Aerodyne 可以做什么? 墨西哥灣百個(gè)近海油氣平臺(tái)的甲烷排放船載測(cè)量

原文以Methane Emissions from Offshore Oil and Gas Platforms in the Gulf of Mexico為標(biāo)題發(fā)表在2020年的《Environmental Science & Technology》上。

本文介紹了墨西哥灣近海油氣平臺(tái)順風(fēng)向的船載測(cè)量值。 在2018年2月12日至2018年2月22日之間在德克薩斯州和路易斯安那州沿海進(jìn)行了測(cè)量。對(duì)甲烷（CH₄）,乙烷（C₂H₆）,甲烷的碳十三(δ¹³CH₄)和氘同位素(CH₃-D)以及數(shù)種燃燒示蹤劑進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。 使用高斯反演方法估算了103個(gè)近海站點(diǎn)的甲烷排放率。

圖一 墨西哥灣百個(gè)近海油氣平臺(tái)的甲烷排放船載測(cè)量

來自Aerodyne Research，Inc.的三臺(tái)可調(diào)紅外激光直接吸收光譜（TILDAS）痕量氣體監(jiān)測(cè)儀用于執(zhí)行環(huán)境空氣的氣相測(cè)量。雙激光TILDAS儀器配有定制的400m多程吸收池，可測(cè)量甲烷（CH₄）及其碳和氘同位素。兩臺(tái)單激光miniTILDAS儀器測(cè)量：1.一氧化二氮，一氧化碳和水（N₂O，CO和H₂O）。2.乙烷（C₂H₆）以及多余的CH₄和H₂O。 TILDAS儀器的工作壓力為30至50托。Aerodyne腔衰減相移光譜儀（CAPS-NO₂）用于測(cè)量二氧化氮（NO₂）。

進(jìn)樣口安裝在該船只的桅桿的中部，最終高度為水面上方10 m，通過一條10 m長的1/2英寸特富龍進(jìn)氣管線連接到該船只的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的分析儀上。通過顆粒過濾器和真空泵（Agilent TriScroll TM 600）抽取每分鐘7.8標(biāo)準(zhǔn)升的空氣，以便在環(huán)境濕度水平下連續(xù)采樣室外空氣。 每隔15分鐘進(jìn)行零氣過吹，用來經(jīng)行TILDAS儀器背景光譜校準(zhǔn)，并檢查了其他儀器的零值。

圖二 甲烷的同位素源特征（δ¹³C和δD）與乙烷/甲烷比率之間的關(guān)系

圖三 乙烷的背景足跡分析結(jié)果   

結(jié)果表明：

（1）在各個(gè)位點(diǎn)之間觀察到排放成分的顯著變化，典型的乙烷/甲烷比率約為5.3％，δ¹³CH₄的(CH₃-D)同位素組成分別約為-40和-240‰。

（2）甲烷排放速率范圍從0到190 kg / h，估計(jì)的置信限為95％，系數(shù)為10。

（3）觀察到的分布是傾斜的，前兩個(gè)排放源占所有采樣點(diǎn)甲烷排放總量的20％。

參考文獻(xiàn): 

Yacovitch, T. I.; Daube, C.; Herndon, S. C., Methane Emissions from Offshore Oil and Gas Platforms in the Gulf of Mexico. Environ. Sci. Technol. 2020. 54 3530