LI-7820應用案例—定量測量廢水處理廠的N2O排放
N2O分子 圖源/www.ces.fau.edu/
氧化亞氮（N2O）是全球公認的重要溫室氣體之一，其全球增溫潛勢約是CO2的273倍。
N2O排放的人為源包括：農業生產、交通運輸、土地利用等。其中，廢水處理過程的N2O排放一直不易量化。
廢水處理過程的溫室氣體排放總量，通常不是根據實測數據而得出的。一般是基于運營活動以及能源消耗情況，結合特定排放因子來進行的大致估算。而對于排放因子的確定，多基于過時的測量數據或假設條件，這一般會導致對排放總量的低估。
因此，急需準確可靠的排放測量技術。目的有兩個：第一，定量評估廢水處理廠當前的N2O排放；第二，比較不同減排措施的優劣。
在廢水處理過程中，N2O的排放主要源自微生物除氮過程的硝化和反硝化反應。在硝化過程中，氨首先會被轉化為亞硝酸鹽，之后轉化為硝酸鹽。通過反硝化反應，硝酸鹽進一步被還原為一氧化氮NO、氧化亞氮N2O和氮氣N2。
LI-7820 便攜式高精度N2O/H2O通量測量系統（一）
LI-7820 便攜式高精度N2O/H2O通量測量系統（二）
LI-7820 高精度N2O/H2O痕量氣體分析儀，由LI-COR Biosciences公司研發制造，該儀器基于光反饋-腔增強激光吸收光譜技術（OF-CEAS），堅固便攜，重量僅為10.5kg，兩塊鋰電續航8小時，測量精度為0.2ppb，響應時間小于2s。與8200-01智能測量室結合使用，能在不到2min的時間內，快速確定N2O通量，檢出限為0.05 nmol m-2 s-1。整套系統還集成了GPS組件，能對所測N2O通量成圖顯示。
在天然水體表面，例如湖泊，氣體通量通常是溶解在水中的氣體擴散到大氣的過程。這種情況類似于在土壤-大氣界面發生的溫室氣體排放。在這種情況下，可以使用8200-01智能測量室內嵌的標準算法計算通量。而在廢水處理過程中，廢水曝氣發生反硝化反應，除了氣體自然擴散外，還存在通過主動曝氣過程，從水體向水面輸送N2O。因此，需要在通量計算中體現這種主動曝氣輸送過程。
為解決這個問題，研究者們在8200-01智能測量室內加入了流量計，對曝氣流量進行實測，然后使用包含此參數的修訂方程來計算通量。
Severn Trent與LI-COR Biosciences之間的合作，正在推動一種可以應用于整個行業的全新測量方法。這一方法有利于更準確地評估廢水處理過程的溫室氣體排放，如N2O。基于這些實測數據，廢水處理行業將能更好地開展工藝優化等節能減排工作。
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