建立了一套基于外标法和同位素歧视效应修正算法定值环境空气二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）气体标准物质的分析系统。研究结果表明：同位素歧视效应修正算法准确可靠；直接外标法和参比外标法均具有较好的精密度，CO2和CH4的多次定值结果标准差（SD）分别小于0.03 μmol/mol和0.1 nmol/mol。该系统CO2气体标准物质定值结果，与世界气象组织的量值传递结果等效可比；通过配对样本t检验可知，直接外标法与参比外标法定值结果无显著差异；参比外标法标准曲线可在2个月内保持稳定，显著节约上一级气体标准物质的使用量。
准确定位和定量无组织排放有助于制定更有针对性的减排措施。针对无组织排放“自上而下”监测反演量化方法参考真值缺失，测量误差及不确定度等评价指标研究空白现状，基于高准确度二氧化碳摩尔分数和多维气象监测数据，综合运用高斯扩散模型和贝叶斯反演算法，建立了小区域无组织排放反演模型，从气体摩尔分数等参数反推出排放源的排放量和位置，并采用可控释放装置（CRF）开展验证实验。结果表明在小区域尺度下，与CRF排放标准参考值0.2 g/s相比，反演模型得出的CO2无组织排放源源强为0.16 g/s，排放量不确定度为17% （k = 2），排放源定位与CRF实际排放源位置的误差为28.3 m，测量不确定度为7.2 m （k=2）。
基于可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）的便携式甲烷（CH₄）探测器被开发并安装在大疆M300 RTK无人机上，对四川省天然气生产场站0~300 m高空及地面的CH₄浓度立体监测。结果显示，CH4浓度在0~100 m间达到（2.75 ± 0.19）μmol/mol峰值，近地设备泄漏被确定为浓度上升的主要原因。100~300 m，CH₄浓度随高度海拔下降，可能是由于大气不稳定性和高风速增强了CH₄扩散。在30和60 m处，CH₄浓度分别为（2.48 ± 0.11） 和（2.76 ± 0.34） μmol/mol。根据质量平衡法核算，30和60 m处，CH4排放量分别估计为0.012 kg/s（±42%，1σ）和0.034 kg/s （±47%，1σ），造成误差的主要原因是风速及监测数据的不确定性。在地面移动监测过程中，CH4浓度范围为3~394.48 μmol/mol，浓度较高位置为天然气处理装置的阀门、法兰等。在火炬口有明火时，能检测到CH4泄漏。
采用称量法，制备了氢中氦气、氩气、氮气、甲烷、乙烷、一氧化碳、二氧化碳和氮中二甲基硫醚（DMS）气体标准物质，并建立了对应的分析方法。通过上述标准物质，对CCQM-K164（氢燃料电池汽车用氢中多组分杂质）国际比对样品中含有的8种气体组分进行了校准。由于DMS的含量极低，采用动态稀释装置发生的气体标准对比对样品进行校准；其余组分则采用称量法制备的摩尔分数相近的标准物质直接校准。比对结果显示，除DMS外，其余7种组分均取得了良好的国际等效度。主导实验室发现，寄送前后样品中的DMS量值发生了明显变化，导致此次比对结果分散性较大。此外还发现，制备的标准物质中含有微量的氖气，如分析方法未针对氖气和氦气分离进行优化，将影响氦气测量结果的准确度。
针对复杂地形下双碳排放源的动态扩散监测与精准核算需求，在单排放源研究的基础上，构建了基于三维布朗运动的碳分子扩散动力学模型。通过正交分解碳分子运动速度矢量，结合麦克斯韦速度分布与玻尔兹曼分布律，从微观层面构建碳分子的三维运动方程体系。引入随机过程理论中的“停时”判据及地形状态函数（吸收、半吸收、漂浮），实现了碳分子从自由下落到停滞状态的双阶段动态建模。采用梯度下降算法优化扩散系数，通过反演计算获得排放速率，并计算出与实测值的相对误差，验证了模型的工业级适用性。提出的“模型校准-数据反演-动态修正”技术框架，相较于传统静态核算方法，显著提升了时空分辨率，并将地形状态机制融入碳归宿分析，增强了模型的现实解释力，2个碳排放源的模型反演结果的相对误差为6.9%、1.2%，在误差允许范围内，该方法能够准确反演双源排放速率。
基于TY2002-GHG便携式温室气体检测仪，结合无人机与车载技术，研究了长三角某城市大气温室气体的时空分布及来源。TY2002-GHG与商业温室气体分析仪（Picarro G2401）测量结果高度一致（R²>0.92），适用于与无人机联用进行野外观测。垂直观测研究显示：CO2浓度从地面至300 m快速下降了20 μmol/mol，在500 m高度下降幅度降缓；特定时间，高度从300 m升高到400 m，CO2浓度会增加。季节变化分析表明，春夏季大气CO₂浓度变化显著，幅度可达（26.3±7.4） μmol/mol。大气中CH4浓度呈现地面高，随高度降低的趋势，凌晨出现峰值，中午最低，受边界层日变化和气象因素影响显著。车载观测显示，城区CO2和CH4浓度与交通、人群密度及人为活动密切相关。高峰时段交通主干道的CO2浓度达510 μmol/mol，而餐馆密集区因天然气泄漏CH4体积分数高达4.6 μmol/mol。
参考国际温室气体巡回比对方法，使用2瓶可溯源至世界气象组织全球大气观测网（WMO/GAW）一级标准的标准气体，对长三角地区9个温室气体定点在线连续观测站开展CO2和CH4比对实验。初步结果显示，各观测站精密度比对测试结果满足世界气象组织全球大气观测网质控要求，而准确度比对测试结果存在一定的系统性偏差，可结合比对用标准气体标称值和测定结果实现校准。基于比对校准实验结果，结合质量守恒模型核算发现，利用各站测定数据与校准后测定数据核算的区域大气中CO2和CH4总量的偏差最高分别达73 t和0.096 t。
超声流量计是我国天然气贸易交接中最为重要的仪表。针对超声流量计在线运行工作数据高维度、多变量的特点，以及天然气站场现场的复杂工况条件，提出1种基于多层感知器（MLP）的超声流量计在线检验方法。基于MLP的超声流量计在线检验方法主要包括实流检定建模和在线测试2个阶段。首先，充分考虑目标量与相关输入变量之间在时空维度上的重要关联性，根据超声流量计实流检定中气体流量标准装置的测试数据，建立超声流量计在线检验的模型，并通过模型性能评估和优化设定相应的检验阈值；其次，将训练好的超声流量计在线检验模型用于在线测试，在超声流量计在线检验模型和天然气站场的数据控制系统的交互的基础上实现实时在线预测，通过对在线检验模型预测性能分析和阈值比较，实现超声流量计的在线检验。预测模型的拟合优度的范围为0.45~0.67，均方根误差范围为0.058~0.138，预测值与实际值的偏差在±0.5%以内。结果表明，该方法能够满足超声流量计的准确度等级所对应的误差要求。
为完善我国气体领域的量值溯源体系，推进加氢机量值溯源体系的建立，基于70 MPa氢气，流量范围0.16～3.6 kg/min，1.5级质量流量计的量值溯源需求，结合现有pVTt法气体流量标准装置的测量能力，提出了4阶段的量值溯源体系，并对其第1、2阶段进行初步验证。采用理论分析、数值模拟及实验验证相结合的方法，对同雷诺数的空气、氢气介质下音速喷嘴流出系数进行了研究，结果表明：空气2.5 MPa压力下，实验与数值模拟所得流出系数的差异在0.20%以内；相同雷诺数条件下，空气压力2.5 MPa与氢气压力4.5 MPa下流出系数的差异小于0.03%。该结果初步验证了溯源体系的可行性，为氢气介质中音速喷嘴向空气介质溯源提供了技术支撑。
为研究不同介质时加氢机用科氏质量流量计测量性能差异，考虑物性变化对流体域和固体域的共同影响以及模态频率变化，选用基于Helmholtz自由能的真实气体模型，使用水、空气和氢气介质，对口径DN2的加氢机用科氏质量流量计进行双向流固耦合计算。基于测量管内科氏力变化，就物性差异对流量计测量性能影响进行研究，并对比分析氢气和空气介质下压力变化对流量计性能影响。结果表明：1） 不同介质间存在由科氏力变化引起的管路不对称，该不对称性随质量流量增加而减小；小流量时液体时间差偏大，较气体更明显。2） 压力升高对氢气介质时间差影响小于空气，引起的固体刚度变化对时间差影响小于流体密度。使用气体介质对加氢机用科氏质量流量计标定时应尽量保持标定用气体与工况密度一致，同时应考虑介质间流速差异。
大气中温室气体含量的增长被认为是导致全球变暖的重要因素，其监测数据的可靠性与可比性对于气候变化评估、预判至关重要。向国际单位制（SI）的计量溯源性，是确保全球温室气体含量测量结果具备普遍可靠性和可比性的根本保障。围绕5个部分展开探讨，解释如何通过标准物质的传递，实现温室气体含量测量结果向SI单位计量溯源，为温室气体含量测量计量溯源体系的构建提供清晰参考： 1）计量溯源对于温室气体含量监测的重要意义； 2）气体含量的SI单位“物质的量分数（mol/mol）”； 3）气体标准物质的SI溯源路径，涵盖国家计量院原级标准物质和其他机构标准物质； 4）温室气体标准物质国际关键比对； 5）温室气体标尺的构建与应用。
绿色氢基能源产品的定义差异是国际标准协同推进与碳排放核算准确性的关键挑战。为系统探究定义差异对碳排放核算的影响，基于生产工艺与碳排放双重视角，对绿氢、绿氨、绿甲醇在不同国家及国际组织中的定义范围、核算边界与技术标准展开全面对比分析。研究结果表明，各国在工艺路线认可度、排放阈值设定及系统边界划分上存在显著分歧，直接导致同一产品的碳排放核算结果偏差较大，进而引发国际贸易壁垒与绿色认证互认障碍。基于此，提出了符合我国国情的绿色氢基能源定义框架与标准化建议，为推动碳排放核算的一致性和国际协作提供支撑。
通过梳理国际和中国碳标签制度的发展历程，系统分析了碳标签的推广模式、技术支持及其在各国的实施现状，对碳足迹核算技术进行分析总结，包括对燃料端和排放端核算技术的讨论，揭示了碳标签在提升产品碳信息透明度、推动低碳技术创新和规范企业碳排放行为中的关键作用，同时强调了高质量碳排放核算数据保障碳标签可靠性的核心意义。旨在为碳标签制度的完善提供支持，助力全球碳中和目标的实现。
二氧化碳加氢气制甲醇具备较高的环境经济价值成为行业研究热点，其中CO2原料的制备是关键步骤之一。固体吸附剂直接空气捕集（DAC）CO2相较液体捕集具有成本低、易操作等优势，研究较为广泛。目前固体吸附剂仍需改性研究以提高CO2吸附性能、降低生产过程中的能耗。调研中发现计量技术在吸附剂改性研究的多个过程发挥了重要作用。此外CO2纯度对制备甲醇的质量至关重要，因此脱附环节对CO2的纯度进行测量极具必要性，准确的CO2纯度测量数据需要相应的气体标准物质提供支撑。充分发挥计量技术的作用，可以有效促进固体吸附剂捕集CO2技术的发展。
便携式傅里叶变换红外（FTIR）气体分析仪因其多组分同步检测能力，在环境监测领域应用广泛。然而，实际工况中水分及干扰气体的存在，会显著影响其测量准确性。为探究这一影响，通过模拟固定污染源排放口的实际工况下不同湿度（0%~20%）及典型干扰气体（如CO2、NO、CH4、NH3）环境，研究水分和干扰气体对便携式FTIR气体分析仪测量结果准确度的影响。实验结果表明，水分对低浓度SO2的干扰误差可达-5.88%；而NH3的测量准确度受水分干扰的相对误差约为3%。干扰气体引起的交叉干扰误差为-0.1%~2.7%。基于此，建议针对不同污染源排放点的湿度及干扰气体组分进行针对性校准，以提升监测数据的准确性。
同位素分析技术可提供精确的碳同位素比数据，在碳测量领域发挥着重要的作用。重点围绕大气、矿物、生物体等目标物在碳监测、碳库利用、碳循环与碳汇中涉及的碳同位素分析技术的应用与研究进展进行综述。首先，介绍了同位素技术在追踪大气中二氧化碳来源和动态变化中的应用，为科学评估二氧化碳排放数据提供技术保障。其次，总结了同位素技术在油气勘探与二氧化碳地质封存领域的应用，有助于提高资源识别效率和封存泄露风险识别。此外，阐述了同位素在陆地生态系统碳循环与碳汇研究中的应用，为理解碳在生态系统中的流动和储存提供了有力支持。同时对碳同位素分析技术、同位素示踪技术等技术方法进行了阐述，以期助力环境治理和减碳目标的达成。
报告了二氧化碳连续排放监测系统各模块技术应用现状，表述了不同浓度、流量测量原理的设备在有组织碳排放测量中的优缺点。分析了国产二氧化碳排放监测系统测试评价结果，国产设备在前沿技术研发、质量管控等方面需要继续加强。综述了卫星遥感、地基遥感、区域反演三类碳排放监测技术发展现状，分析了各项技术在无组织碳排放测量方面的优势，总结了3种技术在溯源技术支撑、数据可信度等方面存在的问题。从技术研发、计量体系建设、碳计量基础支撑和应用推广几个方面，给出了国内碳排放直接测量技术改进与提升建议。
随着碳排放监测的精度要求日益提高，碳监测的方法也在不断更新，总结以无人机携带监测设备进行碳排放监测、量化方法的发展现状，为后续研究以及监测工作提供参考。通过调研相关文献，梳理了3种主要的采样方法：挂载离线采样器采样法、无人机-管道-地面监测法、现场监测法，分析了各自的基本原理和应用场景；比较了应用广泛的质量平衡盒子模型与高斯色散模型2种碳排放量化模型的应用场景与性能。提出了引入无人机集群进行监测的可能性，阐述了通过人工智能模型辅助计算带来的优势。
