009]进一步地，对于包含但不限于非曝气类水体处理池表面的液相释放面，将采样器浮体放置在指定采样布点位置后，将采样器箱体放置在采样器浮体槽内，使得采集器在较为稳定的非曝气类水面上采集排放气体的浓度，并实时检测箱体内的温度和压力。
[0010]进一步地，考虑到箱体内的温度和压力随时间变化，将温度和压力随时间变化率纳入计算中，将排放量计算公式改良为考虑“浓度
‑
温度
‑
压力”组合量“cP/T”随时间t的变化率，排放通量计算公式为：进行曲线方程拟合即可将箱体内温度和压力的实时检测数据纳入排放量计算过程中，其中，F为排放通量，ρ0为标准工况下气体样品成的密度，h为采样器箱体的高度，T0、P0为标准工况下的温度和压力，c为气体样品的浓度，P为采样器箱体内的压力，T为采样器箱体内的温度，t为时间。
[0011]进一步地，选择总监测时长、采样间隔时间、采样频次即采样样品数目，采用30min内非均匀间隔时间(2、5、10、15、20、30min)采集6个样品以提高监测结果的精确性。
[0012]本专利技术采用上述技术方案，具有以下有益效果：
[0013](1)本专利技术提出的测量方法精准检测采样监测过程中箱体内样品的实际温度和压力，基于理想气体状态方程推导考虑箱体内样品实际温度及压力随时间变化因素的排放通量计算公式，提高排放通量监测结果的准确性。
[0014](2)本专利技术明确监测时长、监测采样频率、采集样品数量以及适宜的采样间隔时间，既满足了实际操作的可行性便利性，也提高拟合回归方程曲线斜率的准确性，从而提高了排放通量计算的准确性。
[0015](3)本专利技术的测量方法采用箱体式采集器即可获得各采样时间下的气体样品的浓度、温度、压力，对非曝气类液相面源，将采集器放置于固定在面源上的浮体内即可获得液
相面源排放气体的浓度、温度、压力，将本专利技术的使用范围从固相面源拓宽至液相面源，该方法既可以适用于常规温室气体的排放通量检测，也可以拓展到其它多种较稳定的气体排放通量的测定。
附图说明
[0016]图1为采用箱体式采样器测量填埋堆体表面气体排放量的示意图。
[0017]图2为采用箱体式采样器测量非曝气类水体处理池表面气体排放量的示意图。
[0018]图3为本专利技术测量无组织面源气体排放量的流程图。
[0019]图中标号说明：1、采样器箱体，2、进气口，3、出气口，4、风扇，5、采样泵，6、温度检测仪，7、压力监测仪，8、铝箔样品袋，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.无组织面源气体排放通量的测量方法，其特征在于，记录采样器箱体的尺寸参数，将采样器固定在指定采样布点位置；按照预设的采样时间间隔，记录每个采样时间下采样器箱体内的温度和压力，检测每个采样时间收集的气体样品的浓度；根据理想气体状态方程推导考虑采样器箱体内温度和压力变化的排放通量计算公式；根据各采样时间记录的采样器箱体内的温度和压力以及每个采样时间收集的气体样品的浓度组成的组合变量的取值与时间的取值，拟合计算回归方程；将所述回归方程的斜率代入排放通量计算公式，获得无组织面源排放气体排放通量的监测结果。2.根据权利要求1所述无组织面源气体排放通量的测量方法，其特征在于，所述采样器箱体的尺寸参数包括采样器箱体的高度以及底面积。3.根据权利要求1所述无组织面源气体排放通量的测量方法，其特征在于，在面源为固相释放面时，将采样器放置在指定采样布点位置后，将采样器箱体的底部粘合或密封固定在面源上。4.根据权利要求1所述无组织面源气体排放通量的测量方法，其特征在于，在面源为液相释放面时，将采样器浮体放置在指定采样布点位置后，将采样器箱体放置在采样器浮体槽内。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天娇，李敏，王乾，李义华，赵彬，
申请(专利权)人：光大环保技术研究院南京有限公司光大环保技术研究院深圳有限公司光大理工环境技术研究院青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：