(高清版）DB36_T 1407-2021大气二氧化碳及甲烷观测操作技术规程.pdf

ICS 07.060 A 47 DB36 江西省地方标准 DB36/T 14072021 大气二氧化碳及甲烷观测操作技术规程 Technical regulations for the monitoring operations of atmospheric carbon dioxide and methane 2021-06-30 发布 2022-01-01 实施 江西省市场监督管理局 发 布 DB36/T 14072021 1 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 观测要求.2 5 观测操作.3 6 数据处理.3 7 日常巡检.4 8 系统维护及故障处理.4 附录 A（规范性附录）大气二氧化碳及甲烷观测操作技术流程.5 附录 B（规范性附录）样气和目标气 CO2（或 CH4）浓度计算公式.6 附录 C（规范性附录）日常巡检表.7 DB36/T 14072021 2 前 言 本文件按照GB/T 1.1-2020给出的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由江西省气象局提出并归口。本文件起草单位：江西省生态气象中心。本文件主要起草人：夏玲君、李柏贞、孔萍、占明锦、冯敏玉、陈昆、王强、杨波、戴志健。DB36/T 14072021 3 大气二氧化碳及甲烷观测操作技术规程 1 范围 本文件规定了大气二氧化碳及甲烷观测操作技术规程的术语和定义、观测要求、观测操作、数据处理、日常巡检、系统维护及故障处理。本文件适用于基于光腔衰荡光谱法的大气二氧化碳及甲烷观测。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 33672 大气甲烷光腔衰荡光谱观测系统 GB/T 34415 大气二氧化碳（CO2）光腔衰荡光谱观测系统 QX/T 125 温室气体本底观测术语 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 温室气体 greenhouse gas 大气中能够吸收红外辐射的气体成分，主要包括水汽（H2O）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟氯碳化物类（HFCs，CFCs，HCFCs）、全氟碳化物（PFCs）、六氟化硫（SF6）和臭氧（O3）等。来源:QX/T 125-2011,3.1,有修改 3.2 工作标气 standard gas 以干洁空气为底气、待测组分浓度已知的混合气。来源:GB/T 34415-2017,2.3,有修改 3.3 目标气 target gas 为核查观测系统是否稳定运行，将浓度值接近待测组分浓度的工作标气作为待测气体，每隔一定周期重复测定。来源:QX/T 125-2011,10.9,有修改 DB36/T 14072021 4 3.4 光腔衰荡光谱 cavity ring-down spectroscopy 一束单波长激光进入光腔后，光束在腔镜之间来回反射振荡。当切断光源后，其能量就会随时间而衰减，衰减的速度与光腔自身的损耗（包括投射、散射）和腔内被测组分（介质）的吸收有关。根据光能量衰减的速度可定量被测组分的含量。来源:GB/T 33672-2017,2.1,有修改 3.5 标称值 assigned value 溯源至上一级标气准确标定后赋予的标准浓度。3.6 样气 sampling gas CO2和CH4浓度未知的空气。3.7 精密度 precision 相同条件下多次测量结果之间的接近程度。来源：QX/T 125-2011,9.2 3.8 准确度 accuracy 测量结果与真值之间的一致程度。4 观测要求 4.1 样气采集 4.1.1 样气从采样口到观测系统主机的滞留时间不超过 5 min，采样口过滤器宜使用不锈钢或聚四氟乙烯过滤膜，滤膜孔径不超过 0.2m。4.1.2 进气管宜采用铝塑管，内层材质为聚四氟乙烯；进入观测系统主机的样气/标气温度应大致相同，压力接近于环境大气压。4.1.3 采样泵应为泄漏率低的无油隔膜泵（泄漏率应低于 610-7MpaL/s），泵膜材质宜为氟橡胶材质，泵前过滤器采用 7m 以下烧结过滤器。4.1.4 样气进气流量不超过 300mL/min。4.2 除湿 除湿系统宜采用不锈钢或硬质玻璃材质，样气经过低于-50环境除水，除水后样气内含水率低于0.05%。4.3 标气 DB36/T 14072021 5 4.3.1 推荐使用 2 瓶工作标气，浓度跨度基本涵盖观测站点大气 CO2和 CH4浓度变化范围。4.3.2 推荐使用 1 瓶目标气，浓度接近观测站点大气 CO2和 CH4浓度。4.3.3 工作标气或目标气压力低于 3.5 Mpa 时，应停止使用并更换新工作标气且重新标定。4.3.4 工作标气及目标气推荐使用可溯源至世界气象组织中心标校实验室维持的一级标准。4.4 主机 4.4.1 工作标气连续进样测试 5min，CO2和 CH4精密度应分别优于0.110-6（摩尔分数）和210-9（摩尔分数）。4.4.2 工作标气连续进样测试 24h，CO2和 CH4浓度漂移分别不超过0.110-6（摩尔分数）和210-9（摩尔分数）。5 观测操作 5.1 操作流程 主要包括开机、准确度测试、运行序列设置、数据传输及关机，具体操作流程参见附录A。5.2 开机 开机步骤如下：打开工作标气瓶、目标气瓶总阀和减压阀，分压调至 0.1 Mpa；打开除湿系统电源，除水温度设置为-50以下，其温度应在 1h 以内达到设定值；打开观测系统主机电源。分析仪自检通过后，系统显示屏出现测量要素的浓度，视为正常状态。5.3 准确度测试 5.3.1 在观测系统新安装或修复故障重新启用时，需先对系统准确度进行测试。5.3.2 将 2 瓶工作标气及目标气同时接入系统，设置运行序列切换分析 3 瓶标气，每瓶标气分析5min，去掉前 2min 数据，取后 3min 数据分别平均作为其 CO2和 CH4观测值。利用 2 瓶工作标气 CO2和 CH4的观测值及标称值建立线性拟合方程，计算目标气 CO2和 CH4浓度，计算公式见附录 B。5.3.3 目标气 CO2和 CH4浓度与其标称值差值分别在0.110-6（摩尔分数）和210-9（摩尔分数）之内表明系统正常。5.4 运行序列设置 观测序列设为-W1-A-A-T-A-A-W2-A-A-T-A-A-，A 为样气，W1、W2 为 2 瓶工作标气，T 为目标气，对于多层采样口观测，样气 A 设置为多层采样口切换进样，工作标气、目标气及样气进样时间均设为 5 min，工作标气和目标气的进样间隔时长不超过 3 小时。5.5 数据传输 数据传输要求如下：数据传输文件为小时数据文件；传输文件格式为 Bzip2 压缩文件；小时数据文件名应包含站点、时间、观测资料类别；传输频率为每小时传输 1 次；传输对象为省、市级 FTP 服务器的指定文件夹。DB36/T 14072021 6 5.6 关机 关机要求如下：关机前，确保所有数据已经保存并备份；点击观测系统关机按钮，正常关机完毕后关闭电脑操作系统，关闭除湿系统，关闭工作标气瓶和目标气瓶总阀。6 数据处理 6.1 异常数据标记 根据日常巡检表中记录的异常情况与观测数据逐条对应，将数据标记为异常。6.2 数据校正 工作标气及样气 CO2 和 CH4 每 5min 观测数据去掉前 2min 数据，取后 3min 数据平均作为其观测值。利用 2 瓶工作标气 CO2 和 CH4 的观测值及标称值建立线性拟合方程，对样气 CO2 和 CH4 观测值进行校正计算，计算公式见附录 B。7 日常巡检 7.1 系统日常巡视 系统日常巡视内容如下：每日检查主机系统、除湿系统运行是否正常；检查流量是否达到设定值；检查各标气瓶总压，若低于 3.5 Mpa，应更换标气；分压应为 0.1Mpa；填写日常巡检表，日常巡检表格式参见附录 C；仪器时间与标准时间（格林威治中央区时）相差不超过1 min，建议通过授时服务器进行对时，对时间隔设为 3 小时一次。7.2 数据传输检查 每日检查前一天的所有小时数据文件是否均已传输成功。8 系统维护及故障处理 8.1 主机维护 主机维护内容如下：主机前、后部散热风扇应每半年更换一次；采样泵泵膜应每年更换一次；采样口过滤器和采样泵泵前过滤器应每年更换一次。8.2 硬件系统故障处理和注意事项 硬件系统故障和注意事项如下：观测系统无法开机时，检查供电电源是否正常；DB36/T 14072021 7 流量无法达到要求，发生漏气或堵塞时，根据进气流路逐级检查；水汽含量异常时，检查除湿系统是否结冰结霜堵住进气管路，若发生上述情况，应对除湿系统进行除冰除霜。DB36/T 14072021 8 A A 附 录 A（规范性附录）大气二氧化碳及甲烷观测操作技术流程 图A.1规定了大气二氧化碳及甲烷观测的基本操作步骤。图A.1 大气二氧化碳及甲烷观测操作流程图 DB36/T 14072021 9 B B 附 录 B（规范性附录）样气和目标气 CO2（或 CH4）浓度计算公式 基于 2 瓶工作标气 CO2（或 CH4）的观测值和标称值建立的线性拟合方程计算样气和目标气 CO2（或CH4）浓度可采用公式 B.1。2112212121y=bbb abaxaaaa.(B.1)式中：y样气（目标气）CO2或CH4浓度（摩尔分数）；x样气（目标气）CO2或CH4观测值（摩尔分数）；b1工作标气1的CO2或CH4标称值（摩尔分数）；b2工作标气2的CO2或CH4标称值（摩尔分数）；a1工作标气1的CO2或CH4观测值（摩尔分数）；a2工作标气2的CO2或CH4观测值（摩尔分数）。DB36/T 14072021 10 C C 附 录 C（规范性附录）日常巡检表 表C.1规定了日常巡检表应填写的内容，有任何无法排除的故障请及时联系相关技术人员。表C.1 日常巡检表 北京时：年 月 日 时 分 系统界面显示时间：年 月 日 时 分 北京时：年 月 日 时 分 系统界面显示时间：年 月 日 时 分 天气情况：值班员：天气情况：值班员：系统运行窗口：正常/不正常 不正常情况说明：CO2观测数据：正常/不正常 不正常情况说明：CH4观测数据：正常/不正常 不正常情况说明：水汽观测数据：正常/不正常 不正常情况说明：阀口位置 主机系统主机系统 流量（ml/min）除湿系统除湿系统 制冷温度（）数据上传 数据上传 前一天 24 小时数据是否全部上传 是/否 未上传成功的数据请填写情况说明：工作标气 1 总压：分压：工作标气 2 总压：分压：标气（不低于标气（不低于3.5 Mpa）3.5 Mpa）目标气 总压 分压：新更换工作标气 1 日期：CO2浓度:CH4浓度:新更换工作标气 2 日期：CO2浓度:CH4浓度:标气更换 标气更换 新更换目标气 日期：CO2浓度:CH4浓度:采样泵泵前过滤器更换（1 次/年）更换日期：采样口过滤器更换（1 次/年）更换日期：采样泵膜更换（1 次/年）更换日期：主机维护主机维护 散热风扇清理或更换（1 次/半年）更换/清理日期：其他情况说明其他情况说明 _