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谷歌街景车正在绘制甲烷泄漏地图

发现移动甲烷传感器,正在转变城市甲烷泄漏监测,以有效应对温室气体排放。

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一些谷歌街景汽车已特别配备了甲烷分析仪,用于检测天然气管道中的甲烷泄漏。图片来源:环保基金会

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对构成安全隐患的天然气管道泄漏会迅速处理。但对于那些太小而不会构成威胁的泄漏呢?这些微小的泄漏常常被忽视,但它们集体释放出大量的甲烷,而甲烷是一种比二氧化碳强84倍的温室气体。然而,得益于科罗拉多州立大学、北科罗拉多大学和保护科学伙伴关系的研究人员——他们与环保基金会合作——一小部分谷歌街景汽车正在变成移动甲烷传感器,用于监测那些未被关注的泄漏。

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甲烷测量的移动整合

首席研究员乔·冯·费舍尔(Joe von Fischer)是一位受过生物学训练的研究员,他十年前最初购买了一台激光光谱仪,可以扫描红外光下不可见的がす。直到有一天,他决定把它放在车里,在科林斯堡(Fort Collins)转悠。他用他改装的甲烷传感器移动设备发现了一个当地的甲烷泄漏。“与此同时,谷歌对在他们的车辆中安装一些新的甲烷分析仪类似物感兴趣,而环保基金会则对甲烷感兴趣,因为它量化不足,”冯·费舍尔说。理所当然,他被指派负责这个项目。自那时以来,他们的合作已让配备传感器的街景汽车绘制了美国14个城市道路下管道的甲烷泄漏图,并将数据作为城市地图在线公开。该倡议甚至促使一家新泽西公用事业公司委托对其燃气管线进行9.05亿美元的升级。

在周三发表于《环境科学与技术》(Environmental Science and Technology)杂志上的一篇论文中,研究人员公布了他们的研究结果。事实证明,这个项目比表面看起来更困难。“听起来很简单,对吧?”冯·费舍尔问道。“你每分钟要处理2000个数据点。你有GPS数据。你有仪器质量数据。你有甲烷浓度……在每个时间点都会生成30到40个数据字段,每秒有两个时间点。”

乔·冯·费舍尔(Joe von Fischer)和项目中使用的甲烷传感器。(图片来源:科罗拉多州立大学)

科罗拉多州立大学

他们利用算法来分析冯·费舍尔称之为“垃圾场”的数据,排除了高速行驶时收集到的测量数据,因为这可能会扭曲数据。超出160米的高读数也被排除,因为它们很可能是由垃圾填埋场或天然甲烷源的干扰造成的。

甲烷沉积物的像素化图像

研究人员发现,拥有老旧管道基础设施的城市,如波士顿、斯塔滕岛和锡拉丘兹,这些城市使用了铸铁或裸钢等易腐蚀的材料,其甲烷泄漏量是采用先进管道更换计划(APRP)更新燃气管线的城市的25倍——峰值达到每分钟每公里2升甲烷。当然,他们的技术不能替代航空甲烷测量,也不是为了给出甲烷排放量的绝对测量值。事实上,他们指出,汽车收集的数据是保守的,即使经过五次通行,他们的传感器仍然存在误差范围,甲烷测量值低估了24%,或高估了32%。然而,分析背景甲烷的变异性可以生成一个关于泄漏源的像素化视图。在冯·费舍尔指出更容易解决甲烷泄漏问题的城市,更好的数据可以激励对燃气管线进行现代化改造并降低排放。

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