應用案例-Picarro系列產品在環境監測領域大有可為:密歇根大學科研團隊開發的多功能大氣環境監測移動平臺應用案例分析
摘要:準確獲取空氣質量的時空變化特征,可以降低在健康影響和問責研究中的風險預測誤差,并在分配研究中更好地確定責任來源。由于城市和工業地區污染物排放源多樣化且高度不一,又有不斷變化的氣象條件,使得空氣質量表現出相當大的時空變化。
傳統的監測站,通常以監管目的而建立,只能測量特定的少數污染物,關于空間變化只能提供極少部分的信息。遙感數據,最常用是利用衛星數據來估計污染物濃度,可用于幾種污染物,但以相對粗略的空間分辨率提供柱積分測量。擴散模型可以提供空間和時間信息,但源清單中的空缺和其他限制增加了該方法的不確定性,并可能導致較大誤差。
使用移動平臺來測量空氣污染物的空間變化和檢測空氣污染物的峰值或“熱點”,已經成為對固定監測和遙感的補充監測方法。在過去的二十年里,移動監控已經被用于各種目的,如空氣污染物在特定環境的濃度空間分布、估算人為活動所引起的污染物排放量以及繪制分布圖等,但大多數使用移動平臺的野外活動持續時間很短(通常只有幾天),而且大多數都集中在一種污染物上。
基于以上研究進展與尚未解決的問題,Xia Tian團隊開發了名為“密歇根污染評估實驗室”(MPAL)的空氣質量移動監測平臺,本文強調了幾個重要的問題,例如PM測量中的潛在偏差和車速的影響,并提供了可評估和解決這些問題的實用技術。
Picarro系列產品在環境監測領域大有可為-密歇根大學科研團隊開發的多功能大氣環境監測移動平臺應用案例分析
Picarro_AN012_atmospheric_montoring-G2301
儀器技術報告 - 高精度溫室氣體分析儀
摘要:Picarro G2301是一種現場可部署、實時工作的環境氣體監測儀,可通過ppb級靈敏度測量大氣中的甲烷和二氧化碳水平,通過ppm靈敏度測量水氣水平。它能夠在不斷變化的環境條件下保持高線性、高精度和高精度,極少需要校準。Picarro G2301 基于專利的WS-CRDS技術的獨特功能與卓越的結構設計相輔相成,包括提供對干擾氣體的抗干擾性的高精度波長監視器、極為精確的溫度和壓力控制。
White_Paper_G2301_Water_Vapor_Correction
儀器技術報告 - 潮濕氣流環境中溫室氣體的精確測量
摘要:在混合良好的大氣中測量溫室氣體存量的傳統技術要求極其干燥的樣品氣流(露點<-60°C),以達到世界氣象組織規定的實驗室間二氧化碳(100 ppb)和甲烷(2 ppb)可比性標準。將樣品氣干燥到低水蒸氣水平既昂貴又容易出現問題,尤其是在難以進入的偏遠地區。Picarro G2301 允許在潮濕樣品氣體環境中精確測量溫室氣體,以滿足世界氣象組織實驗室間可比性標準。下面,我們介紹了水蒸氣校正系數的直接測量,當應用于G2301數據時,可以在不需要低水平干燥或頻繁校準的情況下進行干氣混合比測量。此外,我們通過仔細的光譜分析來確認這些結果,并估計干氣混合比測量中剩余的不確定性。
Real-Time Atmospheric Monitoring of Stable Isotopes and Trace Greenhouse Gases_article-G2301+2401
應用報告 - 大氣中痕量溫室氣體與穩定同位素的實時監測
摘要:人類活動,主要是化石燃料,正在向大氣中添加大約3ppm /年的二氧化碳,大氣中二氧化碳濃度的增加正在推動全球氣候變化。陸地生態系統既是大氣碳的天然來源,也是大氣碳的匯,但碳被吸收并釋放到大氣中的機制尚不清楚。此外,政府間氣候變化專題委員會最近的一份報告是聯合國委托的一個國際科學家組合,負責評估與理解人類氣候變化風險有關的科學,技術和社會經濟信息及其成員獲得2007年諾貝爾和平獎的結論是:“有新的更強有力的證據表明,過去50年來觀察到的大部分變暖都歸因于人類活動?!比绻麤]有能力確定二氧化碳的區域來源和匯,那么很難預測未來的大氣碳含量,以了解這些碳含量升高對全球和區域氣候的影響。
G2301-淺層北冰洋滲漏區所增加的二氧化碳吸收抵消了由于甲烷釋放所導致氣候變暖的潛力
應用報告 - 淺層北冰洋滲漏區所增加的二氧化碳吸收抵消了由于甲烷釋放所導致氣候變暖的潛力
摘要:未來幾十年,北冰洋的持續變暖預計將引發106噸甲烷的釋放,這些甲烷來自于淺海大陸架上融化的海底永凍層和上部大陸架斜坡上甲烷水合物的分解。在小于100米水深的淺層大陸架,海底釋放的甲烷可能會進入大氣,并可能加劇全球變暖。另一方面,對二氧化碳(CO2)的生物吸收有可能抵消釋放甲烷的正升溫潛力,這一過程尚未得到完全證實。在斯瓦爾巴邊緣的一個淺層沸騰甲烷滲出區收集的連續海氣通量數據顯示,大氣二氧化碳吸收率(-33300±7900μmol m-2·d-1)是周圍水域的兩倍,比擴散海氣甲烷流出量(17.3±4.8μmol m?2·d?1)高約1900倍。從二氧化碳吸收中預期的逆向變化趨勢比從甲烷排放中預期的正向趨勢高出231倍。地表水特征(例如,高溶解氧、高ph值和CO2中13C的富集)表明,來自海底附近的富營養冷水上升流伴隨著甲烷的排放,并通過浮游植物的光合作用刺激二氧化碳的消耗。這些發現挑戰了人們一直以來的觀點,即以淺水甲烷滲漏和/或海-氣甲烷通量強烈升高為特征的區域總是增加全球大氣溫室氣體排放的負擔。
G2301-光腔衰蕩光譜(CRDS)頂空分析方法測定天然水中溶解甲烷
應用報告 - G2301-光腔衰蕩光譜(CRDS)頂空分析方法測定天然水中溶解甲烷
摘要: 甲烷(CH4)是第三豐富的溫室氣體(GHG),但與二氧化碳相比,它的研究還遠遠不足。對大氣中甲烷的源和匯在評估中有很大的差異,包括淡水和海水系統等來源也是如此。文章研究了一種測定離散水樣中溶解甲烷濃度的新方法:通過使用光腔衰蕩光譜(CRD)分析平衡頂空,可以以高重復性性(即0.13nM檢測限與4% RSD)測定低摩爾級別的溶解甲烷濃度。雖然CRDS儀器的成本大約是通常用于甲烷測定的氣相色譜儀(GC)的兩倍,但本文所述的方法基本上簡單、快速,并且所需的材料比GC方法少。通常,70毫升水樣在塑料注射器中用等量的零空氣平衡。平衡后的頂空被轉移到干凈、干燥的注射器中,然后通過儀器的真空泵吸入Picarro G2301分析儀。實驗證明,該儀器在亞ppmv甲烷濃度范圍內保持線性校準,并保持穩定校準至少兩年。該方法在墨西哥灣北部及河水中船載溶解甲烷測定中的應用,這種方法測定了近6個數量級的濃度。
應用報告 - G2301:淺層北冰洋滲漏區所增加的二氧化碳吸收抵消了由于甲烷釋放所導致氣候變暖的潛力
摘要:未來幾十年,北冰洋的持續變暖預計將引發106噸甲烷的釋放,這些甲烷來自于淺海大陸架上融化的海底永凍層和上部大陸架斜坡上甲烷水合物的分解。在小于100米水深的淺層大陸架,海底釋放的甲烷可能會進入大氣,并可能加劇全球變暖。另一方面,對二氧化碳(CO2)的生物吸收有可能抵消釋放甲烷的正升溫潛力,這一過程尚未得到完全證實。在斯瓦爾巴邊緣的一個淺層沸騰甲烷滲出區收集的連續海氣通量數據顯示,大氣二氧化碳吸收率(-33300±7900μmol m-2·d-1)是周圍水域的兩倍,比擴散海氣甲烷流出量(17.3±4.8μmol m?2·d?1)高約1900倍。從二氧化碳吸收中預期的逆向變化趨勢比從甲烷排放中預期的正向趨勢高出231倍。地表水特征(例如,高溶解氧、高ph值和CO2中13C的富集)表明,來自海底附近的富營養冷水上升流伴隨著甲烷的排放,并通過浮游植物的光合作用刺激二氧化碳的消耗。這些發現挑戰了人們一直以來的觀點,即以淺水甲烷滲漏和/或海-氣甲烷通量強烈升高為特征的區域總是增加全球大氣溫室氣體排放的負擔。
3-pnas
應用報告 - G2301:光腔衰蕩光譜(CRDS)頂空分析方法測定天然水中溶解甲烷
摘要:甲烷(CH4)是第三豐富的溫室氣體(GHG),但與二氧化碳相比,它的研究還遠遠不足。對大氣中甲烷的源和匯在評估中有很大的差異,包括淡水和海水系統等來源也是如此。文章研究了一種測定離散水樣中溶解甲烷濃度的新方法:通過使用光腔衰蕩光譜(CRD)分析平衡頂空,可以以高重復性性(即0.13nM檢測限與4% RSD)測定低摩爾級別的溶解甲烷濃度。雖然CRDS儀器的成本大約是通常用于甲烷測定的氣相色譜儀(GC)的兩倍,但本文所述的方法基本上簡單、快速,并且所需的材料比GC方法少。通常,70毫升水樣在塑料注射器中用等量的零空氣平衡。平衡后的頂空被轉移到干凈、干燥的注射器中,然后通過儀器的真空泵吸入Picarro G2301分析儀。實驗證明,該儀器在亞ppmv甲烷濃度范圍內保持線性校準,并保持穩定校準至少兩年。該方法在墨西哥灣北部及河水中船載溶解甲烷測定中的應用,這種方法測定了近6個數量級的濃度。
21-lom