利用离轴积分腔光谱仪对合肥市典型温室气体源的移动观测研究

摘要：

CO2 和CH4 是城市排放的主要温室气体,高精度、高时空分辨率的移动观测手段有利于了解其在城市中的分布细节,也可以了解源的动态变化.本文分析了现有的大气温室气体的移动监测手段,在此基础上基于自研设备离轴积分腔光谱仪、三维风速仪和车载差分 GPS搭建了一套移动观测系统,开发了配套的温室气体走航观测数据分析软件系统,对合肥市典型道路的CO2 和CH4 进行了观测,对观测到的典型CH4浓度热点进行分析,并对垃圾填埋场进行了CH4 的观测.结果表明:合肥市一环路 CO2 浓度分布与城市面源排放影响有较好相关性、CH4 分布则与其相关性较差,但受点源影响较大,二环CO2 和 CH4 浓度分布与周边森林、水源、商圈的分布密切相关;总体上早晚高峰期一环和二环 CO2 和 CH4 的平均浓度(中位数)均高于闲时,一环浓度高于二环;利用三维超声风速仪、GPS计算实时自然风风速风向,分析道路上 CH4 浓度热点主要来自天然气加气站、生化池、天然气机动车等,其中天然气机动车排放的 CH4 与 CO2 相关性系数约 70%,怠速、起步、缓慢行使过程中的排放较大;肥东和肥西生活垃圾填埋场捕捉到的 CH4 浓度高值分别与填埋场封层的不完整和周围垃圾焚烧发电厂车间的无组织释放有关;利用高斯烟雨扩散模型估算了肥西垃圾填埋场车间门打开状态 CH4 排放速率比未打开时高出一个数量级;北城和庐江垃圾填埋场 CH4较前两个的无组织排放小.研究证明了城市移动观测系统一方面可以为城市综合碳排放监测体系的建立提供参考,另一方面可以为城市温室气体浓度特征的研究提供基础数据.

关键词：移动观测、CH4、CO2、道路观测、点源、垃圾填埋场

所属期刊栏目：43

分类号：X513(大气污染及其防治)

资助基金：国家自然科学基金;国家重点研发计划

在线出版日期：2023-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3293-3301