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《美国国家标准与技术研究院（NIST）公布房屋中甲烷泄漏的测量方法和不确定性估计》

  • 来源专题：计量基标准与精密测量
  • 编译者： 张宇
  • 发布时间：2024-12-26

  • 近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）在对住宅天然气器具甲烷排放的测量中发现，住宅内的排放量不可忽视，这种泄露对室内空气质量甚至室外气候都有影响。因此，住宅建筑的甲烷损失最近被纳入最新的美国国家清单中，排放因子是根据对加利福尼亚州的每一栋房屋进行单独研究来确定的。在这项研究中，我们使用了质量平衡方法，通过同时测量选定房屋室内和室外的甲烷摩尔分数，来确定整栋房屋的甲烷排放量。我们通过改变建造房屋的强制空气通风率、使用六氟化硫和二氧化碳测量空气交换率，并进行甲烷注入，量化了全屋甲烷排放的不确定性。我们发现，建造房屋中全屋静止甲烷排放率平均为0.34克/天，计算排放率的方法学误差约为20%（均方根偏差）。我们还测量了建造房屋在三个月内的静态泄漏，发现两个季节的排放量变化为24%（1-sigma）。我们的发现可以帮助规划未来的研究计划，以使用类似的方法量化住宅建造后的室内甲烷损失。

    该研究的论文已发表在《Atmospheric Measurement Techniques》上（DOI：10.5194/amt-17-7065-2024）。

  • 原文来源：https://www.nist.gov/publications/methodology-and-uncertainty-estimation-measurements-methane-leakage-manufactured-house
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  • 《美国国家标准与技术研究院（NIST）发布《NIST温室气体测量项目：十年的关键成就》报告》
    • 来源专题：计量基标准与精密测量
    • 编译者：李晓萌
    • 发布时间：2024-06-11
    • 在第21届缔约方会议（巴黎）上，人们普遍认为，减少温室气体排放和减缓大气变暖的计划将需要了解现有的排放，以及监测、报告和核实各种来源的排放的计划。由于70%的温室气体（GHG）排放来自世界上大多数人口居住的城市环境，因此需要更加强调对城市环境的监测。 作为美国的国家计量研究院，美国国家标准与技术研究院（NIST）已经对这些测量和标准的挑战做出了回应： a）提高美国准确测量温室气体排放的能力； b）展示城市大气监测网络（自上而下或大气测量方法）在定量确定工业、住宅、交通、发电和其他活动产生的温室气体通量方面的能力； c）利用基于社会经济数据的空间明确排放模型（自下而上或排放模型）方法补充此类测量； d）证明两者的结合提高了对排放估算的信心，同时确定了有待改进的领域。 NIST项目的建立是为了改进对二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氧化亚氮、二氧化碳和氧气的同位素成分、气溶胶和温室气体烟囱排放的测量。开发了新的遥感方法，应用于大范围的技术，扩大了NIST的气体标准计划，与NOAA、WMO的温室气体中央校准实验室密切合作，通过SI可追溯性确保数据的准确性和一致性，并加强对大气温室气体排放测量的相互认可。与其他机构合作，开发了先进的计算工具，以模拟空间明确的排放源、生物排放和吸收过程，并使城市温室气体源归因能够从大气测量中得到。2010年，NIST与普渡大学、NOAA和宾夕法尼亚州立大学合作，在印第安纳州的印第安纳波利斯建立了第一个城市试验台（“涌入项目”）。在洛杉矶（2012年）和东北走廊（2014年）建立了额外的试验台，以测试方法在一系列气象条件和排放概况下的适用性。对于内流，在3年的分析期间（2012-2015年）的结果表明，自上而下的模型和排放模型之间的一致性<3%。在综合方法的测试中，自下而上的排放抵消了+15%，自上而下的方法抵消了-14.2%。这一性能显示出足够的灵敏度，可以每年跟踪缓解行动。（全球都设定了每年1%至3%的减排目标。）200多份档案出版物已产生并被引用超过10,000次，并培养了一支杰出的美国研究团队成功参与应对这一全球挑战。在中国和欧洲合作组织了研讨会，将计量和气象界聚集在一起，共同应对这一共同关心的挑战。世界气象组织的全球温室气体综合信息系统（IG3IS）的形成得到了催化，预计将启动关于温室气体测量的国际文件标准。NIST为推进美国温室气体综合测量、监测和信息系统的国家战略的发展做出了贡献。NIST量化温室气体排放的努力对于实施美国商品期货交易委员会（CFTC）发布的关于在自愿碳市场中列出自愿碳信用衍生品合同的建议指导也至关重要。NIST在解决由地球变暖的大气所带来的排放量化挑战方面做出了重大贡献，并采取了针对导致变暖的主要因素的措施，即温室气体排放到大气中。
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  • 《美国国家标准与技术研究院（NIST）等机构研究人员强调了基因治疗中标准化测量方法的必要性》
    • 来源专题：计量基标准与精密测量
    • 编译者：李晓萌
    • 发布时间：2025-01-12
    • 近日，研究人员评估了基因治疗中常用的几种测量技术，这一发现对最有前景的尖端医学治疗之一具有重要意义。该研究确定，最流行的技术之一是“有问题的”，需要进一步开发和标准化。 在基因治疗中，一个人的错误基因要么被替换，要么被修改，以治疗或预防疾病。市场上有大约20多种产品，数百项临床试验正在进行或计划进行，这种治疗被誉为一种革命性的方法，可以针对镰状细胞到癌症等疾病的根本遗传原因。 一些基因治疗使用修饰的腺相关病毒（AAV）将治疗性遗传物质递送到患者的细胞中。这些AAV被设计成靶向特定的细胞类型。然后，他们的感染性遗传物质被治疗性遗传物质所取代，并被给予患者。 正确测量AAV载体对其安全性和有效性至关重要。 在最近发布的一项研究中，美国国家标准与技术研究院（NIST）、国家生物制药制造创新研究所（NIIMBL）和美国药典（USP）的研究人员招募了美国和欧洲的六个行业实验室来测量样本AAV载体。 实验室被要求量化载体中遗传物质和病毒颗粒的浓度。他们使用了四种测量技术，并将结果报告给了研究的作者。 在部署的四种测量方法中，聚合酶链式反应-酶联免疫吸附试验（PCR-ELISA）的准确度和精密度最低。研究人员所说的准确性是指测量值与正确值的接近程度。精度是指该方法是否产生一致的相似结果。 PCR-ELISA的不精确性导致该研究的作者得出结论，该方法“再现性差”。其结果在同一实验室和不同实验室都无法可靠地复制。 他们补充说，如果没有进一步的方法开发和协调，该方法“不应用于定量[AAV载体的测量]”。 PCR-ELISA实际上是两个独立的工具结合在一起。PCR用于量化遗传物质，ELISA测量构成病毒外壳的蛋白质。这两种测试已经存在了几十年，目前市场上每种测试都有几十个版本。 因此，NIST化学工程师Wyatt N.Vreeland表示，PCR-ELISA的制造和使用方式存在微妙但重要的差异。他表示，每个人在进行PCR-ELISA检测时都可能认为自己在做同样的事情，但事实往往并非如此。 “这就像是同一块巧克力蛋糕的食谱，”该研究的首席研究员Vreeland表示。“你可以给别人同样的配料，但当你使用不同的设备制作它们或在不同的烤箱里烘烤它们时，蛋糕的结果就不一样了。” 以下是该研究对其他三种方法的发现： ·SEC-MALS（多角度光散射和串联UV/Vis和/或折射率的尺寸排阻色谱）是测试方法中最准确和精确的方法。 ·使用UV/Vis和/或瑞利干涉光学的SV-AUC（沉降速度分析超速离心）不如SEC-MALS准确和精确，这让研究人员感到惊讶，因为SV-AUC被认为是AAV载体测量的“金标准”。然而，SV-AUC在创建AAV载体中遗传和病毒颗粒分布的详细“图谱”方面优于SEC-MALS。该研究表明，“SEC-MALS可以作为一种通用方法实施，必要时可以使用[SV-AUC]进行更完整的分析。” ·A260/A280双波长紫外分光光度法测量样品对紫外光的吸收，与其他方法相比具有明显的局限性。它无法区分部分填充或过度填充的AAV载体。此外，AAV蛋白颗粒太大，设备无法处理而不产生错误。分光光度法的这些问题都有很好的记录，而且该技术通常不依赖于高精度的测量。 该研究没有对过去、正在进行或未来依赖这些方法测量AAV载体的基因治疗研究得出结论。它也没有提出任何政策或监管建议。 在未来的工作中，NIST、USP和NIIMBL的研究人员计划为SV-AUC制定标准操作程序（SOP）。NIIMBL是NIST支持的公私合作项目，旨在支持生物制药制造。SOP是针对特定技术或方法的详细书面说明。科学家们相信，广泛接受SV-AUC的SOP将使其再现性性能提高到与已经有SOP的SEC-MALS相同的水平。 “我们测试的所有不同方法都有其局限性和不确定性，”Vreeland表示。“重要的是，你要了解你的测量技术能告诉你什么，不能告诉你什么。” 相关研究成果已于2024年12月26日发表在《Human Gene Therapy》期刊中。（DOI: 10.1089/hum.2024.124）
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