【应用】Aeris MIRA气体分析仪引领Beetaloo亚盆地甲烷排放研究

在澳大利亚北部的Beetaloo亚盆地，一场关于甲烷（CH4）排放的深入研究正逐渐揭示这片地区独特而复杂的气体排放格局。来自澳大利亚CSIRO Energy的研究团队采用了一种先进的Aeris MIRA气体分析仪，以其高效和精准的测量能力在不同源头的CH4排放中取得了重要突破，深刻影响着我们对这一地区环境状况的认识。该项目在2018年7月至2019年2月之间进行了三次移动调查，总里程近15,000公里（https://gisera.csiro.au/wp-content/uploads/2019/09/GHG5-Milestone-4-Final-Report.pdf）。 右图为： 调查范围

引言

Beetaloo亚盆地的CH4排放研究一直备受科学界关注。来自澳大利亚CSIRO Energy的研究团队运用先进的Aeris MIRA气体分析仪，实现了对该地区多样化排放源的全面监测，为我们更好地理解这一地区的CH4排放提供了新的视角。右图为：安装有采样管、GPS和组合风速计、GPS和气象站的调查车辆。

Aeris MIRA分析仪的优势

分析仪特点：Aeris MIRA分析器以其轻便便携、高灵敏度、简便易用的特点成为研究的得力工具。相较于传统的LGR和Picarro气体分析仪器，Aeris MIRA分析仪在多个方面展现出卓越的性能，为科学家们提供了更全面的数据支持。

精准度优势
Aeris MIRA分析仪在精准度上的优势成为研究的亮点之一。通过与传统仪器进行对比，Aeris在同等条件下能够提供更为准确的CH4浓度测量，为研究提供了更可靠的数据基础。

优越的可操作性

Aeris MIRA分析仪的操作性能也是其一大优势。其简单直观的操作界面和便携设计使得科学家们能够更灵活地进行移动调查，实时监测多个地点，全面掌握Beetaloo亚盆地的CH4排放格局。右图为用于测量土壤CH4排放的地表通量室；该室也用于测量一些白蚁丘的CH4排放。该特定测量是在饱和土壤上进行的。

科学发现与结果

牛群排放源：通过Aeris MIRA分析仪的高效监测，研究团队深入研究了Beetaloo亚盆地中自由散养牛群的CH4排放。结果表明，牛群是该地区主要的CH4排放源头，Aeris MIRA分析仪在捕捉这一源头时的高效性和准确性得以充分展现。

管道泄漏检测

Aeris MIRA分析仪在管道泄漏检测方面的表现备受瞩目。通过移动调查，研究团队成功检测到了管道附近的小型泄漏源，为管道运维提供了实时监控和反馈，减轻了潜在的环境风险。下图结果中CH4和C2H6浓度之间的高度相关性，表明此处CH4的来源可能是天然气管道中的天然气泄露。 右图显示使用Aeris MIRA分析仪在卡彭塔里亚天然气管道地面段测得的CH4和C2H6浓度。右图显示了在天然气管道上测得的CH4和C2H6浓度之间的相关性。

火灾与火源检测
借助Aeris MIRA分析仪，研究团队详细研究了火灾对CH4排放的影响。通过在不同火源附近进行实时测量，他们揭示了火灾对CH4浓度的显著影响，为火灾源的定量研究提供了新的线索。AERIS MIRA分析仪能够检测到这些火灾中的C2H6，C2H6可能是不完全燃烧的产物。

右图左侧显示了在这些火灾中检测到的CH4和C2H6的浓度。右侧的图表绘制了CH4和C2H6之间的相关性，表明检测到的两种气体浓度高度相关。左：2018年8月4日道路旁边火灾中检测到的CH4和C2H6。右：CH4和C2H6之间的相关性。

湿地排放
湿地作为CH4的排放源，通过Aeris MIRA分析仪的实时监测，研究团队揭示了它们在不同季节和气象条件下的排放模式，为湿地和生物源的贡献提供了详细的了解。研究团队预计湿地和泉水是CH4的天然排放源，因此研究团队沿着Homestead Rd和John Hauser Rd公路进行CH4浓度测量，以量化围绕Bitter Springs和Mataranka Springs的湿地地区CH4浓度。然而，泉水的位置距离道路有一段距离。

由于AERIS分析仪重量不到3公斤，因此研究人员携带AERIS MIRA分析仪沿着通往Mataranka Springs的路径进行了步行调查。在通往Mataranka Springs的路径上未检测到CH4浓度的升高，但在Mataranka Springs检测到了高达0.30 ppm以上的CH4浓度的升高。如右图所示，此处CH4和C2H6浓度没有很好的相关性，先前的研究表明，当CH4和C2H6的比率较低且不相关时，则该处CH4浓度的升高应为生物源排放导致的。

白蚁排放
白蚁作为潜在的CH4源头受到了重点关注。通过Aeris MIRA分析仪的实时监测，研究团队在湿季和干季分别进行了详细的研究，使用不同大小的通量室，测量了总共8个白蚁丘。

测量期间，Aeris MIRA分析仪测得的最高CH4值超过100 ppm，如下图左图所示。该图还显示了C2H6的浓度，相比之下非常低（约为0.008 ppm）。右图右侧的图中绘制了在白蚁丘中测得的CH4和C2H6的浓度的相关性，表明CH4和C2H6之间没有明显的相关性，该结果是符合预期的，因为此处的CH4排放是由的生物源（白蚁）所引起的。

此外，综合三次调查的结果表明，在湿季，白蚁的CH4排放明显增加，尤其是在温暖湿润的条件下，湿季和干季之间排放速率有九倍的差异。 研究团队利用Aeris MIRA分析仪轻便、高灵敏度的特点，成功捕捉并量化了白蚁对CH4排放的贡献。这一研究不仅拓展了我们对白蚁作为CH4源的认识，也为未来湿地和生物源排放研究提供了重要的实验经验。

Aeris MIRA分析仪的应用前景

Aeris MIRA分析仪的成功应用不仅为科学家们提供了一种全新的高效测量方法，也将在未来的环境科学研究中发挥重要作用。其卓越的性能结合丰富的可扩展性为科学界带来了更为全面、可靠的数据，为全球范围内CH4排放的科学研究和减排政策提供了有益的经验和借鉴。

结论

通过采用Aeris MIRA分析仪和创新的测量方案，Beetaloo亚盆地的CH4排放研究在测量精度和操作性能上取得了显著的进展。这一研究为我们深入了解Beetaloo亚盆地的CH4排放提供了新的工具和认识，对于未来的环境保护和气候变化研究具有重要意义。