一种垃圾填埋场温室气体排放量计算方法技术

本发明专利技术公开了一种垃圾填埋场温室气体排放量计算方法，包括：获取填埋区域温室气体排放浓度分布图；对填埋区域网格法布点；计算得到监测点的温室气体排放通量；对填埋区域不同监测点的温室气体排放通量进行插值分析，获取整个填埋区域的温室气体排放通量面状分布图；对整个填埋区域的温室气体排放通量面状分布进行栅格数据重分类，对排放通量进行区间划分，统计每个排放通量区间的像元个数和对应的排放面积；将排放通量与其相对应的排放面积的乘积累加，计算得到整个填埋区域的温室气体排放量。本发明专利技术为填埋区域温室气体排放监测提供了完整且可行的方法参考。了完整且可行的方法参考。了完整且可行的方法参考。

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾填埋场温室气体排放量计算方法


[0001]本专利技术属于温室气体排放管理
，具体涉及一种垃圾填埋场温室气体排放量计算方法。

技术介绍

[0002]二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)等是地球大气中主要的温室气体，温室效应会造成巨大的气候影响和环境的危害，全世界一直在致力于减少温室气体排放，延缓或降低温室效应。垃圾填埋场是温室气体的主要排放源之一，目前我国并未强制要求填埋场安装沼气主动收集装置，因此，多数填埋区域温室气体从覆盖层向环境释放，一般填埋区域覆盖层分为覆土和覆膜(高密度聚乙烯膜)两种情况，填埋垃圾发酵产生的部分温室气体可穿过覆盖层向环境中释放，如何对大面积的温室气体排放量进行监测，至今仍未有较好的解决办法。
[0003]现有的填埋区域温室气体排放通量监测方法有静态箱法、微气象学法、二维质量平衡法和示踪气体羽流法。静态箱法较为简单便捷，是目前科研机构用于填埋区域测定CO2、CH4和N2O等温室气体通量最为普遍的方法之一，但该方法可获得填埋区域散状监测点的温室气体排放通量，无法获得整个填埋区域的温室气体排放通量。填埋区域排放量是监测点的排放通量平均值与整个排放面积的乘积，但该计算方法较为简单粗糙。
[0004]专利CN114925152A提出了一种基于反距离加权法和克里金法的土壤养分空间插值方法，通过对采样点数据进行聚类分析，判定插值点的邻接色块，利用反距离加权法集成各模型以预估未采样点的土壤养分属性。结合克里金法，能较好地反映空间趋势。该专利技术有效地集成了克里金和反距离加权两种空间插值方法，可以利用数据中出现的趋势自适应地调整插值结果，其适用范围广，预测能力强。但该方法仅利用插值法获得空间分布，未进一步计算获得整个区域的土壤养分量。
[0005]专利CN111189977A公开了一种茶园温室气体监测装置及方法，针对基于茶园土壤N2O排放具有高度的时空异质性，多个温室气体采集箱分别布置在研究区域的不同采样位置进行气样的获取，然后采用时空克里格插值法计算研究区域的温室气体的总排放量，该专利技术从时间变化和空间分布的角度实现高质量的监测数据的获取和分析，提高区域茶园土壤N2O排放总量的监测的准确性。但该专利技术在获取不同采样位置的气样后，需要采用三维时空地统计方法分析研究区的时空变异特征值，计算相应的时空版方差，再选取最优拟合的时空半方差模型，最后采用时空克里格插值法计算研究区域的温室气体的总排放量。整个计算过程相当复杂，并且茶园和垃圾填埋场的温室气体布局规律也不相同，对于茶园来说，温室气体的排放与施肥点相关，而工作人员在施肥时具有规律性，因此可以采用前述方式获取相应的计算模型。但是垃圾填埋场不同区域的垃圾类型和垃圾数量是不固定的，导致垃圾填埋场的温室气体分布无法具备如茶园一般的规律性。
[0006]对于填埋场来说，获得排放通量的分布图可以直观获得整个填埋区域的温室气体排放强度，但如何通过填埋区域无组织面源的温室气体排放通量，计算获得填埋区域的温
室气体排放总量，是需要考虑的重点。

技术实现思路

[0007]解决的技术问题：本专利技术在充分研究目前垃圾填埋场温室气体排放量监测存在的问题及难点的基础上，有针对性的研究了垃圾填埋场温室气体排放量计算方法，包括采样点布设、样品采集、排放通量计算和排放量计算。本专利技术为填埋区域温室气体排放监测提供了完整且可行的方法参考。
[0008]技术方案：
[0009]一种垃圾填埋场温室气体排放量计算方法，所述温室气体排放量计算方法包括以下步骤：
[0010]S1，对填埋区域进行定性监测，获取填埋区域温室气体排放浓度分布图；
[0011]S2，对填埋区域网格法布点，结合定性监测结果，对监测点布设进行调整，温室气体排放浓度高的区域监测点密度高；
[0012]S3，采用静态箱法对监测点进行不同时间梯度的样品采集，记录静态箱内的温度和压力参数，采集的样品通过实验室气相色谱进行分析，得到监测点的温室气体浓度，根据监测点的温室气体浓度计算得到监测点的温室气体排放通量；
[0013]S4，对填埋区域不同监测点的温室气体排放通量进行插值分析，获取整个填埋区域的温室气体排放通量面状分布图；
[0014]S5，对步骤S4得到的整个填埋区域的温室气体排放通量面状分布进行栅格数据重分类，对排放通量进行区间划分，统计每个排放通量区间的像元个数和对应的排放面积；
[0015]S6，将排放通量与其相对应的排放面积的乘积累加，计算得到整个填埋区域的温室气体排放量。
[0016]进一步地，步骤S1中，对填埋区域进行定性监测的过程包括以下子步骤：
[0017]S11，对填埋区域进行现场勘查，利用手持式GPS确定填埋场的边界范围以及总面积；
[0018]S12，使用手持热红外仪、便携式气体检测设备或无人机走航检测设备对填埋区域进行扫描或走航，获得填埋区域温室气体浓度分布图。
[0019]进一步地，步骤S12中，便携式气体检测设备采用甲烷检测仪、二氧化碳检测器。
[0020]进一步地，步骤S2中，将网格线交汇点作为监测点；初步划分的网格的边长尺寸范围为50m
‑
100m。
[0021]进一步地，步骤S3中，得到监测点的温室气体浓度的过程包括以下步骤：
[0022]采用静态箱法对每个监测点进行不同时间梯度的样品采集，每个监测点的样品数量不少于6个；
[0023]记录静态箱内的温度和压力参数，采集的样品通过实验室气相色谱进行分析，得到每个监测点的不同时间梯度的样品对应的温室气体浓度；
[0024]对不同时间梯度的样品对应的温室气体浓度和时间进行线性拟合，线性拟合优度R2≥0.8，取拟合后的直线的斜率作为采样器内目标气体浓度随时间的变化率。
[0025]进一步地，步骤S3中，根据下述公式计算得到监测点的温室气体排放通量：
[0026][0027]式中，L为排放通量；A为采样器底面覆盖的面积；P0为标准状况压力；P为实测压力；T0为标准状况温度；T为实测温度；V为静态箱容积；ρ0为标准工况下目标气体成分的密度；dc/dt为采样器内目标气体浓度随时间的变化率。
[0028]进一步地，步骤S4中，采用反距离权重插值法对填埋区域不同监测点的温室气体排放通量进行插值分析；具体地，包括以下步骤：
[0029]计算未知点到已监测点的距离：
[0030][0031]计算每个已监测点的权重：
[0032][0033]计算插值点的值：
[0034][0035]式中，d
i
为未知点到已监测点的距离，w
i
为权重系数，z
o
为插值点的值，(x，y)为未知点的坐标，(x
i
，y
i
)为已监测点的坐标，z(x
i
，y
i
)是已检测点的温室气体通量值，i＝1，2，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垃圾填埋场温室气体排放量计算方法，其特征在于，所述温室气体排放量计算方法包括以下步骤：S1，对填埋区域进行定性监测，获取填埋区域温室气体排放浓度分布图；S2，对填埋区域网格法布点，结合定性监测结果，对监测点布设进行调整，温室气体排放浓度高的区域监测点密度高；S3，采用静态箱法对监测点进行不同时间梯度的样品采集，记录静态箱内的温度和压力参数，采集的样品通过实验室气相色谱进行分析，得到监测点的温室气体浓度，根据监测点的温室气体浓度计算得到监测点的温室气体排放通量；S4，对填埋区域不同监测点的温室气体排放通量进行插值分析，获取整个填埋区域的温室气体排放通量面状分布图；S5，对步骤S4得到的整个填埋区域的温室气体排放通量面状分布进行栅格数据重分类，对排放通量进行区间划分，统计每个排放通量区间的像元个数和对应的排放面积；S6，将排放通量与其相对应的排放面积的乘积累加，计算得到整个填埋区域的温室气体排放量。2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场温室气体排放量计算方法，其特征在于，步骤S1中，对填埋区域进行定性监测的过程包括以下子步骤：S11，对填埋区域进行现场勘查，利用手持式GPS确定填埋场的边界范围以及总面积；S12，使用手持热红外仪、便携式气体检测设备或无人机走航检测设备对填埋区域进行扫描或走航，获得填埋区域温室气体浓度分布图。3.根据权利要求1所述的垃圾填埋场温室气体排放量计算方法，其特征在于，步骤S12中，便携式气体检测设备采用甲烷检测仪、二氧化碳检测器。4.根据权利要求1所述的垃圾填埋场温室气体排放量计算方法，其特征在于，步骤S2中，将网格线交汇点作为监测点；初步划分的网格的边长尺寸范围为50m
‑
100m。5.根据权利要求1所述的垃圾填埋场温室气体排放量计算方法，其特征在于，步骤S3中，得到监测点的温室气体浓度的过程包括以下步骤：采用静态箱法对每个监测点进行不同时间梯度的样品采集，每个监测点的样品数量不少于6个；记录静态箱内的温度和压力参数，采集的样品通过实验室气相色谱进行分析，得到每个监测点的不同时间梯度的样品对应的温室气体浓度；对不同时间梯度的样品对应的温室气体浓度和时间进行线性拟合，线性拟合优度R2≥0.8，取拟合后的直线的斜率作为采样器内目标气体浓度随时间的变化率。6.根据权利要求1所述的垃圾填埋场温室气体排放量计算方法，其特征在于，步骤S3中，根据下述公式计算得到监测点的温室气体排放通量：式中，L为排放通量；A为采样器底面覆盖的面积；P0为标准状况压力；P为实测压力；T0为标准状况温度；T为实测温度；V为静态箱容积；ρ0为标准工况下目标气体成分的密度；dc/dt为采样器内目标气体浓度随时间的变化率。7.根据权利要求1所述的垃圾填埋场温室气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，王天娇，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，
类型：发明
国别省市：