2023年9月,，二氧化碳創(chuàng)下了全球平均濃度的年度最低值（419.7 ppm），作為主要的溫室氣體,，二氧化碳（CO2）一直是全球各國關(guān)注的環(huán)境污染焦點,，它是一種對我們的環(huán)境、氣候和健康有著深遠影響的分子,。下述文章中,，我們將探討大氣中二氧化碳的來源,、影響以及常用的監(jiān)測技術(shù)。
二氧化碳主要通過各種自然和人類活動進入大氣：
自然來源：二氧化碳通過火山噴發(fā),、動植物呼吸以及有機物腐爛等過程自然地釋放到大氣中,。
人類活動：能源生產(chǎn)、交通運輸和工業(yè)過程的化石燃料（煤炭,、石油和天然氣）燃燒是二氧化碳的主要人為來源,。
大氣中二氧化碳濃度的急劇增加是人為造成的。我們現(xiàn)在燃燒的化石燃料所包含的碳,，是數(shù)百萬年里植物通過光合作用從大氣中吸收而來的,，而我們現(xiàn)在正在數(shù)百年內(nèi)將這些碳釋放回大氣中。從二十世紀中葉開始,，每個十年的二氧化碳年排放量都在增加：從二十世紀六十年代的每年近110億噸,，增加到2022年的約366億噸。
準確監(jiān)測和精準定量是大氣中的二氧化碳濃度,，對于評估溫室氣體減排和應對氣候變化的進展而言至關(guān)重要,。目前的監(jiān)測和量化二氧化碳的技術(shù)有很多，每種技術(shù)都有其各自的優(yōu)缺點：
非色散紅外（NDIR）傳感器：
較常見的二氧化碳監(jiān)測傳感器可能是NDIR傳感器,。通常而言,，NDIR傳感器利用廣譜紅外光源和置于檢測器前面的濾光片（非色散元件），來消除除目標波長以外的所有光線,。這種傳感器經(jīng)濟實惠,，易于獲取，可提供連續(xù),、實時的二氧化碳濃度測量,。NDIR傳感器通常具有較長的使用壽命，但靈敏度有限,，需要定期校準,，以保持精度。這種簡單的測量方法僅適用于檢測特定波長對應的氣體,。
半導體式氣體傳感器：
半導體材料（通常是金屬氧化物）在接觸二氧化碳時,，會與其發(fā)生反應，從而影響導電性,。測得的半導體材料的電阻變化與二氧化碳濃度成正比。這種方法提供了一種簡單,、廉價且非常靈敏的二氧化碳監(jiān)測技術(shù),。主要缺點是，線性測量范圍較小,，并且容易受到其他氣體的干擾,。
氣相色譜法：
氣相色譜法通過色譜柱將樣品中的不同氣體分離開來,，再根據(jù)二氧化碳分子與檢測器（通常是熱導檢測器（TCD）或氫火焰離子化檢測器（FID））的相互作用，對二氧化碳分子進行高精度檢測,。主要缺點在于,，這種方法需要具備專門的設備和專業(yè)的知識，通常在實驗室環(huán)境中使用,，因此限制了它在實時現(xiàn)場監(jiān)測中的使用,。
光聲光譜法：
光聲光譜法利用光在特定波長下激發(fā)二氧化碳分子。當二氧化碳分子吸收光時,，會發(fā)生熱膨脹,，并產(chǎn)生壓力波。這些壓力波的振幅與二氧化碳的濃度成正比,，并且可以被檢測出來,。光聲光譜法在微量氣體測量方面具有很高的靈敏度（達ppt級）。主要缺點在于,，由于該技術(shù)對環(huán)境噪聲和影響非常敏感,，因此必須進行定期校準和維護，并且需要具備專門的設備和專業(yè)知識,。
電化學法：
電化學法利用傳感器內(nèi)部的電極與二氧化碳發(fā)生電化學反應,，這會產(chǎn)生一個電信號。該電信號可以是電流,、電位差或電阻值,，具體取決于這個外形小巧、使用壽命較長的電化學傳感器是什么類型,。通過將該信號與通過第二電極獲得的參照電位進行比較,，便可將信號轉(zhuǎn)換為對應的二氧化碳濃度，從而實現(xiàn)較高的靈敏度,。主要缺點是,，這種方法容易受到其他氣體干擾，并且容易受到環(huán)境條件的影響,。
?重量法/吸收法：
重量法/吸收法是通過將吸收劑（例如,，氯化鈣）暴露于一定量的氣體中，使吸收劑吸收二氧化碳,，重量增加來進行測量的,。這種方法可以極其精確地測量出重量的變化，從而計算出二氧化碳的濃度,。這種復雜的技術(shù)不適合實時測量,，并且需要維護和校準。
二氧化碳（CO2）是一種對我們的氣候、環(huán)境具有重大影響的分子,。通過準確監(jiān)測并更好地了解其來源和影響,，我們可以采取有益的措施，來減輕其影響,，努力邁向可持續(xù)的未來,。
圖：MIRO Analytical多合一氣體分析儀MGA能夠以高精度同時監(jiān)測多達10種不同的氣體
MIRO Analytical使用中紅外區(qū)域的直接激光吸收光譜技術(shù)，來監(jiān)測二氧化碳以及其他9種氣體,。中紅外直接激光吸收光譜由于具有較高的靈敏度和識別度,，是一種出色的二氧化碳監(jiān)測技術(shù)。它通過檢測分子的振動吸收譜線,，直接測量二氧化碳濃度,，以提供實時監(jiān)測功能和優(yōu)異的精度。該方法是非破壞性的,，覆蓋了廣泛的二氧化碳濃度動態(tài)范圍,，并且不容易受到其他氣體的干擾，因此適用于研究,、大氣和環(huán)境監(jiān)測以及工業(yè)領(lǐng)域中的各種應用,。此外，它還能進行同位素分析,，對于在復雜環(huán)境系統(tǒng)中追蹤碳源具有重要價值,。
6
立即詢價
您提交后,，專屬客服將第一時間為您服務