温室效应和温室气体监测(1)

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1、７２分析仪器２０１１年第６期温室效应和温室气体监测韩香玉卢照方（中节能六合天融环保科技有限公司，北京：１０００８５）摘要近年来，大气中温室气体含量的增加及其产生的温室效应，对气候和生态系统造成了一系列影响，因而对大气中温室气体含量的监测显得更为迫切。关键词温室气体温室效应监测原料制程为主如硝酸（ＮｉｔｒｉｃＡｃｉｄ）、己二酸（Ａｄｉｐｉｃ１引言Ａｃｉｄ）（以硝酸为反应原料之一）等。温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳３温室气体的影响辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作

2、用是使地球表面人们谈论温室气体有一个误会，认为温室气体变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内不是什么好东西，导致了气候变暖、灾害增加等等。空气的作用。由于这些温室气体对来自太阳辐射的其实，温室气体的存在是人类生存的必要条件，而现可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长在所讨论的温度升高、环境变化等等这些问题，主要波辐射具有高度的吸收性，能强烈吸收地面辐射中与温室气体的增加有关。的红外线，也就是常说的"温室效应"，导致全球气候二氧化碳等温室气体的增加对气候和生态系统变暖。全球变暖的后果，会使全球降水量

3、重新分配，的影响是一个更为复杂的问题。二氧化碳增加虽然冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系有利于增加绿色植物的光合产物，但它的增加引起统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。水的气温和降水的变化，会影响和改变气候生产潜力，汽（Ｈ２Ｏ）、二氧化碳（ＣＯ２）、氧化亚氮（Ｎ２Ｏ）、甲烷从而改变生态系统的初级生产力和农业的土地承载（ＣＨ４）和臭氧（Ｏ３）是地球大气中主要的温室气体。力。这种因气候变化而对生态系统和农业的间接影其中二氧化碳（ＣＯ２）、甲烷（ＣＨ４）、氧化亚氮（Ｎ２Ｏ）响，可能大大超过二氧化碳本

4、身对光合作用的直接气体造成温室效应的贡献百分比最大，特别是二氧影响。按照气候模拟试验的结果，二氧化碳加倍以化碳（ＣＯ２），所产生的温室效应大约占整体温室效后，可能造成热带扩展，副热带、暖热带和寒带缩小，应的５５％。寒温带略有增加，草原和荒漠的面积增加，森林的面积减少。二氧化碳和气候变化可能影响到农业的种２温室气体来源植决策、品种布局和品种改良、土地利用、农业投入城市中的汽车尾气、工厂燃烧矿物燃料是温室和技术改进等一系列问题。因此从科学上我们所关气体的主要来源。其中，化石燃料燃烧为二氧化碳注的核心是温室气体增加的

5、量。而目前最需要做的人为排放之主要来源。事情就是监测每年大气中温室气体含量的增减。甲烷（ＣＨ４）多属天然排放，自然界的生物厌氧４温室气体监测腐解作用会有ＣＨ４排放，如水体流动性不高的湖泊、湿地等均有较高贡献。而人为活动造成的ＣＨ４温室气体监测的重要意义就是测量大气中这些排放因素则有自然水体受生活污水及工业废水的污组分的浓度变化，评估它们的辐射效应。和我们熟染、农业畜牧活动及工业制造程序等。知的空气质量监测相比，温室气体的监测也需要一氧化亚氮（Ｎ２Ｏ）人为排放源多为农业／畜牧之套相应的规范标准。对温室气体的监测主

6、要包括排相关活动，工业程序排放则以需用氮元素相关化工放源和背景浓度的监测。监测温室气体很多时候不作者简介：韩香玉，女，１９８１年出生，硕士，从事现场环境污染控制研究。２０１１年第６期分析仪器７３需要重新设立观测点，在现有空气质量监测的监测油化工、环境检测等部门的ＣＯ２检测。点上完全可以套用对温室气体浓度的监测。４．２光腔衰荡法而背景浓度的监测是对大气中每一种温室气体光腔衰荡光谱技术中，激光二极管发射出的单浓度变化的监测。这一部分的监测通常选择在受污频断源光束进入含有三面高反射率镜子的腔室进行染小的地方，比如山区

7、、海上等等人类活动少的地连续反射，由于镜子的反射率为９９．９９９％，腔室内点，这样能够反映出一个区域的背景浓度，与城市的部的光平稳泄露，光强度以指数级迅速衰减直至为温室气体形成对比，如此才能发现温室气体浓度的零，这称之为光腔衰荡光谱（ＣＲＤＳ）。工作原理见变化。图１。这种衰荡被光电感应器实时记录，并编译成温室气体监测，目前采用的主要是气象色谱法，唯一的时间语言。分析仪可自动连续记录和比较空此外还有世界温室气体监测最先进的方法－－光腔腔和充满目标气体腔室的衰荡时间，而这个时间差衰荡法，通过气体对红外线吸收的不同，

8、收集分析温便是目标气体吸收激光而导致的衰荡时间差，衰荡室气体的浓度数据。时差与气体的浓度成线性相关。波长扫描是指将在［１］４．１气相色谱法目标气体的吸收峰线上，通过软件选择多个点进行从目前世界各国科学家对大气的连续监测表复合式吸收光谱测量，并组成与吸收峰线最吻合的明，ＣＯ２的日增加在每立方米几至几十毫升之间，峰面，以此确认最佳的吸收峰值和吸收面积。因此，对大气中ＣＯ测试精度要求高达１０