10
On the performance of SF 6 permeation tubes used in determining methane emission from grazing livestock K.R. Lassey a, * , C.F. Walker a,1 A.M.S. McMillan a,2 , M.J. Ulyatt b a National Institute of Water and Atmospheric Research Limited, P.O. Box 14-901, Wellington, New Zealand b AgResearch Limited, Private Bag 11008, Palmerston North, New Zealand Received 6 February 2001; accepted 14 March 2001 Importance of this paper: Livestock farming is among the most methane-productive of human activities, contributing signi®cantly to the atmospheric growth of this greenhouse gas. International agreements to limit this growth require that source strengths be reliably quanti®ed. In a widely applied technique for unobtrusively measuring methane emission rates from freely grazing ruminant livestock, an inert tracer, sulfur hexa¯uoride, is released from a permeation tube pre-inserted into the rumen, also the site of methane generation. This paper presents examples of unexpected long-term changes in permeation characteristics, discusses their possible causes, and presents an empirical strategy for incorporating them into estimates of per-animal methane emission rates. Abstract In a technique for measuring methane emitted by grazing ruminant livestock, a calibrated source of inert tracer sulfur hexa¯uoride SF 6 is inserted into the rumen of each participating animal prior to collection of ``breath'' samples for gas analysis. Each source comprises a ``permeation tube'' from which an SF 6 charge slowly escapes through a permeable membrane, to be sampled with the breath. This paper reports analyses of the permeation characteristics of such tubes and provides evidence that the permeation rate slowly changes rather than stays constant as the technique supposes. This feature has been observed routinely over several generations of tube ®lls in our laboratory. Failure to take account of a changing permeation rate can lead to a systematic error in the inferred methane emission rate of up to about 15%. A quality control strategy is proposed that enables permeation rates to be extrapolated with con®dence, based on the monitored performances of control tubes as proxies for inserted tubes. Ó 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved. Keywords: Methane; Enteric fermentation; Measurement technology; Sulfur hexa¯uoride tracer 1. Introduction The Emissions from Ruminants Using a Calibrated Tracer technique ERUCT), pioneered at Washington State University Johnson et al., 1994), is achieving wide acceptance for determining methane emission rates from individual ruminant livestock while grazing. It has been deployed in various parts of the world to assess methane emissions from grazing cattle or sheep e.g., Lassey et al., 1997; Judd et al., 1999; Ulyatt et al., 1999; Leuning et al., 1999; McCaughey et al., 1997, 1999). In this tech- nique, time-integrated ``breath'' samples are collected from grazing animals and subsequently analyzed for both methane CH 4 and an introduced tracer, sulfur hexa¯uoride SF 6 . The SF 6 source is a calibrated ``permeation tube'' hereafter abbreviated to ``tube'') Chemosphere ± Global Change Science 3 2001) 367±376 www.elsevier.com/locate/cheglo * Corresponding author. Fax: +64-4-386-2153. E-mail address: [email protected] K.R. Lassey). 1 Present address: School of Ocean and Earth Sciences, Southampton Oceanography Centre, University of Southamp- ton, Southampton, SO14 3ZH, UK. 2 Present address: Department of Earth System Science, University of California, Irvine, CA 92697-3100, USA. 1465-9972/01/$ - see front matter Ó 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved. PII: S 1 4 6 5 - 9 9 7 2 0 1 ) 0 0 0 1 7 - 4

On the performance of SF6 permeation tubes used in determining methane emission from grazing livestock

  • Upload
    mj

  • View
    214

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: On the performance of SF6 permeation tubes used in determining methane emission from grazing livestock

�� ��� ��������� � �� �������� ����� ���� ������������ ������ ������ �� ������� ��������

���� ������ �� � !��� "����� ��# $�%� � %�%����� ��&� %�'� (����� �

� �������� ������� �� ���� ��� ���������� ������� �������� ���� ��� ��� !�� �����"���� ��# $������� �"������� �������� ���%��� ��" ��!!&� ��������� ������ ��# $������

�������� � �������� &))#* �������� #+ %���� &))#

���������� �� ��� �����' ��%����( ������" � ����" ��� ��� ���������������%� �� ���� ����%����� ������)���"

�"��*�����+ �� ��� ���������� "��#�� �� ��� "������� "�� ������������� �"������� �� ����� ��� "��#�� ��,��� ����

���� ����"�� )� �����)�+ ,����*��� �� � #����+ ������� ������,� ��� ��)���%��+ ������" ������� ������ ����

���� �����+ "��-��" ������� ��%����(� �� ����� ������� ��� ����.������ � ������� ���� � ���������� �)� �����������

���� ��� ����� ��� ��� ��� �� ������� "���������� /�� ����� ������ ������� �� ��������� ���"����� ����"� ��

���������� �������������� ���� ����� ���)�� ���� ��� ������ �� ��������� �����"+ ��� ������������" ���� ����

������� �� ���������� ������� ������ �����

��������

,� � ������-�� �� �������� ������ ������ �� ������� ������� ��������� � ���������� ����� � ����� ������

������ ��.�/����� � ��� �� �������� ��� ��� ���� � ���� ������������� ����� ���� � �������� � 00������11 ������

�� ��� ��������� 2��� ����� ������� � 00�������� ����11 �� 3���� �� �� ������ ��3�� ������� ������ �

�������� ������� � �� ������ 3��� ��� ������� 4��� ����� ������ �������� � ��� �������� ��������������� �

���� ����� ��� ������� �������� ���� ��� �������� ���� ��3�� ������� ������ ���� ����� ������� �� ��� ������-��

�������� 4��� ������� ��� ���� ������� �������� ��� ������� ���������� � ���� 5��� �� �� ��������� ������� �

���� ������ � � �������� �������� ���� ��� ���� � � ��������� ���� �� ��� �������� ������ ������ ���� � �� �

���� #67� $ -������ ����� �������� �� ������ ���� ������� �������� ����� � �� �.��������� 3��� ��5������

����� � ��� ������ ���������� � ����� ����� �� ��.��� �� �������� ������ � &))# 2������� ������ ���� $��

������ ���������

0�+#���' %������* 2������ ����������* %��������� ��������* ����� ��.�/����� ������

� ���� ������

4�� 2������ �� �������� (���� � !���������

4����� ������-�� 82�(!49� �������� �� "��������

���� (��������� 8'���� �� ���� #::+9� �� ��������� 3���

���������� �� ���������� ������ ������ ����� ��

���������� ������� �������� 3���� �������� ,� ��� ����

������� �� ������ ����� � ��� 3��� � ������ ������

������� �� ������� ������ � ����� 8����� ������ �� ����

#::;* '��� �� ���� #:::* (����� �� ���� #:::* ������� ��

���� #:::* %�!������ �� ���� #::;� #:::9� ,� ���� ����<

��-��� ���<���������� 00������11 ������ ��� ��������

�� ������� ������ ��� �����-������ �������� ��

��� ������ �!=+� ��� �� ��������� ������� ������

��.�/����� � ���� 4�� �� ����� �� � ����������

00�������� ����11 8��������� ����������� � 00����119

!�������� > ?���� !����� ������ @ 8&))#9 @�;>@;�

333�����������A�����A�����

!���������� ������ ��.B C�+<+<@D�<&#6@�

1����� �����' ��������E��3�������� 8���� ������9�# F������ �������B ��� � ����� ��� 2���� ��������

������� ����������� !������ (��������� � �����<

��� �������� �#+ @G=� (��& F������ �������B H�������� � 2���� ���� �������

(��������� � !��������� ,������ !$ :&�:;<@#))� ( $�

#+�6<::;&A)#AI < ��� ���� ����� � &))# 2������� ������ ���� $�� ������ ���������

F,,B # + � 6 < : : ; & 8 ) # 9 ) ) ) # ; < +

Page 2: On the performance of SF6 permeation tubes used in determining methane emission from grazing livestock

���� �� �������� ��� ��� ���� � ���� �������������

����� ���� � �� �.�������� 4�� ��� � � ������ �

��3� ����� �������� ����� ��� ��J����� � �����<

����� ������ �������� �J������B ��� ���� � !=+ �

�� ������������ ������� �� ��� ������� �������� ��

��������� ������� �� �-����� �������� � ��� ���� �

����� ����� ��������� �� ��� ����� 2��� ���� ������� �

�� ������ ���� �� ��3�� �������� ������ � ��������

������� 4�� ���� � �� �������� �������� � �� ���

00�������� ����11 ��� ����������� ��������� � 00F�11� ��

��������� ������ ������ 3������� ���� � ��������� �

������ ����� 00���� ����������11� $ ������ ������

���>��� ����������� �� ������� �� ���� ��� �����

��� ��� ��������� �� ������� � ������� �������� ���

�.�������1� �������� 4���� � ������� F� �� ���������

3��� ���� ����� =3����� �.���������� ���� �����<

���� ����� ��� ����� � ���������� ������� �����<

���� ���� ��� ����������� 3��� �� ����� ��

����������

4�� ������ � ���� ����� �� � ����� ��� �������

�������� ���� F�� �� �� ����� �������� 4��� ��

����� � ��� ������1 �.��������� � 5����� ��� ����<

������� �� ���� 6)) ����� ��� 6 ����� � '��� &)))�

4��� �.�������� �������� ���<��� ������� �

00����� �����11� �� 3��� �� ����<�������� ��� �����<

����� � ����� ���� ��� ��������� �� ����� ���3���

�.������������ ��������� �� �� ���� #)) ������

4��� ����� ������ ��� ���<��� ��������� � � ���<

����������� ������ � ����� ������ ��� ������� �

������� �������� � ���� �������� ���� ��� ������

������������ ��������� �� ������� F� � �� ����

����� � ����� ����� �� ��.����

� ������������ ���������

���� #::6� 3� ���� �������� � ������ � 5��� ��<

������ � ������ ���<����� ������ ������ ������

4�� ���� ��� ���B 8�9 � ������ �������� �� �������

�������� � ��� ������� ������ ��������* ��� 8�9 �

�.���� �������� ����� ������ ������ �������������

��� ����������� � ������ ������� %�� � �����

�������� ���� �������� ������� ����� 8:6+ �����<����

� '��� &)))9� 3���� ����� �������� ������� ����� �3�

8@@) �3<����9� K�� ����� ���� �������� ����� � �3�

����� �������� ������� ��������� ��� �������� �� �

������ ����� �� ����� ; ���� ����� ��� 5��� �������

��������� ����

2��� ������� ������� �������� !=+ ��� ��

�.��� ����� �� ��� ����������� �� ����� ����������

������ ������� ������� �� ���� � 5�� ���������� ����

8��� ������ �� ���� #::;9� � �������� ���� �������

���������� ��� ��� ������ �� ��L����� ������ � ��<

�������� ������� �� ��� ��� ������ �� � ���3<

��� 4��� �� ��-���� ���� ��� ����� ����� �� ���� ��

������� ����� ,������ �����<������ ����� ���� ���� ��<

������ �� ����� �����5��� ## ���� ����� ��������

���3��� �������� ��� ��� �������

� ���� ���������� �� ����������

2��� /)� �������������

2��� ����� ��� �� :�6 8@�D��9 ������� �����

��� �� �@@ ���� 5���� 3��� � 3������ ���� ���

���� 3��� � +�D ����� ��� ���� &� ����� $

���� 4����� ���� 8)�&+ F4�2�9 ������� � ����<

���� ������ �������� ������� �������� �������� �� �

��������� ����� ���� 8��� ���� & �9 ��� ���� �� ����� ��

��� ���� 3��� ��+ 8#�+��9 ������� ��� ������� ���

�������� 3���3 8���� #9� ���� $����� #::D� � ����

3����� ��� ���� �������� ���3��� ��� 4�/� ��� ��<

����� ����� ����� 4�� ������ �� ���� ��� 3����� ���� ��

� ��� 00�����11 �� ��� ��� �� ��-��� � �D M ���

������� ������ ��� 4�/� ���� �� �.������� ���������

4���� ��� ������� �� ��-��� ������� ���������� ��

3���� �))>:)) � �� 8::�:7 ����9 ��� ����� ��� ���

���� �� ������ ������� ��N������ 4��� ����� ����� ������

� ���� �. �3��� 3��� ���<��� 8��� ��� 3��� ����� �����

�����9 � �������� �������� �������� � 3���� ����

� ����� ��.���� 8��� �������� �������� � 5����� � �

����� �� 3����� � ������������ ���<��� ���������

������ � ��5��� ��������� ������� ��� � ���

������� � ���������� ��-��� �������� =3����� ���<

����� 5����� �� � ���������� ��� ������� ��� � �<

�������� �������� � 3����� ��������� ��� � ���

������� ����� ���3� �3�� ��� ��� ��� ����� ���3�

����� ��� ��� ��� ������9

!������ ����� ��� �������� �� �� ��� �� @:�! 8��<

�� ����������9 ��� ������ ������ 3�����

3�������� $� 2.���� 3���� �������� � ���������

5� � ���� 3����� ������� ���� ������� ����� � &<

3��� ��������<�3� ������ ������ ��������� 5�� ��� �

���� -������B ���� ��� �& ������ �.���� )�::D �� D

���� #� $� �.����� ���3 � ��� �������� �������� �����

2��� ���� ���� 3����� @#>@& � ���� �� �� ������ � ����

)��>)�: �� 2��� ����� ���� 3����� 6�>6;�6 � ���� &�@>&�� � ���

4�� /�� ����� �� ��� ���� ��� ������ ���� �������� 3���� ���

��� �� ��-����

@�D 0��� ���+ �� ��� 3 4��������� 5 6��)�� 4���"� 7������ 2 89!!�: 2;<52<;

Page 3: On the performance of SF6 permeation tubes used in determining methane emission from grazing livestock

3���� ��� ������� �� ���� ������ �� ��� � ����� 4������

F��� ��������� �� ��� ��������� ������ ��� )��>#�;

� �� ��#� =3����� ����� ���� � �� ��� � ����

3����� 8��� ���� #9 ������� �� � 6)7 ������� �������

������� ��� ������� �������� � ��� 4�/� ���� ��<

������� � ��������� ������ 3��� �������� �������

�����

�� � ������� ����� � ����� 5���� �� ���������

����� ���� ��3 3��� ������� �� ���� ����� 8�& �

�� ��#9 � �� �������� �� �3 ��������� ����������

���� & ����� ��� �3 ��� �� ���� �L��������� ������<

������� ����� ����� � #&�; 8#�&��9 ����� �� ���

������� 3��� ���� &6)) � �� ���� �������� ����

������ ��� ����� ������� �� ��������� @>6 � �� ��#�

3���� ���� ��� 3��� ������ �� �������� �� �3��

4�� 3�� ������� ���3 ������ � ��� 00���� �����11

��������� ����� ������ 00����� �����11 ��� �����5�����

��������

2�9� =���"����� �����"+

�� ����� ���� ��� �� ��������� �� ��� ������

����� �� �.�������� �� ���� �� F�� ��� ��� �� ��<

����� �� �.���������� ���<�������� 3����� ����

4�������� 3� ���� �������� ��� ������ ����� ��

���� ����� � 5��� �� ���� � ���� ��5����� �� �����

�����<��� ��������� ��� ���� ��� ����� ���� � �

-������ ����� �������� ���� �� ��������� ���3� 4����

�� ���� ����� 8�������� � �� 00������� �����119 ��������

��� ����� ���������B

#� �������� ���� ��� �������� �� �������� ��� ������

� ��� ����� � �& � )�::D ����� �� ����� D 3���� �

������� 8������� #& 3���� �� ����� ���� 3��� ��

�� ���������9� �� � ��������� 5� ���� ������ ��� 5���

& 3����� 4��� 3��� F�� �.������� )�; � �� ��#

��� �������� �� ������ 43 ����� 8�� �� '���

&)))� �� ����� ����9 3��� � ���� ������

�� ������� ���� � &�) 8��� ���������� �&�69

� �� ��# ��� �������� �� �3 ���������

&� >���� ������� �)� ������� �������� ����� ������

������� � ��� ����� ����� ��� ��� ������ 3����

���� �� � ������ ��������� �� ��� �� ������������ ��<

������� �� @:�! 3���� �������� ����� ��� �� �����

@� 7�%�������� ������� �)� ��� ��������� �� @:�! �� �

���� �������� ��� ��� � �� ����� ��� �����<

���� 4��� ��� ������ �������� ��� �����

��� ������� � ��� �.��������

4�� �����<��� ������� � ����� ����� ������� �

������ � ��5����� �� ���� ��������� ���� �� ����<

�������� 3��� ��� �������� ����� ��� ��������� ���

�������

4���� ���� ��� ���������� ������ �� ����� ���� ���

�����5��� � �� ����<5�������� ������� ��� �������

��� ����� ������ ������ ������ 3�������� !���<

��� 3��� ���<�������� ������� ��� �������� ����

�� ���� �������� ��� ���������� �������� �� ����

���������

2�2� /+����� �)� �����������

(����� �� ��� 8#:::9 ������� ��� ���������� �

�������� ����� 5���� ������ #::6 ��� #::�� 4��� �����

������ ���������� �� ��� �� ������ � ��L�����

����� �� ���� ������� �� (����� �� ���� ������� � �

��� � ������� ����� 83��� 3������9 5���� � M�����

#;� #::D� ����� &>+ ������� 00�������� ����11 �������

�� ���� ������ $�� 3������ ������� ��� ����� ������� ��

F� ���� ��������� � ��������� �� ���� ���� �� ��

�.����5�� �� ���� 6�

���� & �������� 4��� O+D# ���� 3�� ������ �� �

H�� D� 8����� 5�����9 ����� �������� ��� � �����1� ��<

�� ��� ����� ���3��� ���� ��������� �� H�� #�@

����� 3������� ������ �� H�� &:;� "������ ���� � H��

#@ ��� �� �������� �� ����� ��� �� ���� �� ���������

��������� F��� 8�9 ��� 8�9 ����� �3 ��L����� ��<

������� � ����� 5������ ,� ��� 8�9 ��� ���<��������

��� ���<��������� 3����� ������ ��� ���������� 5���� ��

������ ���������� 4�� 5� � #& ���<�������� 3������

��� ;@ ���� �� � ���� �������� 8�& � )�:::&9* �� ��<������� � � ���� � ��� ��� � )�:;;� )�)): 8# �H�9

� ��#� ����������� �� � �� F�� 4�� 5� � #: ���<��<

������� 3������ ��� #@+ ���� �� ���� �.������

��& � )�::::�� ��� �� � ���� � ��� ���� )�D+& �)�))& � ��#� ���� �� ��� D�7 � ��� ���<��������

����� 4���� �� ���� ������ ���� �������� �������� �� ��

F� �� ������������� �� �� 3��� �� �������� ����������

��� ��� ���� �� ���� ���������� %������ ����� ��<

���� ��� ����� � �3 � ������� � F� �� �

������� ��� ���� ���� ���3��� H��� D� ��� #�@B 3���

��� ���<�������� ����� �� �.��������� F� �

)�:;; � ��# 3��� ���� ���� ������� H������� �<

������ ���<�������� ��� ���<��������� 3������ �� �<

�������� �� ��� �������� � ���� �������� �� ����

�������� ���� ������� �������� ��� �������� � ��� ��<

������ �� ��� ���<��������� 3������� $�� �������

�������� �� F� ������ �� ���� ����� ������ ������� �

��� �� ��� ������� ����� 3��� ��� ��-������ ��

� ��� ��������� ��� ���� �������� ����� � ��������

����� � ������ ���� ��� ��������� 3���� �� 4���

O+D# �� #@�) �� 4��� ����� �������� �� ���� ���� ���

���� ���� 3��� ���� � �� ���������� �� ���

���<��������� 3������ � ����� �3 �-���<������� 8;@

���� �� ���� ����9 ������<��������� ����� � ��������� ��

��� ������ ���3��� H��� D� ��� #�@� 4�� #@�) �

��������� �� 4��� O+D# �� ������� � ����� �������� ��

�D) ���� �� ��� ���� ��� ��������� 3��� �������

������� 3������ 8#)>@) �9 �������� ��� ������� ����

�����������

���� &8�9 �������� ��� ��� 3����� ����� L��� �� )�&

� �� ������� � ������������ ��� 3��� ���<���������

3������ ��N����� �� ���� ������� 8����� #@�) �

0��� ���+ �� ��� 3 4��������� 5 6��)�� 4���"� 7������ 2 89!!�: 2;<52<; @�:

Page 4: On the performance of SF6 permeation tubes used in determining methane emission from grazing livestock

����������9� $ �� -�������� ��������� 5� � ���

���� 3����� ������ �� � �.������ ��������� 3���

�& � #�)))� 4�� ���������� ���� � ���� 5���� ������

3���� 3� �������� 3��� ��� 00������������11 �� F��

��������� �� )�:@; � )�DD6 � ��# ���3��� H��� D�

��� #�@� $� ���������� ������ ������ ��������� 5� � ���

��� 3����� ������� ��� ��3�� ��� �& � )�:::@ ���

���� )�D:+� )�))+ � ��#� "���� ���� �& ����� �� ������

�������� �� ���������� ������ 5�� � ��������� ���������

�� ��� 3����� ������ �� �������� "� ����� � ���� ������� ��

00�������� ���������11�

���� @ ������� ��� ���������� � ���� & �� � 5���

����� ����� O+;D� ������ �� &@+ ����� 4�� ���

�������� ��������� � ��N��� ���<��������� 3������ ��

���� + � ��� ���������� � � ��3�� F� 3���� �����

��� �� ������� � ��� �� ��� ������� ����� ���

������ � ���������� �.������ �� @:�! �� ��� ���<

����� ��� 8������� ���� �� ����9� %�� ���� ��

5��� ����� ������ � ��� �������� �� ����������� ��

���� 4��� O+;D ���� �.������ �������� ������ � ��������

���� O+D#� 3��� � -�������� ��������� 5� � ��� ����

3����� ������ ���� �������� ��� ��������� ���������

�� ���������� 4�� ������������ F� ��������� ��

��� ���� � ��� -�������� 5� ����� �� &&7 �� )�:&@ �

)�;&& � ��# ��� ��� ���� �������� H��� #@ � &@+�

���� + �������� ������ �������� �� �3 ������� ���<

��������� ����� ������ O+)) ��� O++D� ������

3����� �� &@+ ����� �������� ��������� �� ���

��������� �� ����� �������� ��������� � ��3�� ���������

���� � ��� ��� ���� �� 3��� �������� �� -�������� ��<

�������� ���� ����� ����� �.�������� ������� ��������

� ���� �������� �� ��������� ����������� �������

��� �������� ��������� ���� ���� �.����� �������� ���

�������� �������� �� �� �������� ������ 4���� ������� �

�� � ��� ������ ��� &@+ ���� ����� 3���� ������

��������� �� ��������� ��� -�������� ���������� ���<

������� ���� ��� ��<������ �������� �������� ��� ��

�� ������� � ������ ��������

4�� �������� �������� �� ����� &>+ ��� ������� � ���

����� ���������� �.������ ,� �� �������� ����� ��<

����� ��� �������� 5� �� ����� &8�9 ��� @8�9 ���� ��<

������ ��� ���3 ���� �������� ���������������

������� �������� �� � ���� �������� ���� ��� -��<

������ 5�� ������� ���� � ��3�� �������� F� �� � ������

���������������� 4�� �������� ���3 3�� ���� � ���������

������� ���� ��������� 8'��� �� ���� #:::* ������ ���

���� &� $ 3����� ��� ������ �� � ������� ����� �������� ����� O+D#� 5���� M����� #;� #::D� F�� 8�9 ��3� ��� ���<�������� ���

���<������� 3������ 8���� ��� ���3 ������9 3��� ����� ���������� ������ ��������� 5�� 8���� ��� ������ �����9� �.��������� �

���� ��� ���� ��� �������� 4�� ���������� �-������ �� ����� 5�� ��� ��������� 8�.�� 3��� ���� ��� ������ ������9� ������� 3���

����� �& ������ ��/������ ��� 5� -������� F�� 8�9 �������� ��� ��� 3����� ���� 8���� �������9� L��� �� )�& � �� ������� ��� 3��� ��� ���<

������� 3������ ��� ��N����� � ������ �� �������� ���� �������� ��� ������� ��3�� �������� ������ ��� ������� 8��� ��.�9�

4��� ������� �� 5���� �� ��� ������ ��� -�������� ��������� 5�� 8���� ����� ��� ������<����� ����9� 3��� ����� ���������� �-������

��3� 8�.�� 3��� ������ ������9�

@;) 0��� ���+ �� ��� 3 4��������� 5 6��)�� 4���"� 7������ 2 89!!�: 2;<52<;

Page 5: On the performance of SF6 permeation tubes used in determining methane emission from grazing livestock

���� +� "����� ��� ������ �� �3 ������� ������������ ����� ������ 5���� �� ��� ��� ����� �� ���� �� ����� & ��� @� 4�� ���� ������

��� �-����� �. ������ ��� �� �� ���� &8�9�

���� @� $� �� ���� &� ��� �� � ������� 5��� ����� ����� O+;D� �� ��� ��� ����� � 5��� �� 4��� O+D# �� ���� &� H��� ������ ����

������ ��� �-����� �. ������ ��� �� �� ���� &�

0��� ���+ �� ��� 3 4��������� 5 6��)�� 4���"� 7������ 2 89!!�: 2;<52<; @;#

Page 6: On the performance of SF6 permeation tubes used in determining methane emission from grazing livestock

(������ &)))9� �������� ���� ��� ���<�������� F� ��

�� ����� ������ �� ��� �������� ������ ��� �������

� ��� ������� ������ 8M�� ���� �� � ������ ���� � ���

������� ����� � � ������ ���� ��� F�� ��� �<

������ � ����� ����� 3�� ����������� ����� @ ���� ��

&+ � �� � ������������ �� ���� ����� ��� ������ @�+<���

��� ������ ��������� � ��������� ���� 3�� 3��� ��������

�� -�������� ���������� ������������� �L����� �� ���

����� ���������� �.�������9

���� 6 �.����5�� �3 ��������� F�� 8�9 ����������

���� �������� ��������� �������� ��� � ��� ���� ��

��� �� & ����� ��� �� 3��� �������� �� � -�������� 5�

3��� � ������ ������� �� ��������� 4�� F� �� 4���

O@;6 �������� �������� �� @+7 8#�&)�>)�D)& � ��#9 ���

���� ���� ���� & ����� �� ���� � ��� �.�� ������

������� � � ������� ����� ���� ��� �������� ���� ���<

����� ��������� �������� �������� ���� �������� F��

8�9 ��3� ��� �L��� � �������� � � ��������� ��

���� $ ����� ������� �� F� ����� �� ��� �� ���

����� ���3 �#6) � 8��� 00���� ������ ���119� ,�

������� ��� ����� �3��� �� �.�������� � ��<

�� ������ ��� ���� #6) � �������� ������� ,� ���

���� ���� �� ����� &>6� �� ���� ����� ���� #6) ��

$ ��������� F� 3�� ������� �� �� ����� :67 � ���

�������� �������� ���� � �� ���� � ��3 ����

�������� �� ��� 5��� �@ ����� ��������� �� ���<

������ 3�� ������ �����5����� ,� � ��3 �����<�������

������ � -�������� 5� � ��������� 3�� �������5������

������ ���� ��������� ��� ���������� ��� F� ��3�� ��<

������� 8����� ��� �������� ��� 3�� ������ �3�<

3����9� M������������ ��� -���������� �������� � ����� &>6

������ ��� �� ���� #)) ����� 3��� ���<��� ���<

������ ��� ���� �.������ ���������� ���� �

-�������� 5� 3��� �������� �������� ��������� �����

�� �� ����� � ���� ���� ��� ��������� �� ������ -��<

������B �� �� ����� � ��������� �������� ��������<

������ ���� �� �������� � ������� ������ ����������

���������

� �������� ������� �� ���������� ���������

P���� � ���������� ������� �� � ��������

����� ��� ��� ������ �������� ������� ��� �� F�

3��� ����� ������� �� �� ��� �� �3 ������ �

��� �� � ��� ������� �<�.��� �� ��� ����� 4��� ��

������� ��� F� �� 5.�� ���������� �� ��������� ��

��� �������� ���<����� ��������� 3���� �� ���� ��

��������� �� ���������� �� ��� ��<������

����� 8��� �� 00���� ��������11 �� @:�!9 ����� ���

���� 6� "����� ��� ������ ������������ ���<��� �������� ���������� F�� 8�9 �� �� � ���� ������ �� ;6# ����� ��3���

-�������� ��� ������ ��������� 5��� ���� ��� �-����� �. ������ ��� �� �� ���� &8�9� F�� 8�9 �� �� � ����<��������� ���� ������

�� +6� ���� � ���� �� �.�������� 4�� 5���� ������� ��3 3������ ���� ��������� � �� ��� �.������� #6) �� 3��� ������ ��<

������� 5� 8������<����� ����9 ��� ��� �-������ 4�� ���3 �������� �� � ���<#6) � �� ���� ��3 ��� 3����� ���������� ���� �

��� ���� ���� 8����� ������9�

@;& 0��� ���+ �� ��� 3 4��������� 5 6��)�� 4���"� 7������ 2 89!!�: 2;<52<;

Page 7: On the performance of SF6 permeation tubes used in determining methane emission from grazing livestock

������ ����� �� �.�������� 4�� �������� ������ �� ��

��� ���� � �.������� 3��� ���� ��������� ���

���� ������ �� ��� 8%(�9� ��������� ����<

������ �� �#6) � 8���� 69� 4�� ������� ���������

������� �� F� ���� � ��� %(� ����� ������� ��

���.������ ��� 3� ���� ��������� ������� �������

�.���������B

#� 4�+�"���� ����������" �� ����� ���������� �������

���� �� � #���� %���� �� ���)�� ������� ����" �)�

*����"� ��� ������� ������� 3��� ������� �� �����<

��� 3��� �� �� � ��������� ���� �� � ��<������ �����

�� ������ � -������ �.�������� � ���� ��� ������ ����

� ��� ��� 3��� ��3�� ������� ����� ���� �.����<

���� 4���������� �� �������� 3��� �� �������

=3����� 3��� �� ����<�. ������ ���L������ �� �.<

������� ��� ������ ��� ������ ���� 5������ ��� �.����

� �������� 3��� ������ �� �.������ ��������� ��<

������� � �����5���� ����� 3��� � ����������� ����<

���� �� ���� 4�������� ����� �������� ���������

���� ��� ��������� ��� ���������� �� �� � & �����

3����� �� �������� ������ �������� ���� �.�����<

��� �� �����������

&� 4������-��" �� �������� �� ��� 7>�� "��� � �����5��

������ � ::�:7 ����� ���� ���� # � � �������

3��� �� ����� �� ���� ����� ,� �� ������� 3���

� ������� �� �������� 3��� �� ��� ���� :) �����

��� ��� ���� � ��� ��� ������ ���� ����� 3���

�� �������� �� �)�)# �A�� P� �������� ��� ���<

�������� ���� � ��� ��� �.����� ��� ���<���������

���� � ��� ��� �� �� ���� )�# �A� 8����� &8�9

��� @8�99� ���������� ���� ����� �� ����� ������<

��� ������ �� ��� ��������� ��������� ���� � ���

��� ���� �� �������� %������ ��� ����������� �

�������� ��������� ��� ������� �������� � ��

8)�&& �� ��� ������ �� � ������� �����9 �������� ����

�.������� ������� �� �������� � �� ����������� M��<

���������� ��������� ���� �������� ��<������ ���

��� ��� � ��3 ���� ��� ���������� ��� 5��� �#+

���� � ������ 3������� �� �.������ �� �� ������<

��� 5���

@� ����������� )��#��� ��� 7>� ��� ��� /�.��� ����

)����� F�����<������� ����������� ���3��� ��

��� ��� ������ ���� ��3�� ���� ��� ���������

/�. ����� �� �.������� 4��� ���� ���� ��� �� �

��3 ��������� � ��� 4�/� ���������� � � ��3 ��<

������ � �� ������ ���>������� ������������ "�

������ � ���� ���������� ���3�

+� ��+���� ��������� �� ��� /�.��� ���)����� H����<

����� ��� ���� ��3��� ������� � �������� �������

���� 3����� ���� � 5������ 4��� �� ������� � ������

� ��� ���� ��3 � ��� 4�/� ���� ����� �-������

�� ��� ��-�� ��-����� � ������� ��� ���� $����<

������ 3��� ���� 3������ ��� �������� ��� 4�/�

����� ��� ���� �������� ��� ��� 3������ ���������

/�������� =3����� ������ �������� ���������

��� ���� ������� 3������ 3������ ��� �������� �

��� ���������� ���� 4�/� �������� �� �� � �N�

����� � ���� ����������

,� ���������� ��� ��������� � ��� ��� 3��� �� ���

��� �� ����<������� ������ ������� ��� ���������

��� ��������� ������ =3����� ��� ���� � ��� ��� ���

�� ������� ��� �� ��������� ���� ���������� ��

��� ������ ������� ������� ��� �������� � ������<

��� ������ ��������� ������������ ���� ��������� ��

����������� ���� � ����<������

,� �� ���3� ��� �� ������ ����� � ��������

��������� �� ���������� ���3��� ��� �� ��� �������� �

��� 4�/� ����� $� @:�!� ��� �� ���� �������� �� @�&6

%F� 8@&�6 ���9� �� 3���� �������� �� ������� �����5<

������ �� �� 00����� ���11 8=���� �� ���� &)))9� ,����� ��

�� ����������� � ��� ��� �-����� � ����� ������� ��

=���� �� ��� � ��5� ��� ���������� ������� %(� �

�#6) �� (���� ��� ������� ����� ��� �-�����

�� � ��� �� ��� -������� � ����� ������ �� ����

3��� 5�� ��� ���� ���� � )�+; � �� @�&6 %F� �� D�

�� ��� ���� ���� ��� ������� %(�� (���� ��� ������

�-����� � ����� ��� ����������� ������ ��J������ ��<

��� �� =���� �� ��� 8&)))9� ��� ������ �� ��� �� ���<

������� �� #�& �� �� �� �������� 3��� ��� ��������

%(�� 4��� ������� ���������� ������ �� ��� ��

����� ������������ �������� 3����� ��� ����� 4�� �����

��������� �� ��� �������� �� ��� ���� ���������� ���<

������ ��� �������� ���� �����<������� ����������� ���A

� ������� ���� ��� ������� �� �������������

���������� ��������� � ��� 4�� �����<�������

����������� �� ��� ���� ��� 3��� �� ��5�� ������

��<��������� ������� ������ 5�� ���� ��� ��� ��<

������ �� 8� ����9 �� ����������� 3����� 3���

4�/� ��� �������� ���� �� ������ �����</����� ��<

5����� "���� ���� �� ������ ��� �� �.����� ��������

���������� �� ��� ������� ���� ���������� � ��������

�������� ����� � �����<��� ������� �� �� /�3���

"���� ��� ���������� ��������� �� F� ������ ��<

�.�������� 3� ����� �� �� ���������� ����� ��� ����� �

�������� � ������������ �������� �� ��<����������

� ���������� ��� ��� ������ !"# ����������

4�� �������� ��������� �� �������� 3���� �����5<

���� ��� ���� �� ������������ � ���� ��������� ��

���������� �� ��������� �������� ������ �����

3����� � ��� � ���� �������� ���3��� �)>:) ����

�������� 3� ���� �� �������� �� �������� ���<

������� 4��� ����3������ ���� ��� ��������� ���� ��

�����5����� 3��� �� ���� ���� ���� 67� �� ������<

��� �������� ������ ����� ������� 3���� � �� ��<

��� ���� ��������� F� �������� ����� � ���<����������

3��� ��-���� ���� ����� ���������� ������������ ��<

N������� M������������ 3��� ���<���������� F�� ����<

������ ��� �� ���������� ���3��� ����������

���������� �������� � ���<����� ������ �����

0��� ���+ �� ��� 3 4��������� 5 6��)�� 4���"� 7������ 2 89!!�: 2;<52<; @;@

Page 8: On the performance of SF6 permeation tubes used in determining methane emission from grazing livestock

����� ��������� ��� �������� ������� � ������

����� ��������� 4��� ������ -���� ������5����� ��

���� ���� ������� ������� ���� ����� ��� ����������

������ �������� �� ����� �� ��N������

,������� ����� 3��� ������ �� ��������� �� ������

��� ������ �� ������ ���� � �� ������� ��<

�������� �.�������� !������ �������� � � ����� ���<

����� � ���� 3������ ��� ��� �� � ���� ��� ���3���

�������� �� �������������� �.���������� ���� �����<

����� 4��� �������� �� ������� ������������� �� �����

����� � ������� ������ �� ���� ���� ��� ����� ��� ��<

������ ����� ��� �� ������ ������ �� ��������

�� ���� ������� ����� ��������� ������� 3� �����

�� 00� �����11 F�� ������ �� � ������ ��������� 5� � ���<

�������� 3����� ����� 4��� ������� ���� ����������

�����<����� ������� � ������ ������ ����� ������ � ��

��������� ������ � 5��� �������� $� ������� ���� �

���� ��������� ���� ���������� ������ ����� ����

��������� � � ������� ����� ������ ���� ����� ��� ��

��N����� � ���� � ������ �� ���� � ��� ����

� � ����������� 3���� ���� �� ��� 00� ��������11 F�

��������� �� ������� ��� 8�� ��� ������� ��<�����

������� ������� �� F� 3����� � 6<��� �������9� ��

���� ����� ���� ��� ���� �������� ���� ���� �� ��<

�������� ���� ��� ������ � ��� ��������� �� ��� ��<

���������� -�������� 5�� �� ���� ���� ���� �� ��

���������� ����� �� �.��������� � ���� ����� ��� ��� �

���� � ������� �� � ��� ������ � � �� ��� 3���� ��<

�3��� ���� �������� ���� �� � �� -���� ������� ��<

���������

4�� �J���� � ��� ���� �������� �� ����������� ��

4���� # 3��� ��� �������� ��������� � #; �������

����� ���� ������� ��� ��� �� ����� &>+� �� ����� #;

������ ��. ��� �������� ����� ���� 3��� ��������� ;� ����

����� ��������� ����� ��� 5��� ����� ������ ��� �����

��� ������������ ����� ������ 4�� ����� ����� �� ����

���� �� ����� � ������ ��������� ���3��� H��� #@ ���

D�� �� �� ����� &8�9 ��� @8�9� Q����� �� ���� ��� �����

� ��� ���������� ����� � -�������� ��������� 5�� ����

������� H��� #@>D� ��� ������ H��� #�@>&:; 8��������

�����9� #)D>&@+ 85��� ������9� � :@>&@+ 8������������

������9� �� ��� ����� &>+� ����� ���3���� �� ��� ��<

������� �� �������� ��� 5��� ����� ����� �� ���������

����� ,� �� ������� ���� 3������ ��� #; ���������� ����������� ��3 ����������� ����������� 8#@�67 ��J�����

� ��������9� ��� ���� � �� ��� �� ������� ��<

�������� 8&�D7 ��J����� � �������� �� ������� H��

##@9� 4�� #;<���� ��� ������ ��� �� ���� � ��N��� ������� ����� ���� ��� �� ���������� ��������� �� ���� �

���� &�D7 8# �H�9 �� H�� ##@� "��� ���� ��N������ �

�� ��� �� 4���� O+D# ��� O+;D 8����� & ��� @9� ����

�� H�� ##@ 3��� �� ����������� �� )�&7 ��� �#�D7�

�� ����� �.��������� ���� � ����� ������������

���� ����������� �� �� ������� �� ������� H��� ##@�

#�@ ��� &@+ �� 4���� #� H�� &@+ ���������� ��� ������

N����5���� �.��������� �� ���� ���� ����

4�� ��� ������ �� ���� ��� �� � �� H��� ##@� #�@

��� &@+ �� 4���� # ��� ���������� ����� � ��� ��

������� ��� ����������� � ����� ��� � ��B

�������� � )�D)�� 6�&�� #)�+� � ��# �#����

����� � #�)#6� ��;D� #)�+� �&�3��� ��� ��� � �� ���� �� � &@+ ����� 4�� ���� ������

�� � ����� �������� �� ��� -�������� ���� �� ��� �����<

������� -�������� 5�� � ����� &>6� 2.������� 8#9 ������

���� ����� �� ������� � ������� �� 6�&�� #)�+ � ��#

��� ���� �� �� �������� �� )�)��7 � ����� ��� ����

2.���������� ����� &@+ ���� ������ ��3��� �����<

������ ������� ��� ������������ ��/������� ��J������ � �

���� � ��J����� � �������� ��� ��� #; ����� �

���� +D7� 2.������� 8&9 �� �����5� � ��� ���<�����<

��� ��� � #@>D� ���� ��� 3���� ����� 3�� ����������2.������� 8&9 �� �� ������ �� ��������������

��������� !=+ ������ ����� 8� ��������� ��� ����

��� �� �� ��������� ���9 �� ���� �������� ��

3���� � ���� � ��������� ���� ��������� �.����� ��

��� �� ���� �������� ��� 3����� ���� D ����

8������� &@+ ����9 � ���� 5��� 4��� O@;6 � ���� 68�9

4���� #

H���������� � �������� ��������� �� #; ������� ����� 5���� � M����� #;� #::D

����� %��� �H� ! � Q�

������ H��� #@>D�� )��+6>)�:;; )�;:+ )�#); #@�6

����� H�� ##@� )��##>)�:@; )�;+; )�##& #6�#

����� H�� #�@� )�6D@>)�:@6 )�;&# )�##; #��@

����� H�� &@+� )�6++>)�:@# )��D@ )�#&� #D�+

�� H�� ##@� )�:))>)�::@ )�:@: )�)&; &�D

�� H�� #�@� )�D+@>)�:DD )�:)6 )�)+& +�;

�� H�� &@+� )�;�#>)�:D@ )�D6; )�)�6 ;��

�! � Q �� ��� ��J����� � �������� 8� �H�A%���9 879�� ����� �� ��� � ����� F� 8� ��#9 ����� � ������ ����������� ���� �� ��� ����������� � �������� F� 8� ��#9� ����� � ��� ���������� ���� � ���� -�������� ��������� 5� 8��� ��.�9�� � �� �����������

@;+ 0��� ���+ �� ��� 3 4��������� 5 6��)�� 4���"� 7������ 2 89!!�: 2;<52<;

Page 9: On the performance of SF6 permeation tubes used in determining methane emission from grazing livestock

L��� ������ �� ������� �.��������� � �� ��<

����� ������� ���� �� �� � & ������ �� 4��� O@;6�

���� �� ������� �� 6�6@� #)�+ � ��&� � )�)6#7 � �������� ���� 3���� ����� � #�)D# � ��# �� ��� ������ ������<

��� 5� � 3����� ���� �� #@>D: ����� 4��� ���� � ����

���� �� 3��� 3����� ��� ����� � ����������� ������ ��

4���� #�

M�� ���� �� �������� ������� 8������ �� ���� #::;9 ���

�� ��������� ������������ ��N������ � F��� ����

���� �������� 3��� ������� 3����� + 3���� � ����

��������� ���� �� ������ � ���� ��� ����� ������ ,�

����� ������� '��� �� ��� 8#:::9 ��N����� ���� ��� �����

8��3��9 ���� � � �������� 5�� ���� �� �� ���� &8�9� 3���

���� ��������� ��� � �������� F�� ����� 4�� �������

����� �� ���������� �� ����� ��� ��������� ����� 3��

)�D@ ��� ���� ����� 3�� ���� � ������ ����� �� ����� ����3��� �� ���������� ��� � �������� ����� ����� � �

�������� 5� 3��� ���<������ ����� 3��� ������ �

�� ����� � -�������� ��������� ��� ����-�������

2�(!4<����� !=+ ������ ����� ������� �� '��� ��

��� ���� �� �#)>#67 � �3�

# !�����$

4�� 2�(!4 ������-�� �� ������ � ���� ��������

�� �� ���������� !=+ ������ ����� �� ����������

����<������� ������� ��������� !������ � ���� ����<

��-�� �� ��� �������� � � ��3� ����� � �����

������ �� ��� ���� � ���� ������ 4��� �� ����������

������ � ���<���������� �� �������� ����� 3��� ���

�������� ���� ��� ���������� �� ������� ����� �����<

���� ������ ��� ������� ���� � ��� ���� ��������

3���� �� ����� "� ���� ���������� ���� ���� �.����<

������ �������� �� �� �� N����5�� ��� ���� ��� ����

� ��� ��� ��3�� �������� 3��� ��� 8�������� ���<

������9� "���� 3� ����� �.����� ���� �������� 3� ����<

����� ���� ������� ����������� ���3��� �� ��� ���

�������� 4����� ������ ���� � ���� ����������

��� ����������� ��������� � �� ���������� ���<

������ �� �������� �� ��� ���������� ���������� ���

��������� "� �������� � -������ ����� �������� ����

������ ������������ �������� �� ���������� ��������

��� ������� � ������� ����� �������� ��� �.����<

����� �������� $� �������� ����� ��� �� ������

���������� 3����� �����5���� ��� ������� ���� ��������

������� �������� �� ��������� ��� �� ���� ������� ����

� �� 3����� ����� � ������ �.����������

��%��&�� �������

���� '����� =�� "������� ��� F������ G���<

�� � ��� "�������� ���� (��������� ��� 3�

�������� ��� 2�(!4 ������-�� ������� �����<�

���������� �� ������������ ��� �������� � M�3

G������ �� #::6� =�� "������� ��� ������� ���<

��� ����� � �� ������� ������ � ���� ������

?���� ����� ��� �������� �� ������� ��������

������

'���������

=����� '�'�� H�5������ H���� %������ %���� &)))� 4���<

������ ��������� � ������ ��.�/������ ,��� '� 4���<

����� &#� ;@:>;�6�

'����� ��� =������ %�� "�������� =�� ���� P�� G���<

��� F�� #::+� %��������� � ������ ������� ��

������� �������� ����� � �� ������ ������-��� 2������

��� 4������ &D� @6:>@�&�

'���� %�'�� ��������� ��%�� (������ %�'�� ������� ����� 4����

����� ������ ,�H�� =������ %�'�� "������ !���� #:::� M��

������ ������� �� ������� ������ ?���� !����� P���

6� �+;>�6;�

������� ����� (������ %�'�� &)))� %������ ������ �� �������

��������B $ ������� � #))) ������ ����������� ,�B ���

=�� '�� P����� $�F�%�� %����� ��$�� K���� �� 82���9�

M�<!�& ?�������� ?����B ������5� (�������������

!���� ��� ,����������� ���3�� $������ F�����

H�������� M����������� ��� #)#>#)��

������� ����� (������ %�'�� %������ ��'�� "������ !����

������ ,�H�� #::;� %������ ������� ������� ��������

�� ������� �������� �� M�3 G������� $��� 2������ @#�

&:)6>&:#+�

�������� ��� P����� ���� '���� ,�%�� =��� !�=�� ������ ���

H������ ��4�� ?��J��� H�"�4�� #:::� %������ ������

�� ����<������� �����B $ ������� � �3 ���������

������ $��� 2������ @@� #@6;>#@�6�

%�!������� "�F�� "���������� ��� !������� H�� #::;� %���<

��� �������� �� ������ � �������� !��� '� $��� ��� ;;�

6#:>6&+�

%�!������� "�F�� "���������� ��� !������� H�� #:::� ,����

� ������� ���� � ������ �������� �� ��������� ����

�3�� !��� '� $��� ��� ;:� &&#>&&��

(������ %�'�� P����� ���� %�!����� ?�'�� ������� �����

#:::� $������� � �� ������ �������� ��� ������������

�� 5��� ����������� $���� '� $����� ���� 6)� #@&:>

#@@+�

(���) ' *����$ �� � �������� ������ 3��� M,"$� M�3 G��<����� 4�� �����1� �������� ������� �� � ����������� ��<���� � ����� ������ ���������� ������� ��������� ��� ��� ������� �������� � �������� ����� �������� ��� ��<������� � ������ /�.�� �� ������� ������������ ������������� � ������ �����������

�����$� " +��%�� �� �� �.��������� �������� J���� ���<���� ����������� !������ (��������� � ��������4�� �����1� �������� ��������� ������� ��������� �� �������������� � ����� ����� �� �������� ������� ���<��������� ������ ����� ��� ��� ��� � ���� ��� ������ ��������� �� ������ ������-��� � ����� ����������� ����������� �������� �� ��� �����

0��� ���+ �� ��� 3 4��������� 5 6��)�� 4���"� 7������ 2 89!!�: 2;<52<; @;6

Page 10: On the performance of SF6 permeation tubes used in determining methane emission from grazing livestock

�� ��& , ! ,�,����� �� � F��H� ��������� �� ��� (���������� !�������� �� ,������ 4�� �����1� �������� ��������� ���� ���� ����� � ����������� ������ ����� � �������� � �<������������� ������ ����� ��� ��������� ����� �-������� /�.�� ��� ���� � ���������� ������������� � ��<�������

,����� - .�$��� �� � �������� ����� ������������ $���<������� M�3 G������� 4�� �����1� �������� ������� �� �������� ����� �������� ��� �������� ����������B ��������������� ����� � �������� ��������� ������ �������������� ��������� ��� ������ �������� �� �������0�������

@;� 0��� ���+ �� ��� 3 4��������� 5 6��)�� 4���"� 7������ 2 89!!�: 2;<52<;