碳监测与温室气体监测技术
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天津西青
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作者朱卫东 主编 王导平、潘义、杨任 副主编 著
出版社化学工业出版社
ISBN9787122466167
出版时间2025-01
装帧平装
开本其他
定价298元
货号1203429231
上书时间2024-11-14
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作者简介
朱卫东，原南京分析仪器厂副厂长、总工程师，教授级高 级工程师，现任南京霍普斯科技有限公司顾问。曾任中国仪器仪表学会第五届理事，中国分析仪器学会第五届理事，现任中国仪器仪表学会分析仪器分会在线分析仪器专家组委员、中国仪器仪表行业协会在线分析仪器分会专家委员会副主任委员，《分析仪器》杂志第11届编委会委员。
从事分析仪器产品技术研究开发近六十年，1996年被国家机械工业部授予部级科技专家（分析仪器）证书，1998年荣获国务院特殊津贴，是国内分析仪器行业的资深专家。从业以来，先后从事热学、电化学、原子吸收光谱、工业色谱、工业质谱等分析仪器新产品技术开发，近年来从事在线气体分析系统及环境监测仪器系统技术开发，主要参与光谱、色谱等各类环境污染监测气体分析仪系统的技术开发与应用研究，重点关注碳监测与温室气体在线监测技术。出版专著：《在线分析系统工程技术》（化工出版社2014年出版，副主编）；《现代在线分析仪器技术与应用》（化工出版社2022年出版，主编）。
目录
第1章 “双碳”目标与碳监测的有关知识
1.1 温室气体减排与“双碳”目标001
1.1.1 温室气体、温室效应以及全球气候变暖的危害001
1.1.1.1 温室气体及温室气体升温效应001
1.1.1.2 温室效应及全球气候变暖的影响与危害002
1.1.1.3 温室气体监测的有关术语004
1.1.2 温室气体减排目标与碳达峰、碳中和006
1.1.2.1 IPCC与温室气体减排最重要的三个法律文件006
1.1.2.2 全球温室气体减排目标与碳达峰、碳中和007
1.1.3 中国“双碳”目标与“减污降碳协同增效”政策措施008
1.1.3.1 中国碳达峰、碳中和目标008
1.1.3.2 中国“双碳”目标实现的阶段要求009
1.1.3.3 “减污降碳协同增效”的政策措施010
1.2 碳监测、温室气体核算与碳监测管理011
1.2.1 碳监测的概念与温室气体监测的有关知识011
1.2.1.1 碳监测的概念与有关知识011
1.2.1.2 碳监测与温室气体监测的关系013
1.2.1.3 碳排放、碳排放总量控制与碳排放监测014
1.2.1.4 碳计量管理、碳排放权交易与碳足迹016
1.2.2 温室气体核算方法与温室气体排放清单编制019
1.2.2.1 温室气体核算方法019
1.2.2.2 温室气体核算技术与核算体系020
1.2.2.3 碳排放核算方法与温室气体排放清单的编制021
1.2.3 温室气体监测的应用领域及有关技术管理023
1.2.3.1 温室气体排放源监测023
1.2.3.2 大气环境温室气体浓度监测024
1.2.3.3 温室气体的碳汇监测与通量观测025
1.2.3.4 温室气体监测的有关技术管理025
1.2.4 碳监测管理与评估试点工作要点及其进展027
1.2.4.1 碳监测管理与评估试点工作要点027
1.2.4.2 碳监测评估试点工作的技术进展029
1.2.5 强化“双碳”标准计量体系建设030
第2章 温室气体监测技术及监测仪器技术总览
2.1 温室气体监测技术现状与发展033
2.1.1 常见温室气体的特性及其监测方法033
2.1.1.1 常见温室气体的特性033
2.1.1.2 常见温室气体浓度的监测方法035
2.1.2 温室气体自动监测技术应用与量值溯源037
2.1.2.1 温室气体自动监测技术的应用037
2.1.2.2 温室气体自动监测的数据信息应用040
2.1.2.3 温室气体监测的量值溯源040
2.1.2.4 温室气体监测与污染气体监测方法的比较041
2.1.3 国内外温室气体监测技术现状042
2.1.3.1 工业排放源监测技术现状042
2.1.3.2 大气环境温室气体浓度监测技术现状043
2.1.3.3 碳汇与碳通量监测技术现状047
2.2 温室气体监测仪器技术的应用研究049
2.2.1 国内外温室气体监测仪器技术的应用研究049
2.2.1.1 国外的应用研究049
2.2.1.2 国内的应用研究050
2.2.1.3 国内大气温室气体监测与遥感探测技术的应用研究051
2.2.1.4 国内外温室气体监测仪器技术应用051
2.2.2 用于温室气体监测的现代在线分析仪器技术052
2.2.2.1 用于温室气体监测的在线光谱分析仪器技术052
2.2.2.2 用于温室气体监测的在线气相色谱仪器技术056
2.2.3 用于温室气体监测的环境光学遥测仪器技术057
2.2.3.1 温室气体遥感探测技术057
2.2.3.2 “天空地”立体化监测仪器技术060
第3章 非分散红外气体分析仪监测技术
3.1 非分散红外气体分析仪监测技术概述063
3.1.1 常见温室气体的红外光谱及特性063
3.1.2 非分散红外气体分析仪的检测原理067
3.1.3 非分散红外气体分析仪的结构形式与关键部件068
3.1.3.1 结构形式068
3.1.3.2 光源与气室部件069
3.1.3.3 检测器与滤光器部件071
3.1.4 非分散红外气体分析仪的技术特点072
3.1.5 非分散红外温室气体分析仪器的技术分类073
3.1.6 非分散红外气体分析仪在温室气体监测中的应用概述074
3.2 非分散红外温室气体分析仪的产品技术与应用077
3.2.1 采用薄膜微音器的非分散红外温室气体分析仪077
3.2.2 采用微流量检测器的非分散红外温室气体分析仪078
3.2.2.1 微流量检测器技术078
3.2.2.2 国内外微流型红外温室气体分析仪079
3.2.3 采用滤波相关及多返池的非分散红外温室气体分析仪080
3.2.3.1 常规的滤波相关非分散红外气体分析仪检测技术080
3.2.3.2 滤波相关非分散红外气体分析仪的多组分气体检测技术082
3.2.3.3 GFC+长光程多返测量池的非分散红外气体检测技术082
3.2.3.4 IFC用于大气环境温室气体监测系统的技术及应用084
3.2.3.5 非分散红外温室气体吸收峰选择与抗干扰分析086
第4章 傅里叶变换红外光谱气体分析仪监测技术
4.1 傅里叶变换红外光谱气体分析仪监测技术概述089
4.1.1 FTIR气体分析仪的基本原理及测量方法089
4.1.1.1 概述089
4.1.1.2 FTIR在线光谱仪的基本原理090
4.1.1.3 FTIR在线光谱仪的测量方法与光谱反演091
4.1.2 FTIR气体分析仪的结构组成与关键部件095
4.1.2.1 FTIR气体分析仪的结构组成095
4.1.2.2 关键部件：气体测量池096
4.1.2.3 关键部件：迈克尔逊干涉仪098
4.1.3 FTIR气体分析仪的应用及技术分类099
4.1.3.1 FTIR在线分析仪在温室气体监测领域的应用099
4.1.3.2 FTIR分析仪的技术分类100
4.1.4 主动FTIR测量技术与被动FTIR测量技术101
4.1.4.1 主动FTIR测量技术101
4.1.4.2 被动FTIR测量技术102
4.2 傅里叶变换红外光谱气体监测系统技术与应用103
4.2.1 抽取式FTIR在线光谱气体分析系统监测技术与应用103
4.2.1.1 抽取式FTIR在线光谱气体分析系统技术103
4.2.1.2 用于固定源排放的抽取式FTIR测量系统的典型产品104
4.2.1.3 便携式FTIR测量系统技术与典型产品107
4.2.2 开放光路式FTIR气体分析系统监测技术与应用110
4.2.2.1 开放光路式FTIR的气体吸收测量与光学系统110
4.2.2.2 开放光路式FTIR监测系统的典型配置111
4.2.2.3 开放光路式FTIR监测系统的典型产品与应用112
4.2.3 被动式FTIR在线光谱技术在温室气体遥测领域的应用115
第5章 半导体激光吸收光谱仪气体监测技术
5.1 半导体激光吸收光谱仪气体监测技术概述120
5.1.1 半导体激光吸收光谱分析的测量原理与测量技术121
5.1.1.1 半导体激光吸收光谱分析的测量原理121
5.1.1.2 激光吸收光谱分析的测量技术122
5.1.1.3 TDLAS测量技术124
5.1.1.4 长光程测量池技术与激光多组分测量技术125
5.1.2 可调谐半导体激光吸收光谱仪测量系统组成126
5.1.3 可调谐半导体激光吸收光谱仪的关键部件131
5.1.3.1 激光光源131
5.1.3.2 气体测量池134
5.1.3.3 红外探测器135
5.1.4 半导体激光吸收光谱仪的技术分类137
5.1.5 半导体激光吸收光谱仪在温室气体监测中的应用140
5.2 半导体激光吸收光谱仪在温室气体监测中的技术应用141
5.2.1 近红外半导体激光吸收光谱仪在温室气体监测中的技术应用141
5.2.1.1 近红外激光吸收光谱仪在温室气体监测中的应用与研究141
5.2.1.2 近红外区温室气体CO2与CH4吸收谱线的选择141
5.2.1.3 一种用于测量大气中温室气体CH4的激光测量装置143
5.2.1.4 一种多次反射的直接吸收光谱法测量CO2的激光测量装置144
5.2.2 中红外半导体激光光谱仪在温室气体监测中的技术应用145
5.2.2.1 中红外半导体激光光谱分析技术概述145
5.2.2.2 QCL中红外光谱的温室气体检测技术147
5.2.2.3 NIR+MIR激光测量的多组分气体监测技术150
5.2.3 开放光路式半导体激光光谱仪在温室气体监测中的技术应用153
5.2.4 便携式及遥测式激光光谱仪在温室气体监测中的技术应用156
5.2.4.1 便携式激光光谱仪在温室气体监测中的技术应用156
5.2.4.2 遥测式激光光谱仪在温室气体监测中的技术应用156
第6章 腔衰荡吸收光谱法气体监测技术
6.1 腔衰荡吸收光谱法气体监测技术概述159
6.1.1 腔衰荡吸收光谱法气体监测技术研究进展161
6.1.2 腔衰荡吸收光谱法气体监测技术的测量原理162
6.1.2.1 基本原理162
6.1.2.2 气体浓度反演技术164
6.1.3 腔衰荡吸收光谱法气体监测的技术分类165
6.1.3.1 按光源分类的CRDS技术165
6.1.3.2 按光学腔结构分类的CRDS技术168
6.1.3.3 按频率匹配调制方法分类的CRDS技术170
6.1.4 腔衰荡光谱法气体监测仪器的基本组成与关键部件171
6.1.4.1 基本组成171
6.1.4.2 关键部件172
6.1.5 典型的连续型腔衰荡吸收光谱监测仪器技术177
6.1.5.1 锁定激光扫描腔长的连续波腔衰荡光谱仪器技术178
6.1.5.2 稳频激光器动态锁定腔长的连续波腔衰荡光谱仪器技术179
6.1.5.3 其他连续波腔衰荡光谱仪器技术180
6.2 腔衰荡吸收光谱法温室气体监测系统技术与应用181
6.2.1 腔衰荡吸收光谱监测技术应用概述181
6.2.2 腔衰荡吸收光谱温室气体监测仪器典型产品182
6.2.2.1 国外典型产品182
6.2.2.2 国内典型产品186
6.2.3 用于温室气体监测的腔衰荡吸收光谱监测系统技术188
6.2.3.1 CRDS温室气体监测系统组成及配置要求188
6.2.3.2 CRDS温室气体监测系统的采样系统及除水技术188
6.2.3.3 CRDS温室气体光谱监测系统质控及量值溯源189
6.2.3.4 国外温室气体自动监测站的典型组成190
6.2.4 腔衰荡吸收光谱法用于温室气体CO2、CH4、N2O监测的典型案例190
6.2.4.1 CRDS在大气环境温室气体监测站应用的典型案例190
6.2.4.2 CRDS用于温室气体走航监测的应用案例192
第7章 腔增强吸收光谱法与离轴积分腔输出光谱法气体监测技术
7.1 腔增强吸收光谱法气体监测技术194
7.1.1 腔增强吸收光谱法气体监测技术概述194
7.1.2 腔增强吸收光谱法的检测原理195
7.1.3 腔增强吸收光谱法的技术分类196
7.1.3.1 技术分类概述196
7.1.3.2 技术分类197
7.1.4 腔增强吸收光谱技术研究进展198
7.1.4.1 非相干宽带腔增强吸收光谱技术研究进展198
7.1.4.2 光反馈腔增强吸收光谱技术研究进展201
7.1.5 腔增强吸收光谱法监测系统的基本组成与关键部件203
7.1.5.1 腔增强吸收光谱法监测系统的基本组成203
7.1.5.2 IBB-CEAS的关键部件204
7.1.6 腔增强吸收光谱法监测技术的应用与典型产品206
7.1.6.1 CEAS技术在大气环境监测中的应用206
7.1.6.2 用于大气环境监测的OF-CEAS典型产品207
7.2 离轴积分腔输出光谱法气体监测技术209
7.2.1 离轴积分腔输出光谱法技术简介209
7.2.2 离轴积分腔输出光谱法技术原理与结构模式210
7.2.2.1 技术原理210
7.2.2.2 OA-ICOS的技术分析212
7.2.2.3 OA-ICOS的结构模式214
7.2.3 离轴积分腔输出光谱法气体监测技术研究进展216
7.2.3.1 国外OA-ICOS技术研究进展216
7.2.3.2 国内OA-ICOS技术研究进展217
7.2.4 离轴积分腔输出光谱监测系统的光学谐振腔及有关设计技术219
7.2.4.1 OA-ICOS的光学谐振腔219
7.2.4.2 OA-ICOS提高积分腔灵敏度的方法221
7.2.4.3 OA-ICOS的激光光源与封闭路径的气室设计221
7.2.5 离轴积分腔输出光谱监测系统应用实例与典型产品221
7.2.5.1 OA-ICOS监测系统应用实例221
7.2.5.2 国内外典型商业化产品与应用223
7.2.5.3 OA-ICOS高精度温室气体监测项目的典型应用案例226
第8章 光声光谱、差分光谱及MEMS光学传感器气体监测技术
8.1 光声光谱法监测技术及其在温室气体监测中的应用228
8.1.1 光声光谱法技术原理及其在温室气体监测中的应用228
8.1.1.1 国内外光声光谱法监测技术的发展228
8.1.1.2 光声光谱法的测量原理229
8.1.1.3 光声光谱的技术特点231
8.1.1.4 光声光谱法监测技术在温室气体监测中的应用232
8.1.2 光声光谱法测量系统的组成与便携式仪器技术232
8.1.2.1 光声光谱气体测量系统的组成及典型产品232
8.1.2.2 便携式光声光谱法多组分气体分析仪的组成234
8.1.2.3 光声光谱法温室气体通量在线观测系统235
8.1.3 光声光谱法温室气体分析系统的关键部件236
8.1.3.1 光源236
8.1.3.2 光声测量池238
8.1.3.3 光声转换器239
8.2 差分吸收光谱及差分激光雷达在温室气体监测中的应用241
8.2.1 差分吸收光谱监测技术及其在温室气体监测中的算法应用241
8.2.1.1 差分光学吸收光谱监测技术241
8.2.1.2 DOAS系统在温室气体监测中的算法应用242
8.2.2 开放光路式差分吸收光谱测量系统及几种典型结构244
8.2.2.1 开放光路式差分吸收光谱法测量系统244
8.2.2.2 地基多轴差分光学吸收光谱遥测系统245
8.2.2.3 典型的利用直射太阳光谱检测大气CO2垂直柱浓度的实验装置246
8.2.2.4 车载差分光学吸收光谱遥测系统247
8.2.2.5 便携式差分光学吸收光谱多组分气体测量系统247
8.2.3 差分吸收激光雷达及其在大气环境温室气体遥测中的技术应用248
8.2.3.1 差分吸收激光雷达技术248
8.2.3.2 差分吸收激光雷达的基本原理及典型应用250
8.3 智能化MEMS传感器及其他气体传感器在温室气体监测中的应用251
8.3.1 MEMS传感器技术及其在温室气体监测中的应用251
8.3.1.1 MEMS传感器技术251
8.3.1.2 国内外MEMS气体传感器技术研究进展252
8.3.2 其他气体传感器技术及其应用254
8.3.2.1 光学气体传感器技术与半导体气体传感器技术简介254
8.3.2.2 典型的光学气体传感器255
8.3.2.3 半导体气体传感器261
8.3.3 MEMS气体传感器及其他光学气体传感器的发展展望262
8.3.3.1 MEMS及光学传感器技术发展展望262
8.3.3.2 光学气体传感器技术发展展望263
第9章 在线气相色谱气体监测技术
9.1 用于温室气体监测的气相色谱检测技术264
9.1.1 气相色谱仪检测技术概述264
9.1.2 在线气相色谱仪常用检测器266
9.1.3 在线气相色谱仪的色谱柱切换技术、常用阀组件与富集解析技术272
9.1.3.1 色谱柱切换技术272
9.1.3.2 常用阀组件274
9.1.3.3 富集解析技术276
9.1.4 在线气相色谱仪的电子控制、检测信息采集与数据处理技术277
9.1.4.1 电子控制277
9.1.4.2 温度控制278
9.1.4.3 压力控制281
9.1.4.4 检测信息采集与数据处理283
9.1.5 温室气体在线气相色谱监测技术方案286
9.2 在线气相色谱仪系统在大气环境温室气体监测中的应用290
9.2.1 在线气相色谱仪系统的基本组成290
9.2.2 在线气相色谱仪系统的分析流程、取样处理及辅助设备291
9.2.2.1 在线气相色谱仪系统的分析流程与取样处理技术291
9.2.2.2 在线气相色谱仪系统的常用辅助设备295
9.2.3 在线气相色谱仪系统在大气环境温室气体监测中的应用296
9.2.3.1 城市大气环境温室气体在线色谱仪监测系统的典型应用296
9.2.3.2 城市工业园区温室气体在线色谱观测系统的典型案例300
9.2.4 微型色谱监测系统与便携式色谱仪在温室气体监测中的应用302
9.2.4.1 温室气体网格化监测及微型色谱监测系统302
9.2.4.2 便携式气相色谱仪的应用与设计技术304
9.2.4.3 便携式气相色谱仪在大气环境温室气体监测中的应用305
9.2.4.4 便携式气相色谱仪的典型产品案例306
第10章 痕量温室气体及消耗臭氧层物质的在线监测技术
10.1 用于痕量温室气体监测的色谱-质谱联用技术307
10.1.1 痕量温室气体监测的对象及标准307
10.1.2 气相色谱-质谱联用技术简介309
10.1.3 痕量温室气体监测的样品前处理技术310
10.1.4 色谱-质谱联用技术在痕量温室气体监测中的应用312
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