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中国环境科学学会学术年会论文集（２０１０）

温室气体监测方法的研究进展

何日安

（南宁市环境保护监测站广西南宁５３００１２）

摘要近百年来，地球正经历着以全球变暖为主要特征的显著气候变化，这些变化给地球自然生态

系统和社会经济系统造成了多方面的影响。为有效地控制温室效应和气候剧变，准确可靠地监测温室

气体的变化就变得十分重要。通过对目前影响温室效应气体种类以及其监测方法的归纳总结，对

ＣＯ：、Ｎ：０、ＣＨ。３种温室气体监测方法进行了阐述。

关键词Ｃ０２Ｎ２０ＣＨ４监测方法

一、引言

气候变化是指经过相当一段时间的观察，在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变

全球大气组成所导致的气候改变。自工业革命以来，大气中二氧化碳含量增加了２５％，远远超

过科学家可能勘测出来的过去１６万年的全部历史纪录，而且目前尚无减缓的迹象。国际能源机

构的一项调查结果表明，美国、中国、俄罗斯和日本的二氧化碳排放量几乎占全球总量的一半。

美国二氧化碳排放量居世界首位，排放的二氧化碳占全球总量的２３．７％，其次为中国，约占全

球总排量的１３．６％【１］。许多科学家都认为，温室气体的大量排放所造成温室效应的加剧是全球

变暖的基本原因。气候变暖对粮食安全、水资源管理、生态系统和灾害防御体系以及人类自身健

康等都将构成严重威胁和灾难性后果。

地球的大气中重要的温室气体包括下列数种：水蒸气（Ｈ：０）、臭氧（０，）、二氧化碳

（ＣＯ：）、氧化亚氮（Ｎ：０）、甲烷（ＣＨ。）、氢氟氯碳化物类（ＣＦＣｓ，ＨＦＣｓ，ＨＣＦＣｓ

物（ＰＦＣｓ）及六氟化硫（ＳＦ６）等。其中二氧化碳（ＣＯ：）、氧化亚氮（Ｎ：０）、甲烷（ＣＨ。）气

体造成温室效应的贡献百分比最大，特别是二氧化碳，所占的比例约为５５％口ｏ。因此，在全球

气候变化的大背景下，发展以“低能耗、低污染、低排放”为基础的低碳经济模式成为全球各

级部门决策者的共识，发展低碳经济模式就是为减少二氧化碳等温室气体排放，减轻对地球的

污染。

本文对ＣＯ：、Ｎ：０、ＣＨ。３种温室气体监测方法进行了归纳总结，阐述目前这３种气体的监

测方法及动态。为环境监测部门对温室气体的进一步监测提供凭证。

二氧化碳气体检测方法

全球碳循环、ＣＯ：浓度变化对全球气候变化、对人类生存环境变化，乃至对整个社会经济体

系结构的可能影响以及人类所要采取的相应对策等构成了当今的“ＣＯ：问题”，并且这一问题已

成为世界众多学者和政府官员们所关注的重要问题之一，其中ＣＯ：大气中浓度现状及其未来变

化趋势当属“ＣＯ：问题”中的核心内容”Ｊ。因此，对ＣＯ：浓度及分布有效准确的实时检测将是

非常有必要的。其检测方法如下所述。

（一）红外光谱法

红外光谱基本检测原理是依据不同化学结构的气体分子对不同波长的红外辐射的吸收程度不

同，ＣＯ，对４．２６１ａｘｎ波长的红外光有强烈的吸收，根据朗伯一比尔定律，当红外光源发出的红外

光强度为，０，通过一个长度为￡的气室，则透过的红外光强度，与被测ＣＯ：气体浓度ｃ之间满足

下式：

第七章环境监督管理制度建设与探讨

，＝ｔｏｅｘｐ（一Ｋｃｌ）

式中：Ｋ为气体的红外光吸收系数。当气体的种类一定，则Ｋ就确定，通过测出，的大小即

可得知被测气体的浓度变化【４ｊ。

有学者从２０世纪７０年代后期开始就利用红外光谱对二氧化碳进行检测＂再Ｊ。张晓春‘７１等利

用新型非色散红外光谱分析系统对中国大气本底基准观象台大气二氧化碳本底浓度连续监测，并

对二氧化碳的监测资料及监测系统进行了分析。试验表明该系统具有较高的自动化程度、良好的

稳定性和ＣＯ：浓度响应特性。宋钊¨１等采用非分散红外线光谱法测定生活垃圾填埋气中的二氧化

碳，分别讨论了稀释倍数、配气方法和填埋气成分对测定的影响。结果得到仪器示值与标准值的

相对误差为一１．４％～２．０％，ＣＯ：标气测定的ＲＳＤ为１．０％一１．４％，重复性和稳定性较好，漂

移较小。白泽生旧１利用红外吸收型ＣＯ：气体传感器设计了一种ＣＯ：气体检测方法。结果表明：

该方法检测ＣＯ：的分辨力为０．００１％，与气相色谱仪测量值的差值在３％以内。具有测量范围宽、

灵敏度高、响