碳監(jiān)測(cè)點(diǎn)怎么選點(diǎn)位，怎么測(cè)？
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碳監(jiān)測(cè)采樣頭
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| 碳匯監(jiān)測(cè)采樣頭 |
◆本報(bào)記者劉蔚
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】碳監(jiān)測(cè)采樣頭安置在什么位置？監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)定有何不同？目前可以監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境中的哪些溫室氣體？碳監(jiān)測(cè)對(duì)于很多城市來(lái)說(shuō)都是一個(gè)新鮮事物，而試點(diǎn)城市的經(jīng)驗(yàn)可能將會(huì)為更多地方提供參考和借鑒。
2021年9月，浙江省杭州市被生態(tài)環(huán)境部列為碳監(jiān)測(cè)綜合試點(diǎn)城市之一。試點(diǎn)城市工作開展以來(lái)，杭州市已經(jīng)對(duì)5個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行了8個(gè)月的全指標(biāo)手工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)積累，編制了2020年高分辨率溫室氣體排放清單，建立了三種模式的同化反演模型，初步實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化運(yùn)行。截至2022年年底，試點(diǎn)工作第一階段基本完成。
近日，中國(guó)環(huán)境報(bào)記者跟隨杭州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心副主任應(yīng)方和大氣科科長(zhǎng)沈建東，先后到達(dá)淳安燕山監(jiān)測(cè)點(diǎn)、淳安金峰鄉(xiāng)碳匯監(jiān)測(cè)點(diǎn)、景芳監(jiān)測(cè)點(diǎn)三個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，實(shí)地了解碳監(jiān)測(cè)的相關(guān)情況。
碳監(jiān)測(cè)的點(diǎn)位怎樣選取？
按照城市主導(dǎo)風(fēng)向和大氣溫室氣體“高中低”濃度梯度設(shè)定
截至2022年年底，杭州市已在全市范圍內(nèi)基本建成“6+22+2”城市大氣溫室氣體監(jiān)測(cè)組網(wǎng)，即6個(gè)高精度監(jiān)測(cè)點(diǎn)、22個(gè)中精度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以及兩個(gè)碳匯監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)種類涵蓋了試點(diǎn)方案所有必測(cè)和選測(cè)點(diǎn)位，分布在全市6個(gè)區(qū)縣。
應(yīng)方說(shuō)：“點(diǎn)位布設(shè)按照城市主導(dǎo)風(fēng)向和大氣溫室氣體‘高中低’濃度梯度設(shè)定，分別代表建成區(qū)、工業(yè)園區(qū)、郊區(qū)、山區(qū)等用地類型上方的溫室氣體濃度。”
當(dāng)記者來(lái)到淳安燕山監(jiān)測(cè)點(diǎn)，正值春雨綿綿。淳安燕山監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于海拔630多米的燕山之上。利用氣象部門原有建設(shè)的35米高的鐵塔，碳監(jiān)測(cè)的采樣頭安置在鐵塔之上，氣體通過(guò)管線可以到達(dá)鐵塔下新建的監(jiān)測(cè)用房里，經(jīng)由監(jiān)測(cè)儀器分析，得出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
與氣象部門建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，是杭州監(jiān)測(cè)中心此次試點(diǎn)工作的一個(gè)重要經(jīng)驗(yàn)。中心多次赴城區(qū)饅頭山氣象站、臨安氣象本地站、臨安大明山氣象站調(diào)研學(xué)習(xí)。充分利用氣象部門全市氣象站、雷達(dá)站等已有資源，開展高、中精度站點(diǎn)建設(shè)工作，其中，大明山背景站由氣象站與杭州中心合作籌建，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。
據(jù)介紹，根據(jù)碳污同源特性規(guī)律，中心還有效結(jié)合碳監(jiān)測(cè)試點(diǎn)和常規(guī)監(jiān)測(cè)工作，計(jì)劃在大明山和主城區(qū)（擬建）建設(shè)溫室氣體和大氣污染高水平觀測(cè)點(diǎn)。點(diǎn)位在監(jiān)測(cè)溫室氣體組分的基礎(chǔ)上，同步設(shè)置常規(guī)環(huán)境質(zhì)量、顆粒物組分、光化學(xué)組分、氣象參數(shù)、大氣能見(jiàn)度、光學(xué)性質(zhì)及污染物毒性等多項(xiàng)指標(biāo)，開發(fā)數(shù)據(jù)綜合展示平臺(tái)、預(yù)報(bào)預(yù)警平臺(tái)和溫室氣體反演平臺(tái)，對(duì)杭州市大氣開展全面立體觀測(cè)，推動(dòng)減污降碳一體謀劃、一體部署、一體推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同治理。
碳匯監(jiān)測(cè)點(diǎn)有何不同？
實(shí)現(xiàn)森林中自上而下的碳通量監(jiān)測(cè)
在淳安金峰鄉(xiāng)碳匯監(jiān)測(cè)點(diǎn)，記者看到了不一樣的鐵塔。塔身超出周邊植被近1倍，塔上5層，分別裝有多種設(shè)備傳感器及采樣頭。采樣頭與燕山有所不同，旁邊還配有三頁(yè)片狀的風(fēng)速測(cè)定儀。塔下面裝有采集原始數(shù)據(jù)和計(jì)算碳通量數(shù)據(jù)的儀器，這些數(shù)據(jù)會(huì)實(shí)時(shí)送回監(jiān)測(cè)中心。
除了可見(jiàn)的塔上的監(jiān)測(cè)設(shè)備以外，地下還埋著傳感器。沈建東說(shuō)：“這里不僅在塔上布設(shè)了5層監(jiān)測(cè)設(shè)備，在建設(shè)鐵塔時(shí)地下就埋入了5層傳感設(shè)備，主要用于監(jiān)測(cè)土壤溫度和濕度。”
據(jù)介紹，這個(gè)碳匯監(jiān)測(cè)點(diǎn)位配置了塔頂渦動(dòng)、塔身5層廓線以及氣象參數(shù)、塔底土壤監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了森林中自上而下的碳通量監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括：CO2、H2O濃度、CO2通量、摩擦風(fēng)速、潛熱通量、顯熱通量、氣象參數(shù)、太陽(yáng)輻射、土壤溫濕度等。
和燕山監(jiān)測(cè)點(diǎn)的山路不同，前往碳匯監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最后3公里多完全是土路。一路顛簸之后，來(lái)到了一個(gè)相對(duì)平坦的區(qū)域，周邊種滿了馬尾松。沈建東說(shuō)：“建設(shè)這座鐵塔用了30多噸材料，硬是在原來(lái)都是荒草的地方，壓出了一條路。”
這個(gè)碳匯監(jiān)測(cè)點(diǎn)位是為了監(jiān)測(cè)馬尾松的碳匯能力，發(fā)現(xiàn)和最終確定這個(gè)點(diǎn)位還頗費(fèi)了些周折。按照碳匯監(jiān)測(cè)要求，需要選擇周邊1平方公里較平坦且植被生長(zhǎng)狀態(tài)良好的區(qū)域。經(jīng)當(dāng)?shù)亓謽I(yè)部門推薦，監(jiān)測(cè)科研人員對(duì)5個(gè)待選地點(diǎn)進(jìn)行了逐一走航和實(shí)地考察，最終才選擇了這個(gè)點(diǎn)位。
馬尾松的碳匯監(jiān)測(cè)在國(guó)內(nèi)尚屬首次，而之前已開展過(guò)毛竹碳匯等研究的浙江農(nóng)林大學(xué)等高校科研力量，也成為協(xié)同推進(jìn)試點(diǎn)工作的重要資源。通過(guò)試點(diǎn)工作，杭州監(jiān)測(cè)中心不僅實(shí)現(xiàn)了浙江農(nóng)林大學(xué)臨安天目山碳匯監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)免費(fèi)共享，還與浙江大學(xué)、浙江農(nóng)林大學(xué)、西湖大學(xué)、南京大學(xué)、南京信息與工程技術(shù)大學(xué)建立合作關(guān)系，利用高校科研優(yōu)勢(shì)提升試點(diǎn)水平。
含氟氣體也能納入監(jiān)測(cè)范圍？
助推國(guó)產(chǎn)設(shè)備在溫室氣體監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用
記者來(lái)到的第三個(gè)碳監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，位于城市中碳排放高值區(qū)域的景芳站。兩個(gè)采樣口分別放置在距地面40米和60米高的電信鐵塔之上，通過(guò)管線傳輸，樣品氣體進(jìn)入到旁邊辦公樓6層的儀器里。這里有三臺(tái)儀器，在杭州市全部點(diǎn)位中，數(shù)量最多。
通過(guò)三臺(tái)儀器，可以在線分析CO2、CH4、CO、N2O、13CO2、氣象參數(shù)、HFCs、PFCs、SF6、NF3等項(xiàng)目。值得一提的是，杭州試點(diǎn)在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用了由完全國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)的大氣中含氟溫室氣體在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化穩(wěn)定運(yùn)行。
“在選擇碳監(jiān)測(cè)儀器時(shí)，對(duì)比了國(guó)外和國(guó)內(nèi)的儀器，考慮到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，部分儀器使用了國(guó)外產(chǎn)品。但我們知道，隨著更多城市開展碳監(jiān)測(cè)，碳監(jiān)測(cè)儀器國(guó)產(chǎn)化勢(shì)在必行。”沈建東說(shuō)：“我們將為更多國(guó)產(chǎn)設(shè)備提供溫室氣體手工監(jiān)測(cè)和儀器自動(dòng)監(jiān)測(cè)比對(duì)平臺(tái)，助推國(guó)產(chǎn)設(shè)備在溫室氣體監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。”
在景芳點(diǎn)位，不僅有最多監(jiān)測(cè)品類的儀器，杭州監(jiān)測(cè)中心還建成了“杭州市碳監(jiān)測(cè)智慧評(píng)估管理系統(tǒng)平臺(tái)”，其中包括碳清單、碳數(shù)據(jù)管理、碳監(jiān)測(cè)分析、碳源匯評(píng)估等內(nèi)容。
試點(diǎn)工作開展以來(lái)，杭州監(jiān)測(cè)中心在“摸著石頭過(guò)河”中汲取經(jīng)驗(yàn)，旨在建立起一套成熟的城市溫室氣體監(jiān)測(cè)體系，納入現(xiàn)有龐大的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中，以期為應(yīng)對(duì)氣候變化工作提供數(shù)據(jù)支撐。應(yīng)方表示：“下一步，中心將建立完善杭州本地化碳監(jiān)測(cè)評(píng)估體系，嚴(yán)格把控監(jiān)測(cè)質(zhì)量，加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析，提升業(yè)務(wù)化碳監(jiān)測(cè)能力，力爭(zhēng)早日獲得系統(tǒng)性成果，為全國(guó)碳監(jiān)測(cè)工作提供杭州經(jīng)驗(yàn)，為區(qū)域碳達(dá)峰碳中和工作提供重要支持。”
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