应用案例 | TNO 合作成果：HT8700实现移动源高分辨识别，提升排放清单校核精度

导语：氨是大气细颗粒物形成的重要前体，但其排放源空间分散、瞬时释放，传统的固定或离线采样方法难以有效捕捉。近期，我们的长期合作伙伴——荷兰应用科学研究组织（TNO）团队，在 EGUsphere 发表了一项移动监测研究。他们搭载 HT8700E 大气氨激光开路分析仪，在 Veluwe 自然保护区周边成功捕捉并区分了牲畜圈舍、施肥田地与交通尾气等氨排放源，初步定量了各类源的排放强度，为清单动态校核和减排措施评估提供了高效技术方案。

方法核心：开放光路设计消除管路吸附效应

氨的强吸附性导致传统闭路分析系统普遍存在管路滞留、响应延迟，无法匹配移动监测对快速响应的要求。该研究所集成的 HT8700E 大气氨激光开路分析仪直接测量大气氨，避开了采样管路，将浓度输出速率提升至 1–10 Hz。这使得移动平台可在 50–80 km/h 的正常行驶速度下，捕捉到宽度小于百米的源羽流，实时记录氨浓度的空间变异。

研究团队在此基础上建立了羽流识别与背景扣除算法，并同步搭载闭路多气体分析仪（TILDAS）获取甲烷、一氧化碳等共排放示踪物。通过计算羽流的积分增强比（ΣNH₃:ΣCH₄）作为源指纹，该方法无需复杂扩散模型，即可初步区分牲畜圈舍、施肥田地和交通尾气三类主要源。

图注：搭载 HT8700E大气氨激光开路分析仪（左前）与 TILDAS 闭路多组分分析仪的移动监测车辆。

现场结果：ΣNH₃:ΣCH₄ 比值有效区分排放源

在约 160 km 的半日走航中，共识别出 49 个固定源和约 630 个交通羽流。不同源的积分增强比表现出系统性差异：

● 牲畜圈舍：牛场中位数 0.04，猪场 0.26，禽场 0.42，与反刍动物肠道发酵高甲烷排放特征一致；

● 刚施肥的田地：比值中位数 2.1，但变异较大，符合施肥后氨脉冲释放规律；

● 交通尾气：长滞留羽流比值可达 4.59，显著高于农业源。

图注：牲畜圈舍、施肥田地、交通及工业源羽流的 ΣNH₃:ΣCH₄ 箱线图，比值差异显著，可用于源类快速判识。

与荷兰国家排放清单（KRD）的比较显示，氨排放的测量值与清单值之比平均为 2.2，相关性弱于甲烷，且部分点位的排放活动未被清单覆盖。这表明基于年均因子的清单难以反映实际排放的动态变化，移动实测对于校核清单、捕捉管理活动引起的排放脉冲具有重要价值。

在交通源方面，借助碳平衡法推算了不同车速下的 NH₃ 排放因子。整体几何均值为 0.18 g kg⁻¹ 燃料，但高速段（>80 km/h）的排放因子升至 0.28 g kg⁻¹，已超出荷兰 2023 年清单隐含的 0.14 g kg⁻¹。这一结果提示现有清单可能低估了高速公路场景的氨排放。

图注：基于 ~630 个交通羽流的 NH₃ 排放因子散点图，高速段排放因子明显升高。

HT8700 的关键优势

HT8700E 的开放光路设计是此次移动监测从理论走向实用的关键支撑：

● 快速响应：高频数据输出率保证了对狭窄羽流的捕捉能力；

● 无管路吸附：直接测量开放大气氨，信号真实锐利，无记忆效应；

● 原位测量：无需抽气泵，更易集成于移动平台，适合大范围走航。

上述特性直接保障了氨与甲烷高时间分辨同步数据的质量，使得 ΣNH₃:ΣCH₄ 比值分析法得以有效实施。若使用传统闭路系统，氨信号的滞后与平滑将严重削弱比值区分能力。

展望：向常态化移动监测推进

单次走航验证了方法可行性，但氨排放受温度、风速和管理活动的显著影响。研究团队指出，未来需在多季节、多气象条件下开展重复观测，并集成车牌识别与高精度气象模块，以降低反演不确定性。随着 HT8700E 等开放光路仪器的进一步轻量化与普及，构建低成本、网格式的移动氨监测体系将成为可能，为区域排放清单动态校核、面源追踪和减排效果评估提供高效技术手段。

结语：开放光路氨分析仪的应用，实现了氨排放观测从静态清单估算向动态空间追踪的跨越，对提升畜牧业与交通氨排放管控精度具有明确意义。