Обозначенную здесь как водовод

разделе 4 вспомогательной информации 1.
Они показали, что неопределенность средней эмиссии уменьшается с увеличением
числа наблюдений, т. е. достоверных интервалов эмиссии. Поскольку участки в
настоящем исследовании демонстрируют сходные характеристики в отношении
топографии и микрометеорологических условий, как и место, использованное
Bühler et
al. (2021) ,
и поскольку использовались одни и те же устройства GasFinder, их функция
определения неопределенности была применена к данным настоящего исследования.
Полученная случайная неопределенность варьировалась от 14% до 21%. Однако сайты
в настоящем исследовании демонстрируют дополнительные (систематические)
неопределенности из-за внешних источников и подхода EWS.
4.1. Очистные сооружения сточных вод
Бюлер и др. (2021)
провели анализ неопределенности кампании измерений с помощью
IDM в экспериментальном помещении для дойных коров.
и 420 г ПЭ-
4. Обсуждение
3.3. Оценка неопределенности
Первичный
осветлитель
2,62
3,23
нет данных
2,22
9%
] (с поправкой на внешние источники)
+26%
+1%
N допустимых значений
0%
310
нет данных
ТЭЦ
М. Бюлер и соавт.
0,44
0%
Осадок
перелива
0,35
0,82
Увеличение wi в
4 раза
0%
нет данных
Песчаная ловушка
0,57
+2%
+2%
91%
+2%
0%
хранилище
биогаза
БГП-1.1
Источник
первичный
шлам
Среднее [кг ч-
Вход
0%
0,60
+1%
78
3%
0%
91%
+9%
0%
2,61
+1%
0%
нет данных
нет данных
81%
SD [кг ч-
БГП-1.2
Воздушный шар для
КОС-2
14%
1,93
4%
0%
+4%
+1%
3%
0%
0,50
0,94
143
Загуститель для
0%
121
КОС-1
нет данных
0%
0,44
БГП-2.1а
82%
Уменьшение wi в
4 раза
Супернатанты
] (без поправки на внешние источники)
6%
нет данных
]
нет данных
0%
2%
0,39
3%
132
0%
СБР
Резервуары для
хранения шлама
Увеличение wi в
4 раза
4%
Среднее [кг ч-
Вторичный
осветлитель
+7%
нет данных
77%
БГП-2.2а
нет данных
0%
0,41
0,37
+13%
0%
БГП-3
Дигестор + ТЭЦ
Медиана [кг ч-
Уменьшение wi в
4 раза
нет данных
2,95
Резервуары
с активным илом
нет данных
3,69
2,83
1%
нет данных
] (с поправкой на внешние источники)
3%
Потеря данных
0%
Дигестер
0,49
Нет
данных
+17% +11%
1
1
1
1
1
1
у-
у-
у-
1
у-
1
у-
1
1
а
1
1
1
1
1
1
1
Атмосферная среда: Х 13 (2022) 100161
8
Этот источник не существует на соответствующей станции очистки сточных вод.
) и
Таблица
5 Результаты анализа чувствительности. Процентное изменение общих выбросов
СОСВ, если указанный wi одного источника увеличивается или уменьшается в 4 раза. NA =
Рис. 5. Выбросы CH4 от трех разных BGP. Для BGP-1 и BGP-2 — выбросы двух
кампаний. Красными звездочками отмечены выбросы, которые превышают 10 кг
·ч– BGP-2.2 (13,48, 21,65, 35,97 кг· ч– при отличных от нормальных рабочих
условиях (OTNOC)). ссылка на веб-версию этой статьи.)
. Есть три выброса для BGP-2.1 (10,77, 11,26, 11,93 кг ·ч–
). Проведены измерения BGP-2*
Таблица
6. Сводка выбросов CH4 BGP-1, BGP-2 и BGP-3 (данные для BGP-4 не показаны; см. раздел
4.3.1).
Измерения при отличных от нормальных рабочих условиях (OTNOC) из-за повреждения мембраны ферментера.
Machine Translated by Google

---

М. Бюлер и соавт.
Рис. 6. Взаимосвязь между выбросами CH4 (подход EWS)
и перемешиванием шламонакопителей и сжиганием шлама
на очистных сооружениях-1 и очистных сооружениях-2.
Красные вертикальные полосы показывают время работы
мешалки одного или обоих резервуаров. Зеленые
вертикальные полосы указывают на периоды вспышек.
Выбросы CH4 даны как 30-минутные интервалы. Для
КОС-2 известно только время начала перемешивания
и принято время работы 30 мин. Серые пунктирные
вертикальные линии обозначают начало и конец
измерительной кампании. (Для интерпретации ссылок
на цвет в легенде к этому рисунку читатель
отсылается к веб-версии этой статьи.)
9
Атмосферная среда: Х 13 (2022) 100161
СОСВ важны. Для анализа чувствительности мы ожидали, что изменение выбросов
источников с самой высокой заданной плотностью выбросов вызовет наибольшее
изменение общих выбросов очистных сооружений.
Остается вопрос, необходимы ли указанные относительные плотности выбросов
для комбинации источников или можно использовать более простой подход.
Основываясь на двух наших примерах, мы рекомендуем подход EWS для таких
источников, как очистные сооружения. Дополнительные данные о выбросах из
отдельных источников на очистных сооружениях будут доступны в будущем, что
может повысить точность подхода EWS.
4.1.3. Взаимосвязь между интенсивностью выбросов и работой на очистных сооружениях
которые расположены ближе к пути измерения по ветру, как правило, имеют более
высокую чувствительность, чем те, которые расположены дальше. Но если wi этих
источников низкий, то и чувствительность у них низкая. Применимость этих
результатов к другим местам необходимо исследовать в дальнейших исследованиях,
поскольку дополнительные факторы, такие как положение газоанализаторов,
преобладающее направление ветра или другие микрометеорологические параметры,
также могут влиять на результирующие данные о выбросах.
Это имело место на обеих очистных сооружениях. Однако на КОС-2 общие выбросы
станции не чувствительны к изменению заданного wi резервуара для хранения шлама
со вторым по величине заданным выбросом. Анализ чувствительности метода EWS,
проведенный в настоящем исследовании, показывает, что сочетание местоположения
источника в комплексе источников, расстояния между источником выбросов и путем
измерения, измерений концентрации и заданной плотности выбросов (wi), определить
чувствительность. Источники, находящиеся скорее на краю очагового комплекса,
обладают большей чувствительностью, чем источники в его середине. Источники
Основная проблема комбинации источников заключается в том, что необходимо
знать отношения wi заданных выбросов между отдельными источниками. Поскольку
обычно с помощью IDM невозможно прямое измерение отдельного источника, эти
отношения оцениваются на основе доступных литературных данных, которые все еще
немногочисленны и могут быть неопределенными. Кроме того, данные необходимо
масштабировать на сайт. Для масштабирования мы по возможности использовали PE.
Этот параметр может вносить дополнительную неопределенность, поскольку он
зависит от точности измерения притока на очистных сооружениях и содержания ХПК
в сточных водах. Для метантенка и баллона для хранения биогаза мы сделали свои
предположения. Несмотря на эти проблемы, сравнение в разделе
4.1.1
с литературой
показало, что полученные результаты являются разумными.
Выбросы отдельных интервалов измерений варьировались в большом диапазоне
(рис.
6). Изменчивость может быть связана с колебаниями газовыделения на очистных
сооружениях и/или из-за различных микрометеорологических условий. В нескольких
исследованиях сообщается об эволюции выбросов CH4, характеризующейся высоким
побочным выбросом газа из хранилища навозной жижи (т. е. вскипанием;
(Kaharabata et
al., 1998; Bald´e et al., 2016).
Они показали большую изменчивость выбросов газа с или
без резервуары для хранения.Вероятно, что резервуары для хранения шлама, которые
вносят большую долю выбросов на исследованных очистных сооружениях,
демонстрируют характеристики изменчивости выбросов, которые аналогичны
характеристикам
Другой причиной различий между тремя подходами для двух КОС может быть
общий размер территории КОС. КОС-1 (21 803 м2 ) примерно в три раза больше, чем КОС-2
(7 354 м2 ), и, следовательно, расстояние между различными источниками больше.
Для КОС-1 подход EHD имел самые высокие выбросы, а подход EWS – самые низкие.
ранее.
Для КОС-2 разница в общих выбросах между подходами ЭЦН и ЭГД и подходом ЭВС
составляла 2% и, таким образом, не имела большого значения. Но для КОС-1 различия
были больше. Общие выбросы CH4 при использовании ЭСП и ЭГД были выше на 23 % и 43 %
соответственно, чем при использовании EWS.
Более высокие различия между различными подходами в КОС-1 по сравнению с
КОС-2 также отражаются в простом анализе чувствительности. Для КОС-1 изменение
wi резервуаров для хранения осадка в четыре раза привело к максимальному изменению
выбросов на 26 %, тогда как для КОС-2 максимальное изменение, вызванное одним
источником, составило 9 %. Это показывает, что достоверные литературные данные
об отдельных источниках в пределах
Это можно объяснить механизмом подхода СРП: шламонакопители (№ 11 на
рис.
1А)
расположены в северном углу КОС-1. К юго-западу от резервуаров для хранения шлама
находится большая пустая зона, включенная в полигон для подхода ЭЦН. Для этого
подхода эта конфигурация придает больший «вес» северной части СОСВ по сравнению
с подходом EHD, но меньше, чем для подхода EWS. Таким образом, выбросы при
подходе ESP находятся между двумя другими подходами.
4.1.2. Объединение нескольких источников
Machine Translated by Google

---

М. Бюлер и соавт.
1
1
10
Атмосферная среда: Х 13 (2022) 100161
Для КОС-2 численные данные были недоступны, поэтому мы использовали
визуальный анализ изображений волнения и факельного сжигания, полученных от
операционной системы КОС. Перемешивание навозохранилища в основном происходило
в течение периода продолжительностью менее 1 часа между 8:00 и 12:00 утра. На
рис.
6
показано совпадение периодов взбалтывания шламонакопителя и сжигания в
факелах с пиками выбросов в некоторых случаях.
¨
Наблюдаемая изменчивость указывает на то, что для надежной оценки
выбросов требуются кампании измерений достаточной продолжительности. Исходя
из нашего опыта, мы рекомендуем проводить измерения более 10 дней подряд
(Bühler
et al., 2021)
не только для обеспечения сбора данных при различных
микрометеорологических условиях и четкого суточного цикла, но и для
компенсации возможной потери данных более чем на 60 %. .
Мешалка работала в среднем на мощности 70 %, а газовая горелка на 10 %, что
свидетельствует об относительно низком влиянии на газовыделение.
резервуары для хранения навозной жижи на животноводческих фермах. Наблюдаемая
здесь временная изменчивость выбросов CH4 находится в пределах диапазона,
наблюдаемого в предыдущих исследованиях, например, проведенных на фермах
(Flesch
et al., 2005).
Мы исследовали взаимосвязь между более чем 100 параметрами
действующей системы и выбросами CH4 на КОС-1. Выбрав те, которые связаны с
деятельностью, потенциально влияющей на газовыделение CH4, мы определили
несколько параметров, связанных с обработкой осадка, которые совпали с пиками
выбросов. На
рис. 6
показано совпадение периодов перемешивания ила в одном или
обоих резервуарах-хранилищах и пиков выбросов CH4. Другими параметрами, имеющими
взаимосвязь, являются, например, уровень заполнения резервуара для хранения шлама
или удаление шлама из резервуара (не показано).
Информация о других потенциально значительных источниках выбросов,
таких как утечки, например, разрывы клапанов сброса давления
(Reinelt et al., 2017;
Nisbet et al., 2020),
может играть роль в общих выбросах на обоих исследованных
предприятиях, но не могут быть специально получены в настоящем исследовании.
Параметры, относящиеся к энергетической линии (например, сжигание в факелах, объем
резервуара для хранения биогаза), не совпадали с пиками выбросов CH4.
Еще одной причиной утреннего пика могут быть выбросы CH4 из канализационной
системы. CH4 накапливается в отложениях и в биопленке канализационной системы
(Mannina et al., 2018),
где производство CH4 выше при более длительном времени
удержания сточных вод в канализационной системе
(Guisasola et al., 2008).
Ночью
сток в очистные сооружения был небольшим, и, таким образом, CH4 мог накопиться в
канализационной системе, которая затем была сброшена утром, что привело к пику
выбросов. Ночью на очистных сооружениях не велась операционная деятельность,
поэтому выбросы были низкими.
4.1.4. Распределение источников
В модели bLS невозможно провести различие между отдельными источниками
внутри комплекса источников. Поэтому мы оценили возможность распределения
источников на основе литературных данных. Литературные данные о выбросах CH4 из
резервуаров для хранения осадка отсутствовали.
Выбросы CH4 на обеих очистных сооружениях демонстрировали суточный цикл с
максимумом примерно в 9:00 и вторым, меньшим пиком во второй половине дня
(рис.
4).
Поскольку картина не относится к очистным сооружениям, мы предлагаем совпадение
с эксплуатационной деятельностью на очистных сооружениях, а не с
микрометеорологическими условиями. Утренний пик частично связан с перемешиванием
резервуара для хранения шлама, хотя это происходит не каждый день.
4.1.5. Расчетные выбросы ниже нуля
Либетрау и др. (2013)
обнаружили выбросы от ТЭЦ в диапазоне от 0,04% до 3,28% (в
среднем: 1,74%) от используемого CH4 на BGP. Принципиально одна и та же
технология используется для ТЭЦ на очистных сооружениях, и можно предположить,
что потери CH4 на БВП и очистных сооружениях аналогичны. Мы использовали
среднее значение 1,74% от
Liebetrau et al. (2013)
производства газа и данные о
производстве газа из
Таблицы
1. Это дает выбросы CH4 от ТЭЦ в размере 3 493 кг
CH4 y для КОС-1 и КОС-2, соответственно. Это соответствует доле по отношению
к общим выбросам
КОС 48% и 35% для КОС-1 и КОС-2 соответственно. Выбросы из шламонакопителей и
ТЭЦ вместе взятые составляют 96 % и 48 % от общих выбросов станции для КОС-1 и
КОС-2 соответственно, что находится в диапазоне значений для шламопровода,
приведенных в литературе для КОС-2. 1 на верхнем и КОС-2 на нижнем конце. Таким
образом, мы предполагаем, что выбросы от ТЭЦ на КОС-1 находятся скорее в нижнем
диапазоне значений, указанных в
Liebetrau et al. (2013)
для ТЭЦ и наоборот для
КОС-2. Более высокий вклад утечек ТЭЦ для последнего подтверждается меньшим
влиянием перемешивания шламохранилища на выбросы CH4 и меньшей изменчивостью
часовых выбросов
(рис.
6). Это предполагает непрерывный поток CH4, который
выравнивает пики выбросов из-за операций на линии шлама и энергии. С учетом
вышеприведенных допущений в отношении утечек из ТЭЦ вклад шламопровода в
общие выбросы СН4 на очистных сооружениях на обеих станциях будет составлять 60–
80%, что мы считаем правдоподобным.
Из-за схожести экскрементов человека и свиньи (и человек, и свинья имеют
однокамерный желудок), были использованы данные о хранении навозной жижи свиней
(Kupper et al., 2020)
с поправкой на более низкий потенциал метанизации при
анаэробном
сбраживании (VanderZaag et al., 2018).
в качестве косвенного показателя
выбросов от хранимого осадка сточных вод. На основании этих данных оценочная
доля выбросов CH4 из резервуаров для хранения шлама составила 48% и 13% от общих
выбросов для КОС-1 и КОС-2 соответственно.
Результаты КОС-1 совпадают с выводами из литературы
(STOWA, 2010; Daelman et al.,
2012; Delre et al., 2017; Samuelsson et al., 2018) ,
которые предполагают, что
шламопровод является основным источником CH4. КОС-2 имеет существенно более
низкое значение. Учитывая, что гораздо более высокая доля выбросов для
водопровода неправдоподобна, мы предполагаем, что имели место другие источники,
такие как утечки из метантенков, газовых труб или ТЭЦ.
4.2. Биогазовые установки
Выбросы ниже нуля имеют место, если после обработки потенциальных внешних
источников, мешающих любому измерению концентрации, концентрация на ветру
выше, чем концентрация на ветру. Эти отрицательные выбросы обусловлены
исключительно расчетами, и их не следует понимать как осаждение CH4. Для КОС-1
12% выбросов были ниже нуля (49 интервалов). Большинство интервалов (33)
приходились на периоды времени 29 сентября 2019 г. 14:00 – 29 сентября 2019 г. 23:00
и 8 октября 2019 г. 22:00 – 10 октября 2019 г. 08:00. Появление неизвестного внешнего
источника, излучающего и искажающего концентрацию против ветра в эти периоды
времени, маловероятно. Мы также проанализировали все параметры фильтрации и не
нашли причин для исключения этих периодов.
Для всех БГП, кроме БГП-2.2, измерения выбросов проводились только для одного
сектора направления ветра
(табл .
3). Для BGP-2.2 были возможны измерения с двумя
преобладающими направлениями ветра, поскольку мы разместили GasFinder на юго-
западной стороне дальше, чем для BGP-2.1
(рис.
2). Причинами только одного
общего направления ветра на других BGP были либо топография, окружающие источники,
либо отсутствие ветра более чем с одного направления, которое соответствовало
бы критериям фильтра.
Согласно
Хани и соавт. (2021),
отрицательные выбросы могут возникать по
статистическим причинам из-за небольшой разницы концентраций между
измерениями с наветренной стороны и с подветренной стороны. Они описывают диапазон
погрешности используемых газоанализаторов от 2,1 ppm-m до 10,6 ppm-m и
сообщают о дрейфах и скачках в измерениях концентрации, которые могут быть
неотличимы от реальных колебаний концентрации без внешнего эталонного
устройства. Такие скачки или дрейфы могут привести к систематическим ошибкам.
Относительные летучие выбросы CH4 от BGP в настоящем исследовании были ниже
5% производства CH4 заводами. Это согласуется с литературными данными,
основанными на измерениях с помощью ИДМ и GasFinder-2 из
Поскольку у нас не было второго GasFinder или другого измерительного
устройства, расположенного с наветренной стороны, мы не смогли проверить, повлиял
ли на наветренный датчик какой-либо внешний источник CH4 или возникли проблемы
с GasFinder. Тем не менее, мы решили сохранить эти два периода в наборе данных,
поскольку удаление или исключение таких рассчитанных отрицательных выбросов
может непреднамеренно увеличить выбросы измеряемого источника: без этих двух
периодов выбросы CH4 на КОС-1 были бы выше на 14 %.
и 1 862 кг CH4 y
Machine Translated by Google

---

М. Бюлер и соавт.
Атмосферная среда: Х 13 (2022) 100161
11
В отличие от очистных сооружений, мы использовали подход ESP для BGP в
расчетах модели bLS. Это разумно, так как размеры
Источники CH4 за пределами очистных сооружений или BGP, встречающиеся на
всех объектах и искажающие измерения концентрации, могут быть скорректированы.
Чем больше расстояние между этими источниками и трассами GasFinder, тем точнее
получаемые результаты. Самой большой проблемой были выбросы от пастбищного
скота, особенно если они находились близко к путям измерения. Это было одной из
причин неудачных измерений на БГП 4. На этом участке паслось около 90 молочных
коров и 25 телок на пастбищах вокруг БГП, включая пастбище, где были установлены
газоанализаторы. Предположение об однородности выбросов с такой большой
площади сильно отличалось от реальности и, таким образом, приводило к явно
ошибочным результатам расчетов по модели bLS. Влияние внешних источников
очень сильно зависело от их положения относительно направления ветра и мест
проведения измерений. Для КОС-1 и КОС-2 выбросы без поправки на внешний источник
были бы выше на 27% и ниже на 4% соответственно. Средние выбросы BGP-1.1 и BGP-1.2
без коррекции внешних источников будут
полигона БГП в 1,5–4,8 раза меньше, чем у КОС-2, что показало лишь небольшие
различия <2% между различными подходами. Кроме того, мы считаем, что из-за
открытого хранения материала подложки в BGP и из-за труб, проходящих между
отдельными частями завода, которые потенциально могут иметь утечку газа,
предположение о большом полигоне оправдано. Для более крупных BGP с большим
физическим расстоянием между отдельными частями может быть предпочтительнее
использовать подход EWS.
сельскохозяйственные биогазовые установки, которые сообщают о 1,7–5,2% летучих
выбросов
(Flesch et al., 2011; Groth et al., 2015; Hrad et al., 2015).
Подробный обзор
литературы по выбросам BGP (сельскохозяйственных и несельскохозяйственных) с
использованием различных методов измерения, включая IDM и метод дисперсии
индикаторного газа, дан в
Bakkaloglu et al. (2021).
В отличие от очистных сооружений, BGP не демонстрировали четкой картины
суточных выбросов, и поэтому мы не использовали суточный цикл для расчета
среднесуточных выбросов. Мы предлагаем использовать медианное значение для
определения интенсивности выбросов для BGP, чтобы придать выбросам меньший вес
(рис.
5).
концентрация была более смешанной, чем концентрация по ветру.
Однако их исключение может привести к непреднамеренному увеличению выбросов,
поскольку также могут иметь место изменения в сторону высоких выбросов. Что
касается очистных сооружений, мы рекомендуем проводить измерения более 10 дней
подряд для надежной оценки выбросов. Это значительно дольше, чем предыдущие
кампании по измерению целых BGP, которые обычно длились от нескольких часов
до нескольких дней
(Groth et al., 2015; Reinelt et al., 2017; Clauss et al., 2019; Hrad et al.,
2021).
выше на 114% и 67% соответственно, а для BGP-2.1 и BGP-2.2 на 10% и 8%
соответственно. Для БГП-3 выбросы без очистки от внешних источников будут ниже
на 35%. Для КОС-1, БГП-1 и БГП-2 внешние источники преимущественно влияли на
концентрацию с подветренной стороны, и, таким образом, выбросы без очистки от
внешних источников были бы выше. На КОС-2 овцеводство на северной стороне больше
всего влияло на концентрацию с подветренной стороны и лишь в меньшей степени
на концентрацию с подветренной стороны. В БГП-3 выбросы от содержания свиней на
откорме влияли исключительно на концентрацию с подветренной стороны, однако
содержание дойных коров к северо-востоку от БГП
(рис.
2С) давало более высокие
выбросы СН4 и, как следствие, выбросы СН4 с подветренной стороны.
Выбросы ниже нуля вызваны небольшой разницей концентраций между измерениями с
наветренной и попутной сторон в сочетании с неопределенностью датчиков
GasFinder и поправкой на внешние источники.
4.3.2. Размещение датчиков концентрации На
КОС-1 измерения были возможны только при юго-западном ветре из-за насыпи к
юго-западу от КОС. Датчик фона был размещен близко к насыпи, так как между
насыпью и очистными сооружениями паслись телки. На ВТТП-2 из предыдущих
измерений турбулентности мы знали, что данные, прошедшие фильтрацию,
маловероятны при южном ветре (например, при слишком низкой скорости ветра), и
поэтому мы планировали проводить измерения только при северном ветре. На БГП-1
измерения при северо-восточном ветре были невозможны из-за леса и пастбища. Во
время первой кампании на БГП-2 дул в основном северо-восточный ветер, поэтому мы
разместили GasFinder для второй кампании на юго-западной стороне подальше от
станции, чтобы можно было проводить измерения по двум преобладающим направлениям
ветра. Кроме того, настройка северо-восточной стороны была оптимизирована для
местных направлений ветра. На БГП-3 измерения планировались при юго-западном ветре
только потому, что животноводческий комплекс № 3
(рис.
2С) находился бы
слишком близко к трассе измерений.
Таким образом, для этих двух объектов выбросы без очистки от внешних источников
будут ниже.
Другая проблема может заключаться в низкой разнице концентраций между
измерениями с наветренной стороны и с подветренной стороны. GasFinders-3 имеют
относительно большую неопределенность
(Hani et al., 2021),
поэтому необходимы
достаточные разности концентраций. При увеличении
скорости ветра и нестабильных условиях разница концентраций может уменьшаться.
Это повышает неопределенность результатов и может также привести к тому, что
расчетные выбросы будут ниже нуля. На КОС-2 мы уже провели измерительную кампанию
за год до показанных измерений, которая не увенчалась успехом. Мы разместили
GasFinder с подветренной стороны слишком далеко от станции очистки сточных
вод со слишком длинными путями измерения и, следовательно, отсутствием
концентрации
¨
Поправка на внешние источники вносит дополнительную неопределенность в
выбросы очистных сооружений и BGP. Для внешних источников мы принимаем общую
неопределенность ΔCexternal i (уравнение
(6))
равной 20%. Чем больше доля ΔCexternal
в измеренном ΔC, тем больше неопределенность выбросов завода. Изменение выбросов
внешних источников на 20% приведет к изменению выбросов КОС-1 и КОС-2 на 6% и 1%
соответственно. Для BGP-1.1, BGP-1.2, BGP-2.1, BGP-2.2 и BGP-3 изменения средней
эмиссии составят 19%, 14%, 2%, 2% и 7% соответственно.
Определение выбросов от очистных сооружений и BGP на объектах со сложной
окружающей средой, как это преобладает в Швейцарии, является сложной задачей.
Размещение устройств GasFinder часто затруднено из-за нескольких различных
факторов, которые необходимо учитывать. Это зависит от границ участков,
высоты кроны участков, маршрутов движения, топографии (часто неровной),
окружающих источников CH4 и других препятствий, таких как деревья или здания.
Необходим анализ компромиссов между различными факторами, что часто приводит
к тому, что для измерений используется только одно подходящее направление
ветра: только в двух из семи кампаний можно было использовать данные по двум
основным направлениям ветра. Предварительное определение преобладающего
направления ветра является наиболее важным фактором. Перед началом каждой
кампании мы использовали данные ближайших метеостанций для определения
направления ветра. Однако из-за неравномерного рельефа и наличия лесов имеющиеся
данные не всегда были репрезентативными для заводских участков. В случае с BGP-4
последний фактор стал еще одной причиной неудачных результатов. На этом
участке направление ветра не было параллельно лесу, как предполагалось ранее.
Направление ветра было ближе к 180 и, следовательно, создавало кромку ветра,
из-за чего измерения турбулентности не были репрезентативными для всего района.
Таким образом, наилучшим вариантом было бы проведение расширенных измерений ветра
непосредственно на экспериментальной площадке перед походом.
Более высокие значения для BGP-1 обусловлены небольшим расстоянием между
внешними источниками и BGP и одинаковым объемом производства CH4 в обоих
случаях. Эти соображения, касающиеся неопределенности, позволяют предположить,
что учет внешних источников позволяет точно скорректировать их, поскольку
полученные данные сопоставимы с данными о выбросах, полученными в результате
других исследований.
4.3. Работа со сложными исходными конфигурациями
4.3.1. Обработка внешних источников
Самые высокие выбросы были измерены на БГП-2 с некоторыми очень высокими
интервалами выбросов
(рис.
5). Во-первых, этот БГП имеет большую выработку
электроэнергии, а во-вторых, по словам оператора установки, во время обеих
измерительных кампаний были ненормальные условия эксплуатации из-за поврежденной
мембраны ферментера. Тем не менее, относительные летучие выбросы по-прежнему
находятся в пределах литературных данных.
Machine Translated by Google

---

Дополнительные данные к этой статье можно найти в Интернете по адресу
https://doi.org/10.1016/j.aeaoa.2022.100161.
М. Бюлер и соавт.
2
1
1
ч- 1
Ци
Ци = Эреф Ареф ви
Qtot = Eref Aref N
я=1
с
я=1
Qобщ = N
12
Атмосферная среда: Х 13 (2022) 100161
Объединение уравнения
(A1)-A4
приводит к
(А5)
Здесь мы даем вывод о том, как объединить несколько источников.
Заявление о конкурирующих интересах
Qi = Qref wi
Благодарности
была обнаружена разница между концентрацией против ветра и против ветра.
где E — плотность излучения (кг ·м
¨
Заявление об авторском вкладе CRediT
) значения, которые являются функцией микрометеорологических параметров и геометрии источник-датчик для N источников. Мы
(А3)
5. Выводы
Приложение А. Дополнительные данные
) определяется как:
Ци = Эй Ай
нации в достаточно сложных условиях. Таким образом, настоящее исследование дает
несколько ценных сведений о том, как проводить успешные измерения CH4 с помощью
IDM в таких сложных ситуациях. Это показывает, что предварительный анализ
внешних источников в сочетании с направлением ветра важен для обнаружения мест,
где измерения могут быть неудачными (например, BGP-4 с недостаточной локализацией
пасущегося скота, ветровая кромка). После выбора места необходимо провести
тщательный анализ компромиссов в отношении размещения измерительных устройств.
Часто требуется компромисс между увеличением расстояния до источника, чтобы
восстановить турбулентность, и ее ограничением, чтобы получить достаточную
разницу между концентрациями с подветренной стороны и с подветренной стороны.
Для самой измерительной кампании следует запланировать достаточное время,
особенно там, где возможно только одно общее направление ветра для измерений. В
настоящем исследовании мы продемонстрировали процедуру обработки внешних
источников. Кроме того, мы ввели подход для более точных расчетов выбросов для
более сложных источников. Для этого подхода мы определили отдельные источники в
комплексе источников и рассчитали общий выброс в соответствии с этими
относительными весами. Мы показали, что такой подход необходим для крупных
источников, таких как очистные сооружения. Этот подход можно уточнить с
помощью дополнительных доступных данных измерений из отдельных источников.
Будущее использование источника
А. Приложение.
По этой причине расстояние между измерительным трактом и КОС-1, показанное в
таблице 3 ,
довольно короткое.
Выражается благодарность Федеральному ведомству по охране окружающей среды
Швейцарии (номер договора: 06.0091.PZ/R281-0748) за финансирование проекта по
очистным сооружениям. Эта работа была также поддержана Швейцарским федеральным
управлением энергетики (номер контракта: SI/501679-01) и Швейцарским федеральным
управлением по окружающей среде (номер контракта: 17.0083.PJ/R035-0703) в рамках
«Оценки и сокращение выбросов метана в результате реализации проекта различных
концепций европейских биогазовых установок (EvEmBi). Мы благодарны Okostrom
Schweiz за ценный вклад и обсуждение биогазовых установок. Мы благодарим операторов
очистных
сооружений, биогазовых установок и земледельцев в близлежащих районах. Мы
благодарим Мартина Хаберли Висса (Школа сельскохозяйственных, лесных и пищевых
наук, Золликофен) за его поддержку и помощь во время измерений и Альбрехта Нефтеля
(Neftel Research Expertise, Волен-бай-Берн) за его очень ценную поддержку. Мы благодарим
Элизабет Стил (Школа сельскохозяйственных, лесных и пищевых наук, Золликофен) за
корректуру.
Допущение: известны относительные мощности излучения wi относительно эталонного источника Qref , который является источником в комплексе источников:
Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых интересов
или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в этой
статье.
А. Объединение нескольких источников
Марсель Бюлер: Программное обеспечение, Исследование, Написание — первоначальный
проект, Написание — обзор и редактирование, Визуализация. Кристоф Хани: ¨
Методология, программное обеспечение. Кристоф Амманн: Написание – рецензирование
и редактирование, Supervision. Стефан Бронниманн: ¨ Надзор. Томас Куппер:
Концептуализация, Написание – обзор и
редактирование, Надзор, Администрирование проекта, Привлечение финансирования.
распределение даст дополнительный опыт и, таким образом, повысит точность
измерений с помощью ИДМ в сложных ситуациях; это также относится к обработке
внешних источников.
Каждый источник Qi вносит свой вклад в общую эмиссию Qtot
Мы рассчитали Di (h ·m ) ,
намереваясь объединить все N источников в один источник со средней эмиссией Qtot. Эмиссия источника Qi (в единице кг ·ч
) и A (м2 ) площадь источника.
(А2)
(А1)
В настоящем исследовании измерения выбросов CH4 с помощью IDM всех очистных
сооружений и BGP дали разумные результаты, которые соответствуют литературным
данным. Мы продемонстрировали, что надежное определение эмиссии
Расширение уравнения
(А3)
дает
(А4)
Machine Translated by Google

---

с фермы с обратной дисперсионной техникой. Атмос. Окружающая среда. 39, 4863–4874.
Гисасола А., Хаас Д. де, Келлер Дж., Юань З., 2008 г. Образование метана в канализационных
системах. Вода Res. 42, 1421–1430.
Хани, К., Бюлер, М., Нефтель, А., Амманн, К., Куппер, Т., 2021. Характеристики устройств GasFinder3 с
открытым трактом для измерения концентрации CH4, близких к уровням окружающей среды.
Бальде, Х., ВандерЗааг, А.С., Бертт, С., Эванс, Л., Вагнер-Риддл, К., Дежарден, Р.Л., Макдональд, Д.Д.,
2016. Измеренные и смоделированные выбросы метана из отделенного жидкого молочного
навоза показывают большие модель недооценивает. Агр. Экосистем.
Daelman, MRJ, van Voorthuizen, EM, van Dongen, UGJM, Volcke, EIP, van Loosdrecht, MCM, 2012. Выбросы
метана при очистке муниципальных сточных вод. Вода Res. 46, 3657–3670.
Делре, А., Мёнстер, Дж., Шойц, К., 2017. Количественная оценка выбросов парниковых газов на
очистных сооружениях с использованием метода дисперсии индикаторного газа. науч. Общая
окружающая среда. 605–606, 258–268.
Харпер Л.А., Денмид О.Т., Флеш Т.К., 2011 г. Микрометеорологические методы измерения кишечных
выбросов парниковых газов. Аним. Кормовая наука. Технол. 166–167, 227–239.
Град М., Пирингер М., Хубер-Хумер М., 2015 г. Определение выбросов метана биогазовыми установками –
эксплуатационные и метеорологические аспекты. Биоресурс. Технол. 191, 234–243.
М. Бюлер и соавт.
Kaharabata, SK, Schuepp, PH, Desjardins, RL, 1998. Выбросы метана из надземных открытых резервуаров для
навозной жижи. Глобальная биогеохимия. Циклы 12, 545–554.
Бюлер, М., Хани, К., Амманн, К., Мон, Дж., Нефтель, А., Шраде, С., Цанер, М., Зейер, К., С., Куппер, Т. ., 2021.
Оценка метода обратной дисперсии Броннимана, определение выбросов метана из
молочного помещения. Агр. За. метеорол. 307, 108501.
Килгур Р.Дж., 2012 г. В погоне за «нормальным»: обзор поведения крупного рогатого скота на пастбище.
Куппер, Т., Хани, К., Нефтель, А., Кинкейд, К., Бюлер, М., Амон, Б., ВандерЗааг, А., 2020.
выбросы «земля-воздух» в результате наблюдаемых концентраций следовых газов: полевые испытания. Дж. Заявл.
Aldea, X., Rieradevall, J., Gabarrell, X., 2015. Муниципальные канализационные сети как источники
выбросов закиси азота, метана и сероводорода: обзор и тематические исследования. Дж.
Окружающая среда. хим. англ. 3, 2084–2094.
Выбросы аммиака и парниковых газов при хранении навозной жижи – обзор. Агр.
ФОЭН, 2021а. Emission von Treibhausgasen nach CO2-Gesetz und Kyoto-Protokoll, 2.
Verpflichtungsperiode (2013-2020). Федеральное управление по охране окружающей среды FOEN, Берн.
https://www.bafu.admin.ch/dam/bafu/de/dokumente/klima/fachinfo-daten/CO
Град, М., Весенмайер, А., Фландорфер, К., Пирингер, М., Стенцель, С., Хубер-Хумер, М., 2021. Сравнение
прямого и обратного лагранжевого моделирования переноса для определения выбросов метана от
установок анаэробного сбраживания . Атмос. Окружающая среда. Х 12, 100131.
Стенцель С., Пирингер М., Фреденслунд А.М., Шойц К., Град М., Оттнер Р., Хубер Хьюмер М.,
Инноченти Ф., Холмгрен М., Ингвессон Дж., 2019. Рекомендации по надежному количественному
определению скорости выбросов метана на биогазовых установках, т. 2, с. 33. Отчет DBFZ, Лейпциг.
Анализ выбросов парниковых газов от 10 биогазовых установок в сельскохозяйственном секторе.
Науки о воде. Технол. 67, 1370–1379.
2_Statistik.pdf.download.pdf/CO2_Publikation_de_2021-07.pdf.
(По состоянию на 3 августа 2021 г.).
Грот А., Маурер К., Райзер М., Кранерт М., 2015. Определение интенсивности выбросов метана на
биогазовой установке с использованием данных лазерной абсорбционной спектрометрии. Биоресурс.
ФОЭН, 2021б. Инвентаризация парниковых газов Швейцарии за 1990–2019 гг., Отчет о национальной
инвентаризации: включая элементы отчетности в соответствии с Киотским протоколом.
Представление от апреля 2021 года в соответствии с Рамочной конвенцией Организации
Объединенных Наций об изменении климата и Киотским протоколом. Федеральное управление по
охране окружающей среды FOEN, Берн.
htt ps://www.bafu.admin.ch/dam/bafu/en/dokumente/klima/klima-
climatereporting g/National_Inventory_Report_CHE.pdf.download.pdf/National_Inventory_Report_CHE_2021.pdf .
(По состоянию на 5 августа 2021 г.).
Флеш, Т.К., Верже, XPC, Дежарден, Р.Л., Ворт, Д., 2013. Выбросы метана из резервуара со свиным навозом в
западной Канаде. Могу. Дж. Аним. науч. 93, 159–169.
Loosdrecht, MCM, 2013. Выбросы метана и закиси азота при очистке городских сточных вод –
результаты долгосрочного исследования. Науки о воде. Технол. 67, 2350–2355.
Баккалоглу, С., Лоури, Д., Фишер, Р.Э., Франция, Дж.Л., Бруннер, Д., Чен, Х., Нисбет, Э.Г., 2021.
Количественная оценка выбросов метана биогазовыми установками в Великобритании. Управление
отходами. 124, 82–93.
Gujer, W., 2007. Siedlungswasserwirtschaft, третье изд., том. XV. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, с. 431
С.
Флеш Т.К., Уилсон Д.Д., Харпер Л.А., Кренна Б.П., 2005 г. Оценка выбросов газов
Qtot =
N i=1Di
ΔCобщ
Флеш, Т.К., Уилсон, Д.Д., Харпер, Л.А., Кренна, Б.П., Шарп, Р.Р., 2004. Вывод
ΔCобщ
Ареф N
я=1
Атмос. Изм. Тех. 14, 1733–1741.
Эйхо-Рио, Э., Пети-Буа, А., Вильяльба, Г., Суарес-Охеда, М.Э., Марин, Д., Аморес, М.Дж.,
Ай
ΔCобщ = Eref Aref N
я=1 ( wi Di
с
Экосистем. Окружающая среда. 300, 106963.
N
N
я=1
я=1
я=1
Daelman, MRJ, van Voorthuizen, EM, van Dongen, LGJM, Volcke, EIP, фургон
ΔCобщ = N
Либетрау, Дж., Рейнельт, Т., Клеменс, Дж., Хаферманн, К., Фрихе, Дж., Вейланд, П., 2013.
ΔCобщ
я=1 ( wi Di
Атмосферная среда: Х 13 (2022) 100161
13
Окружающая среда. 230, 261–270.
Технол. 178, 359–361.
заявл. Аним. Поведение науч. 138, 1–11.
(А10)
Клаусс Т., Рейнельт Т., Либетрау Дж., Весенмайер А., Райзер М., Фландорфер К.,
(А11)
Gill Instruments, 2016. Ключевое техническое примечание: программная ошибка, влияющая на
компонент «w» Wind семейства WindMaster. Gill Instruments, Лимингтон, Великобритания.
http://
жиллинструментс. com/data/manuals/KN1509_WindMaster_WBug_info.pdf.
Модель bLS моделирует коэффициент дисперсии Di между каждым отдельным источником Ei и эффект его частичной концентрации ΔCi:
Флеш, Т.К., Дежарден, Р.Л., Ворт, Д., 2011. Летучие выбросы метана из
сельскохозяйственного биореактора. Биомасса Биоэнергия 35, 3927–3935.
Измеренная разность концентраций представляет собой сумму (суперпозицию) индивидуальных концентрационных эффектов всех источников:
(А8)
Зная Eref , можно рассчитать эмиссию всего комплекса источников.
Решение для Эреф
В подходе ЭГД wi сводится к отношению площадей, поэтому уравнение.
(A10)
можно свести к:
Ай )
метеорол. 43, 487–502.
ΔCi
Эреф =
ΔCi = Di Ei
(wi Ди Ай )
Хани, К., Флечард, К., Нефтель, А., Синтерманн, Дж., Куппер, Т., 2018 г. Учет сухих
отложений в масштабе поля при обратном лагранжевом моделировании стохастической
дисперсии NH3 выбросы. Атмосфера 9, 146.
Объединение уравнения
(А3),
А4, А6 и А7
Qобщ =
(А9)
Обратите внимание, что, поскольку веса wi определены по отношению к Qi, они различны для подходов EHD и EWS. В
табл .
4 приведены значения wi для двух подходов.
(А6)
Ай )
¨
Н
(А7)
Рекомендации
Machine Translated by Google

---

Дж., Каин, М., Коулман, М., Фернандес, Дж., Форстер, Г., Гриффитс, П.Т., Иверах, К.П., Келли,
Б.Ф.Дж., Мэннинг, М.Р., Нисбет-Джонс, П.Р.Р., Пайл, Дж.А., Таунсенд - Смолл А., Аль -Шалаан А.,
Уорвик Н., Заззери Г., 2020 г. Снижение выбросов метана: методы сокращения выбросов на пути
к Парижскому соглашению. Преподобный Геофиз. 58.
Агр. За. метеорол. 194, 259–267.
Грегори Дж.М., Хартманн Д.Л., Янсен Э., Киртман Б., Кнутти Р., Кришна Кумар К.,
Лемке П., Маротцке Дж., Массон-Дельмотт В., Мил Г.А., Мохов И.И., Пиао С., Рамасвами В.,
Рэндалл Д., Рейн М., Рохас М., Сабина К., Шинделл Д., Талли Л.Д., Воган Д.Г., Се С. .-П., 2013.
Техническое резюме. В: Изменение климата 2013: Основы физических наук. Вклад Рабочей
группы I в Пятый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению
климата, Кембридж, Соединенное Королевство, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
Нисбет Э.Г., Фишер Р.Э., Лоури Д., Франс Дж.Л., Аллен Г., Баккалоглу С., Бродерик Т.
Рейнельт, Т., Делре, А., Вестеркамп, Т., Холмгрен, М.А., Либетрау, Дж., Шойц, К., 2017.
ВандерЗааг, А.С., Флеш, Т.К., Дежарден, Р.Л., Бальде, Х., Райт, Т., 2014 г. Измерение выбросов метана
на двух молочных фермах: сезонные эффекты и влияние использования навоза.
Маннина Г., Батлер Д., Бенедетти Л., Делетик А., Фоудар Х., Фу Г., Клейдорфер М.,
М. Бюлер и соавт.
Маккарти, Д., Стин Миккельсен, П., Раух, В., Свитэппл, К., Веццаро, Л., Юань, З., Виллемс, П.,
2018. Выбросы парниковых газов из интегрированных городских дренажных систем: где мы
стоять? Дж. Гидрол. 559, 307–314.
ВандерЗааг, А.С., Бальде, Х., Кролла, А., Гордон, Р.Дж., Нгваби, Н.М., Вагнер-Риддл, К., Дежардинс,
Р., Макдональд, Д.Д., 2018. Потенциальное сокращение выбросов метана при двух обработках
навоза технологии. Окружающая среда. Технол. 39, 851–858.
Yoshida, H., Mønster, J., Scheutz, C., 2014. Комплексное измерение выбросов парниковых газов с
городских очистных сооружений. Вода Res. 61,
STOWA, 2010. Выбросы Van Broeikasgassen Van RWZI's, Амерсфорт, Нидерланды.
14
Атмосферная среда: Х 13 (2022) 100161
Самуэльссон, Дж., Делре, А., Тумлин, С., Хади, С., Офферле, Б., Шойц, К., 2018. Оптические технологии,
применяемые наряду с локальными и дистанционными подходами для количественной оценки
выбросов климатических газов на очистных сооружениях. лечебное растение. Вода Res. 131, 299–309.
Стокер, Т.Ф., Цинь, Д., Платтнер, Г.-К., Александр, Л.В., Аллен, С.К., Биндофф, Н., Бреон, Ф.-М. , Черч, Дж.А.,
Кубаш, У., Эмори , С., Форстер, П., Фридлингштейн, П., Джиллет, Н.,
108–118.
Шойц, К., Фреденслунд, А.М., 2019. Общие уровни выбросов и потерь метана на 23 биогазовых установках.
Управление отходами. 97, 38–46.
Сравнительное использование различных подходов к измерению выбросов для определения
выбросов метана от биогазовой установки. Управление отходами. 68, 173–185.
Machine Translated by Google