Measurements of <sup>13</sup>C/<sup>12</sup>C Methane from Anaerobic Digesters: Comparison of Optical Spectrometry with Continuous-Flow Isotope Ratio Mass Spectrometry
Notice bibliographique
Résumé
Methane production by anaerobic digestion of biomass has recently become more attractive because of its potential for renewable energy production. Analytical tools are needed to study and optimize the ongoing processes in biogas reactors. It is considered that optical methods providing continuous measurements at high temporal resolution of carbon isotope ratios of methane (delta(13)C(CH4)) might be of great help for this purpose. In this study we have tested near-infrared laser optical spectrometry and compared it with conventional continuous-flow isotope ratio mass spectrometry (CF-IRMS) using several methane carbon isotope standards and a large number of biogas samples from batch anaerobic reactors. Results from measurements on these samples were used to determine and compare the precision of the two techniques and to quantify for systematic offsets. With pure standards analytical precision of measurements for delta(13)C(CH4) was found to be in the range of 0.33 and 0.48 per thousand, and 0.09 and 0.27 per thousand for the optical method and CF-IRMS, respectively. Biogas samples showed an average mean deviation of delta(13)C(CH4) of 0.38 per thousand and 0.08 per thousand for the optical method and CF-IRMS, respectively. Although the tested laser optical spectrometer showed a dependence of delta(13)C(CH4) on CH(4) mixing ratio in the range of 500 to 8000 ppm this could be easily corrected. After correction, the delta(13)C(CH4) values usually varied within 0.7 per thousand from those measured by conventional CF-IRMS and thus results from both methods agreed within the given analytical uncertainties. Although the precision of the conventional CF-IRMS is higher than the tested optical system, both instruments were well within the acceptable delta(13)C(CH4) precision required for biogas methane measurements. The advantages of the optical system are its simplicity of operation, speed of analysis, good precision, reduced costs in comparison to IRMS, and the potential for field applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».