青島嶗應海納光電環(huán)保集團有限公司
溫室氣體監(jiān)測解決方案
檢測樣品：溫室氣體
檢測項目：二氧化碳（CO2） 甲烷（CH4） 氧化亞氮（N2O） 六氟化硫（SF6） 全氟碳化物（PFCs） 氫氟碳化物（HFCs）
方案概述：非分散紅外（NDIR）氣體傳感器就是一種可靠的高性價比、高精度溫室氣體測量工具，NDIR氣體傳感器可以有很低的檢出限、很好的溫度適用性、穩(wěn)定性和抗干擾能力。
隨著工業(yè)快速發(fā)展、人口高速增長，人類的活動區(qū)域不斷擴張，化石能源的大量開采使用、植被的減少、化肥的過量使用等等原因，雖然人們創(chuàng)造了更好的生活，但也造成了生態(tài)環(huán)境的惡化，其中亟需解決的就是溫室氣體含量的持續(xù)性大幅增加問題。
什么是溫室氣體？
溫室氣體是大氣中能吸收地面反射中的長波輻射、并重新發(fā)射輻射的一些氣體，因本身分子結構含有極性共價鍵，內部極性發(fā)生變化的震動產生了紅外線吸收，所以擁有吸收紅外光譜、保存紅外熱能的能力，他們的存在使地球表面變得更暖，避免了晝夜溫差、四季溫差過大，從總體來看，具備這一特征的溫室氣體大約有30多種。適量的溫室氣體是對地球生態(tài)和人類有利的，但過量的溫室氣體會給地球生態(tài)帶來負面影響。京都議定書里面規(guī)定控制的六種溫室氣體有：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、六氟化硫（SF6）、全氟碳化物（PFCs）、氫氟碳化物（HFCs）。
溫室氣體含量變化
從工業(yè)化前夕到現(xiàn)在，大氣中的各溫室氣體含量有了很大程度的增加，這些可以從下面這張圖中直觀看到，其中CH4的含量增加到了原來的近2.6倍。
（數(shù)據來自中國溫室氣體公報）
造成這種現(xiàn)象的原因，主要是人類的生產活動，尤其是工業(yè)革命后，生產技術的進步讓人類走上了發(fā)展的快車道，同時能源消耗、污染排放和對生態(tài)環(huán)境的改變也進入了加速模式，讓地球生態(tài)系統(tǒng)逐漸失衡。CO2、CH4、N2O是自然界中一直存在的氣體，SF6、PFCs、HFCs制冷劑等幾乎全是人工合成物質。
各溫室氣體的GWP和貢獻
值得一提的是，雖然都是溫室氣體，但每種氣體的升溫作用是不同的，主要取決于三個因素，一是此種氣體吸收紅外輻射的能力，二是其在大氣中的含量，三是這種氣體在大氣中的存留時間。為了統(tǒng)一度量整體溫室效應的結果，同時考慮CO2是人類活動產生溫室效應的主要氣體，規(guī)定以CO2當量為度量溫室效應的基本單位。目前，使用全球變暖潛能值GWP來衡量溫室氣體自身對溫室效應的影響；GWP是一個相對值，表征某一種溫室氣體能夠捕獲得到的空氣中的熱量，即一定時間內，溫室氣體所捕獲到的熱量相對于同樣質量的CO2所捕獲的熱量之比。這樣可把不同溫室氣體的效應標準化。
下表中對幾種主要溫室氣體的GWP、大氣中含量（2019年底，來自中國溫室氣體公報）、留存時間做了簡單統(tǒng)計，可以有一個直觀感受，評估危害時，氣體含量和留存時間因素都要考慮。
下圖就是各主要溫室氣體的貢獻量，綜合考慮了上述各要素。
溫室氣體的來源
哪些活動導致了溫室氣體的持續(xù)增加呢，不同氣體的來源有較大差異，主要來源見下表。
| CO2 | 主要是工業(yè)化生產需求的生物質燃料燃燒排放，生產生活帶來的土地利用變化等 |
| CH4 | 主要來自采礦泄漏、水稻種植、反芻動物飼養(yǎng)、污水處理等人類活動 |
| N2O | 自然源（約60%海洋、土壤、森林正常生物過程）和人為源（約40%，化肥過量使用和各類工業(yè)過程） |
| SF6、HCFCs、HFCs等 | 由人工合成并排放，用于制冷劑、發(fā)泡劑、噴霧劑、清洗劑、滅火劑、絕緣材料等 |
溫室氣體的監(jiān)測
溫室氣體含量的增加導致了全球變暖，這對許多地區(qū)的自然生態(tài)系統(tǒng)已經產生了影響，如氣候異常、海平面升高、冰川凍土融化、動植物分布范圍變化，等等，隨著全球氣候變暖，天氣事件發(fā)生的頻率也有所提高。應對溫室效應帶來的全球災難已經得到越來越多國家的認同和重視。
2020年， 提出了“雙碳”目標，為貫徹落實碳達峰、碳中和重大宣示，從生態(tài)環(huán)境部到科研院所，從企業(yè)到個人，采取了各種行動，助力實現(xiàn)碳達峰目標、碳中和愿景。
為了有效控制溫室氣體的排放，建立碳核算體系，需要精確監(jiān)測大氣中的溫室氣體實時含量，精確監(jiān)測污染源、移動源溫室氣體排放量，精確監(jiān)測煤炭開采、天然氣輸運過程、沼氣能源外泄CH4氣體含量，精確監(jiān)測土壤、污水、海水中某些溫室氣體含量，監(jiān)測工業(yè)生產、農業(yè)養(yǎng)殖活動中的溫室氣體排放量。同時，一些監(jiān)測數(shù)據還可以用于反饋調整生產和工藝，提高能效、避免浪費。
非分散紅外（NDIR）氣體傳感器就是一種可靠的高性價比、高精度溫室氣體測量工具，NDIR氣體傳感器可以有很低的檢出限、很好的溫度適用性、穩(wěn)定性和抗干擾能力。
針對不同領域的溫室氣體監(jiān)測需求，青島嶗應海納光電環(huán)保集團有限公司（以下簡稱“嶗應”）基于掌握的多次反射長光程氣室和NDIR氣體測量核心技術，開發(fā)了一系列NDIR溫室氣體傳感器，技術成熟、性能優(yōu)異穩(wěn)定，對比同類產品，檢出限低、體積小巧、溫度適用性好、準確度高，在業(yè)內有良好的口碑，現(xiàn)已廣泛應用于污染源排放、大氣、土壤、污水治理、農業(yè)、醫(yī)療、過程控制等領域。
針對不同溫室氣體監(jiān)測需求，嶗應有不同的傳感器配置可供選擇，根據具體需求也可定制光學氣體傳感器氣體種類、量程等參數(shù)：
| 種類 | 型號 | 量程 | 典型應用 | 備注 | |
| 多組分NDIR光學傳感器 | LYNDIR-CO/CO2/N2O/CH4 | CO：(0~500)ppm | 污染源排放監(jiān)測等 | 精度均優(yōu)于±2%FS，量程、氣體組分可組合定制 | |
| 多組分NDIR光學傳感器 | LYNDIR-CO/N2O/CH4 | CO：(0~500)ppm、(0~5000)ppm | 污染源排放監(jiān)測、污水治理監(jiān)測等 | ||
| CO2 | LYNDIR-CO2-2F900 | (0~500)ppm、(0~1000)ppm、(0~1000)ppm | 大氣監(jiān)測等 | ||
| LYNDIR-CO2-2Z140 | (0~2000)ppm、(0~5000)ppm、0~2% | 大氣、土壤監(jiān)測，農業(yè)種植養(yǎng)殖等 | |||
| LYNDIR-CO2-2Z018 | 0~1%、0~10%、0~20% | CO2培養(yǎng)箱、污染源排放監(jiān)測 | |||
| LYNDIR-CO2-2Z007 | 0~20%、0~25% | 污染源排放監(jiān)測、 | |||
| N2O | LYNDIR-NO2-2F1500 | (0~100)ppm、(0~500)ppm | 污水治理監(jiān)測、土壤、食品添加劑監(jiān)測 | ||
| CH4 | LYNDIR-CH4-2F1500 | (0~1000)ppm | 環(huán)境空氣CH4監(jiān)測 | ||
| LYNDIR-CH4-2F900 | (0~1000)ppm、0~10% | 沼氣、天然氣污水、治理監(jiān)測 | |||
| LYNDIR-CH4-2F627 | (0~2000)ppm、0~10% | ||||
| LYNDIR-CH4-2Z140 | (0~1500)ppm、0~2% | ||||
| LYNDIR-CH4-2F300擴散式 | (0~5000)ppm | 煤礦瓦斯監(jiān)測 | |||
| SF6 | LYNDIR-SF6-2Z200 | (0~1500)ppm、（0~5000)ppm | SF6泄露檢測 |
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