关键问题
- 地下一氧化碳的连续在线监测2封存
- 同时定量其他土壤气体，如N2，O.2， H2o，和ch4
- 快速检测隔离区的异常情况
介绍
减少人为排放大气温室气体的一个有希望的方法是碳的地质储存。这涉及到温室气体，如二氧化碳(CO2）在地下水库中隔离，而不是被释放到他们可能有助于全球气候变化的大气中。
其中一个主要的挑战是有限公司2封存土壤气体必须在封存地点进行精确测量，以确保其持续完整。
像中红外线（IR）吸收和拉曼光谱一样的振动光谱方法可以提供连续监测如H的重要物种的有用手段2O蒸汽,有限公司2,有限公司2，O.2、SOx、NOx和CH4在土壤气体中，将这些与环境水平相比，以实时评估螯合位点的完整性。
在封存地点进行气体监测的一个相当大的挑战是有效区分一氧化碳的差异2可以表明该网站存在问题的水平，以及由植物根部，光合作用的呼吸等自然现象引发的差异，以及土壤中有机碳的自然循环。
为了解决这一问题，对场地上的任何自然变化进行一年或更长时间的测量，以建立基线。以后对该地点的监测将涉及一氧化碳的比较分析2在钻孔本身和周围的大气中。本文概述了一种比较一氧化碳的可行方法2这些网站的浓度。
实验
振动光谱是分析小的同核和异核土壤气体的理想方法。它提供了易于量化的、清晰的光谱，同时能够通过小的采样回路和其他标准化设备实时收集这些。app亚博体育
这里概述的实验使用了三个隔间。这些井完成 - 成品良好，准备注射，外部气体循环模块和一系列传感器，包括IR分析仪，拉曼光谱仪，压力传感器和水分和温度传感器。图1具有该气体分析系统的合成图。
图1所示。气体分析系统的示意图，显示（a）钻孔和完井，（b）气体循环的外部模块，（c）IR和拉曼分析仪。图像信用：适用于参考的权限1.©2013 Elsevier。
一个Kaiser Raman气相分析仪采用532 nm激光激发采集拉曼光谱。该仪器提供了175至4325厘米的可用范围－1对于拉曼数据，AirHead™拉曼探针头安装在带有定制气池的气体流动环路中，然后使用光纤连接到光谱仪。
自定义气体电池专门构造，以利用通过蓝宝石窗口聚焦激光然后用镜子反射的多反射散射放大。这允许拉曼反向散射在通过蓝宝石窗口通过探头向光谱仪传输到光谱仪之前收集。
结果
图2显示了本研究研究地点土壤气体的特征拉曼光谱，其中N2，O.2， H2O蒸汽和CO2适当标记。
图2。在本研究中在现场测量的典型拉曼光谱。关键峰：H2O蒸气(3657厘米－1), N2(2331厘米－1),阿2(1555厘米－1),有限公司2(费米二在1388和1285厘米－1)。图片来源:参考文献1许可转载。©2013爱思唯尔。
拉曼光谱的独特的、尖锐的峰值允许对土壤气体进行快速、准确的定量分析。
图3对比了CO的测量值2在2011年1月期间，在注射操作期间在2011年1月期间的变化。这些图证实拉曼数据与来自光谱测量的数据相比很好。1
图3。CO日变化2在2011年1月的四天时间里。A, B是钻孔CO2C为井下CO2浓度计算从拉曼光谱使用费米二分体在1388和1285厘米－1．D是大气的CO2用红外光谱测定。图片来源:参考文献1许可转载。©2013爱思唯尔。
结论
研究结果表明，拉曼光谱技术是一种可行的实时监测方法土壤气体在CO.2封存地点。在这里，与完井设备相连的拉曼光谱仪被用来有效监测大量重要土壤气体(包括CO)的浓度2)。
拉曼光谱对液态水不敏感，这意味着它有助于连续监测，无论潮湿或干燥条件如何。这提供了在中红外吸收光谱上的明显优势，因为其宽液体水谱，在潮湿条件下在潮湿条件下是不切实际的。
然而，由于红外光谱在干燥条件下具有极佳的灵敏度，红外光谱和拉曼光谱的耦合意味着每种技术都可以在其各自的理想条件下使用。光纤耦合的使用还允许拉曼探头位于完井内，而光谱仪底座单元可以很容易地停留在表面模块中。
此外，多个拉曼探头可以安装在现场的不同位置，以便进行比较分析。地点可以包括钻孔本身，靠近注入井的地点，靠近完整性问题严重的废弃井的地点，靠近地下天然气管道的地点，或者像断层带和含水层这样的自然地点。
参考文献
- Taquet，N.，Pironon，J.，De Donato，P.，Lucas，H.和Barres，O。“联合FTIR和拉曼光谱法的效率在线定量土土气体：应用于对二氧化碳储存场所的监测”国际温室气体控制杂志，2013年1月12日，359-371。
这些信息已被源，审查和调整来自Kaiser光学系统，INC提供的材料。亚博网站下载
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