中小燃煤锅炉PM2.5排放特征实测研究

中小燃煤锅炉是我国工业和民用部门最主要的供热方式,掌握其一次颗粒物的排放特征对于研究大气PM2.5的来源和控制途径具有重要意义.本研究通过实测中小燃煤锅炉烟气,获得了中小燃煤锅炉PM2.5及以下粒径段的排放因子和分布,并分析了各粒径段的颗粒密度及除尘装置的去除效率.研究发现,PM2.5质量排放因子平均为(0.123±0.061)kg·t-1,PM2.5粒子数的排放因子平均为(3.17±1.65)×105t-1,烟气中70~120 nm粒径段的积聚模态颗粒在质量和数量上都高于其他粒径段.锅炉燃烧负荷是影响锅炉PM2.5排放的重要因素,锅炉的燃烧负荷越低,PM2.5排放将随之降低.实测锅炉的PM2.5排放因子显著低于物料衡算结果,说明采用物料衡算方法可能极大地高估了现有排放清单中工业燃煤锅炉的一次PM2.5排放量.     

燃煤热电锅炉PM_(2.5)减排措施分析

燃煤热电锅炉废气排放对我国的大气环境PM2.5污染有较大的影响,目前我国大气污染形势依然严峻,重点区域内PM2.5年均浓度平均超标较重,控制燃煤热电锅炉PM2.5包含直接排放的一次颗粒物和二次颗粒物的前驱物的治理,采取建设和保障正常运行脱硫、除尘、脱硝等措施,可控制和减少燃煤锅炉PM2.5排放,降低大气污染程度、改善环境空气质量。     

重庆市典型工业源颗粒物排放特征

利用稀释通道系统采集重庆市主城区典型燃煤锅炉和水泥窑炉烟道气中的颗粒物样品,并利用静电低压撞击器将其按粒径分为12级,分析了工业源颗粒物粒径谱(0.02~10μm)特征。结果表明,水泥窑炉排放颗粒物数浓度表现出双峰型的对数分布特征,分别出现在积聚模态(0.12μm)以及接近粗粒子模态(1.23~1.96μm)粒径范围处,燃煤锅炉排放颗粒物数浓度变化特征以及浓度水平都有较大的差异,主要呈积聚模态单峰型变化趋势;火电厂1燃煤锅炉排放颗粒物的数浓度和质量浓度均为最高,其峰值分别为2.2×106cm-3和174.2 mgm3;水泥窑炉PM2.5中OC、Al、Ca所占比例较高,分别为17.96%、17.32%和9.90%,燃煤锅炉PM2.5中Al、SO42-和OC所占比例较高,分别为9.17%、8.92%和6.15%;相对于水溶性组分和碳组分,无机元素所占比例相对较高,其对水泥窑炉和燃煤锅炉PM2.5质量浓度的贡献分别达到了44.28%和18.07%。     

烟煤层燃炉颗粒物的生成特征与管理控制

以95台中小型燃烟煤层燃炉(≤70MW)的燃料特性分析数据和颗粒物(PM)排放实测数据为基础,利用统计分析方法,研究了锅炉出力、过量空气系数、燃煤灰分含量对燃烧过程中PM初始排放浓度的影响,分析了燃煤锅炉PM排放现状,讨论了我国中小型燃煤锅炉PM排放管理控制的潜力和可行性。结果表明,在锅炉运行负荷≥80%的条件下,PM初始排放浓度随过量空气系数和燃煤灰分含量的增加略有增大,而与锅炉出力无关;在用烟煤层燃炉PM排放浓度基本上能够满足国家现行污染物排放标准规定的排放限值要求;有96%的锅炉所采用的除尘装置的除尘效率大于80%;与其他国家相比,目前我国对于中小型燃煤锅炉PM的排放控制还处于中等水平,建议在国家层面上适时提高燃煤锅炉颗粒物的排放限制。     

基于AERMOD模型评估公路交通源PM_(2.5)的浓度分布

PM2.5是公路机动车主要污染物之一,对沿线居民的呼吸健康有直接的危害,因此有必要在公路建设环境影响评价中增加对交通源PM2.5扩散浓度的评估。本文通过分析空气质量模型AERMOD、PM2.5排放清单测算模型MOVES以及建模数据需求,在交通量调查、气象数据预处理以及道路源PM2.5排放清单测算的基础上,应用AERMOD模型评估了我国某高速公路沿线PM2.5的浓度分布水平。结果表明:在研究路段沿线下风向距路肩400m范围内,均受到公路交通源PM2.5污染(PM2.5净浓度≥4μg/m3)的影响;AERMOD模型可以精细化地评估道路机动车PM2.5对空气质量的影响,为道路沿线PM2.5浓度分布评估提供了一套研究方法,其评估结果对道路规划环境影响评价具有重要的参考价值。     

75t/h燃煤锅炉汞迁移转化规律研究

通过对2台75 t/h循环流化床锅炉烟气中汞排放浓度、燃煤和其他固体副产物中的汞含量进行测试,分析了燃煤大气汞的排放因子,并建立了燃煤汞的质量平衡。结果表明:燃煤锅炉中,大部分汞主要存在于烟气和脱硫副产物中,燃烧后进入炉渣、飞灰中的汞含量较少,低于5%。燃煤汞排放去向与脱硫除尘控制技术有关,不同控制技术协同除汞的效果差异较大,而单质汞是燃煤锅炉汞污染防治的重点和难点。     

城市大气环境PM2.5浓度变化特征及治理研究

文章分析了城市空气PM2.5污染的时间、空间和区域变化特征和规律,从机动车、工业、扬尘、秸秆焚烧和燃煤等探讨了城市大气环境中PM2.5的主要来源,以及城市大气环境中PM2.5污染物危害,提出相应的防治措施.通过城市大气环境中的PM2.5浓度变化特征分析,对改善城市大气环境质量等具有积极的现实意义.     

滨海城市气溶胶中颗粒态汞的分布特征

与气溶胶颗粒相结合的汞,即颗粒态汞,不仅对人体健康及生态环境产生一定的危害,而且在汞的生物地球化学过程扮演重要角色.以我国东南滨海城市厦门市为研究对象,采集郊区、居民区、旅游区、工业区和背景区四季(2008年10月～2009年8月)的PM2.5、PM10和TSP样品,基于塞曼原子吸收法的俄罗斯LumexRA-915+汞分析仪对大气不同粒径颗粒物中颗粒态汞进行了测试.结果表明,厦门市大气不同粒径颗粒物中汞的含量均表现为冬、春两季的浓度明显高于夏、秋两季;春、夏、秋、冬四季细颗粒物(PM2.5)中的含量分别为(51.46±19.28)、(42.41±12.74)、(38.38±6.08)和(127.23±33.70)pg/m3.不同粒径颗粒物中汞主要分布在PM2.5中,占到颗粒物态汞的42.48%～67.87%,表明细粒子富集汞的能力较强.不同功能区颗粒态汞的浓度分布趋势为背景区居民区旅游区工业区郊区,说明颗粒态汞浓度的空间分布特征与采样点的环境功能密切相关.总体而言,滨海城市大气颗粒态汞含量较低;PM2.5对颗粒态汞的富集明显高于PM10和TSP,表明对颗粒态汞的控制应集中在细颗粒物污染上.     

燃煤电厂排放细颗粒物的水溶性无机离子特征综述

当前我国面临严重的大气细颗粒物(PM2.5)污染,燃煤电厂是大气中PM2.5的重要来源之一.为了实现国家"十一五"和"十二五"规划对二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的总量减排目标,燃煤电厂大规模安装烟气脱硫和脱硝设施,这虽然减少了气态污染物转化生成的二次PM2.5,但另一方面也会对烟气中PM2.5的物理化学特征产生影响,有可能增加一次PM2.5的排放.本文综述了燃煤电厂排放PM2.5及其水溶性离子的粒径分布特征,重点介绍了脱硫和脱硝这两种烟气处理设施对燃煤电厂排放PM2.5的影响原理及相关研究结果,特别是对细颗粒物中水溶性离子(如SO2-4、Ca2+和NH+4)的影响.在目前我国PM2.5污染十分严重和燃煤电厂大量安装脱硫和脱硝装置的背景下,定量研究脱硫和脱硝对PM2.5排放特征的影响具有十分重要的意义.     

基于遥感资料的北京大气污染治理投资对降低PM_(2.5)的效能分析

采用北京市环境监测中心35个站点的PM2.5监测数据及MODIS Terra的大气气溶胶光学厚度L3 C051产品数据,分季度建立北京市PM2.5历史浓度遥感估算模型.结合北京大气污染物(PM10、PM2.5、SO2、NO2)年均浓度数据,对北京市2001—2012年间用于工业废气污染治理投资累计额进行了效能分析.研究表明,北京市工业废气污染治理投资对于改善大气PM10、SO2、NO2均有显著贡献,但其对于大气PM2.5污染的治理效果并不明显.可能原因包括PM2.5排放源的复杂性、相关治理措施对PM2.5的针对性、经济增长导致的区域PM2.5源排放持续增长及区域外排放的持续影响等.因此,需要采取专门的有针对性的治理措施,建立健全大气污染治理技术和激励机制,控制工业燃煤及城市交通排放,削减本地及周边源排放,以有效改善北京地区大气PM2.5污染状况.     

杀菌剂对湖泊水体温室气体浓度分析的影响

通过往湖泊水样中添加杀菌剂(CuSO4和HgCl2),利用平衡法,用气相色谱仪测定CO2、CH4、N2O浓度,研究杀菌剂(CuSO4和HgCl2)添加对湖泊水体CO2、CH4、N2O浓度分析的影响.实验设计:对照组(CK)不加任何试剂;处理组T1加1mL CuSO4溶液,T2加5 mL CuSO4溶液,T3加0.5 mL HgCl2溶液;每组的水样分两批分析:(Ⅰ)预处理完成后立即分析和(Ⅱ)预处理完成后静置两天再分析.结果表明,CuSO4和HgCl2的添加均能明显增加水体中CO2的浓度,CK(Ⅰ)和CK(Ⅱ)的CO2平均浓度分别为(11.5±1.47)μmol·L-1和(14.38±1.59)μmol·L-1,T1(Ⅰ)和T1(Ⅱ)的CO2平均浓度分别为(376±70)μmol·L-1和(448±246.83)μmol·L-1;T2(Ⅰ)和T2(Ⅱ)的CO2平均浓度分别为(885±51.53)μmol·L-1和(988.83±101.96)μmol·L-1;T3(Ⅰ)和T3(Ⅱ)的CO2平均浓度分别为(287.19±30.01)μmol·L-1和(331.33±22.06)μmol·L-1.但CuSO4和HgCl2添加对水体中CH4和N2O的浓度没有影响.对比Ⅰ和Ⅱ的实验结果可知,在水样预处理完成后需当天分析其温室气体(CO2、CH4、N2O)浓度.本研究表明,杀菌剂的添加能显著增加水体CO2的浓度.     

Estimation of daily PM2.5 concentration and its relationship with meteorological conditions in Beijing

When investigating the impact of air pollution on health, particulate matter less than 2.5 μm in aerodynamic diameter(PM_(2.5)) is considered more harmful than particulates of other sizes. Therefore, studies of PM_(2.5) have attracted more attention. Beijing, the capital of China,is notorious for its serious air pollution problem, an issue which has been of great concern to the residents, government, and related institutes for decades. However, in China,significantly less time has been devoted to observing PM_(2.5) than for PM_(10). Especially before 2013, the density of the PM_(2.5) ground observation network was relatively low, and the distribution of observation stations was uneven. One solution is to estimate PM_(2.5) concentrations from the existing data on PM_(10). In the present study, by analyzing the relationship between the concentrations of PM_(2.5) and PM_(10), and the meteorological conditions for each season in Beijing from 2008 to 2014, a U-shaped relationship was found between the daily maximum wind speed and the daily PM concentration, including both PM_(2.5) and PM_(10). That is, the relationship between wind speed and PM concentration is not a simple positive or negative correlation in these wind directions; their relationship has a complex effect, with higher PM at low and high wind than for moderate winds.Additionally, in contrast to previous studies, we found that the PM_(2.5)/PM_(10) ratio is proportional to the mean relative humidity(MRH). According to this relationship, for each season we established a multiple nonlinear regression(MNLR) model to estimate the PM_(2.5) concentrations of the missing periods.     

金沙江河谷大气二氧化碳浓度变化特征及影响因子

大气CO₂是重要的温室气体,其浓度变化与气候变化、植物生长、人类活动等密切相关.为了解高原地区近自然状态下大气CO₂浓度变化及其影响因子,选取气象要素变化较明显、人为干扰较少的金沙江河谷为研究对象,在谷底江岸边的稀树草坪上设置观测点,对大气CO₂浓度和主要气象要素进行连续对照观测,经数据计算并采用Pearson相关系数对其相关性进行分析.结果表明:①研究区大气c（CO₂）日变化和年变化均具有波动性,日最高值（316.2 μmol/L）和最低值（291.0 μmol/L）分别出现在09:00和13:00左右,年最高值（338.9 μmol/L）和最低值（228.5 μmol/L）分别出现在10月和7月;季节性变化呈春、夏两季低于秋、冬两季的特征.②研究区大气c（CO₂）与温度呈显著负相关（r=-0.97,P < 0.01）,即白天温度高而大气c（CO₂）低,夜间温度低而大气c（CO₂）高.研究区大气c（CO₂）与相对湿度呈显著正相关（r=0.97,P < 0.01）,00:00-07:00大气c（CO₂）和相对湿度均缓慢上升,09:00-12:00大气c（CO₂）和相对湿度均快速下降.研究区大气c（CO₂）与风速呈显著负相关（r=-0.93,P < 0.01）,其与风对大气c（CO₂）有扩散作用相关;不同季节大气c（CO₂）最高值或最低值所对应的风向有所不同.研究显示,金沙江河谷大气c（CO₂）的时间变化特征明显,其与温度、相对湿度、风速、风向等气象要素的变化密切相关.      

太湖流域上游南苕溪水系夏秋季水体溶存二氧化碳和甲烷浓度特征及影响因素

内陆水体是重要的活性碳（C）汇和温室气体潜在排放源.为查明太湖流域上游南苕溪水系夏秋季水体溶存二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）浓度特征及影响因素,于2019年7~11月进行水样采集,采用水-气顶空平衡-气相色谱法测定水体溶存CO₂浓度［c_obs（CO₂）］和CH₄浓度［c_obs（CH₄）］,同步测定水体物理化学指标,分析水体c_obs（CO₂）和c_obs（CH₄）变化的主要影响因素.结果表明,观测期内南苕溪水体c_obs（CO₂）及其饱和度［R（CO₂）］和c_obs（CH₄）及其饱和度［R（CH₄）］的均值分别为（505.47±16.99）μg·L^-1、（256.31±8.32）%和（1.88±0.09）μg·L^-1、（5218.74±264.30）%;所有观测点位R（CO₂）和R（CH₄）均大于100%,表明南苕溪水体为CO₂和CH₄的潜在释放源.农业区水体c_obs（CO₂）最高、居民点区次之、森林区最低,3种土地利用类型区水体间差异显著;居民点区水体c_obs（CH₄）显著高于农业区与森林区.水体c_obs（CO₂）、R（CO₂）、c_obs（CH₄）和R（CH₄）均与氧化还原电位（ORP）负相关（P<0.01）,与电导率（EC）正相关（P<0.01）.叶绿素a（Chl-a）、硝态氮（NO₃^--N）、总氮（TN）浓度和EC的差异是造成不同土地利用类型区水体c_obs（CO₂）显著差异的主要原因;农业区和居民点区水体中较高的氮污染物浓度还可促进浮游植物生长并产生更活跃的呼吸作用,最终使两类型区水体c_obs（CO₂）显著较高.居民点区水体中较高的可溶性有机碳（DOC）和铵态氮（NH₄⁺-N）浓度及水温（WT）是导致该类型区水体c_obs（CH₄）较高的主要原因.降雨对流域内不同土地利用类型区水体c_obs（CO₂）和c_obs（CH₄）都产生一定的影响,雨后农业区水体氮污染物浓度增大和居民点区水体DOC浓度增加分别是造成农业区水体c_obs（CO₂）和居民点区水体c_obs（CH₄）较高的主要原因.     

太原城区PM2.5中多环芳烃、硝基多环芳烃的污染特征、来源解析和健康风险评价

以2013—2014年期间太原城区大气细颗粒物(PM_(2.5))为研究对象,定量分析了其中多环芳烃和硝基多环芳烃的浓度.结果显示,太原城区PM_(2.5)中16种多环芳烃和12种硝基多环芳烃的浓度分别为13.8~547和0.70~4.33 ng·m~(-3),硝基多环芳烃浓度低于多环芳烃浓度1~2个数量级.太原城区PM_(2.5)中多环芳烃最高值出现在冬季,最低值出现在夏季,冬季污染物浓度平均值高于夏季20倍,主要是由于北方采暖期间取暖用煤量的增加使得多环芳烃排放量大幅提高;与之不同的是,硝基多环芳烃浓度季节变化并不显著,冬季浓度均值与夏季差异小于5倍(除9-硝基蒽),反映出硝基多环芳烃生成主要与机动车尾气排放有关,其排放不受季节控制,这与实际情况是吻合的.此外,基于因子分析和化合物比值结果发现,太原城区大气PM_(2.5)中9-硝基蒽有来自周边地区木材燃烧的贡献.健康风险评价结果表明,必须对多环芳烃排放进行有效控制来降低人群在冬季大气中的暴露风险;对于硝基多环芳烃,其健康风险更要引起足够的重视.     

基于卫星遥感与地面监测分析北京大气NO_2污染特征

分析了1999—2010年北京大气NO2地面质量浓度、2004年以来北京及周边NO2柱浓度的变化.结果表明：1999—2007年来北京大气NO2质量浓度以升高为主.2008年实施奥运空气质量保障措施极大地缓解了北京NO2污染状况,地面质量浓度与垂直柱浓度都出现不同程度的回落.2009年北京大气NO2污染又有所反弹,但低...     

TiO2/生物炭复合材料处理低浓度氨氮废水

为研究功能复合材料对低浓度氨氮〔ρ(NH₄+-N)≤50 mg/L〕废水的处理效果,采用水热法制备TiO₂/生物炭复合材料,并在自制光催化反应装置中对低浓度氨氮废水进行处理,考察TiO₂负载量、温度、pH等因素对NH₄+-N去除过程的影响以及催化的最终降解产物.结果表明,TiO₂/生物炭复合材料能有效催化去除废水中的NH₄+-N,其优化处理条件:ρ(NH₄+-N)为50 mg/L,TiO₂/生物炭复合材料投加量为1.5 g/L,254 nm紫外灯照射120 min,TiO₂负载量为20%,废水初始pH为11.0,曝气量为150 mL/min.在优化处理条件下,当温度为60 ℃时NH₄+-N去除率可达100%,常温(30 ℃)下可达67%.反应最终产物中ρ(NO₂--N)非常低,并且无NO₃--N生成.研究显示,TiO₂/生物炭复合材料具有将NH₄+-N转化为N₂的良好光催化氧化选择性.      

北京市CFCs和CCl_4的浓度水平与变化趋势

采用预浓缩-GC/MS方法对2009年4—8月北京市大气中CFC-11,CFC-12,CFC-113,CFC-114和CCl45种主要消耗臭氧层物质进行了监测.结果表明:观测期内北京市大气中φ(CFC-11),φ(CFC-12)和φ(CCl4)的平均值高于全球本底站观测值,而φ(CFC-113)和φ(CFC-114)与全球本底水平相当,其原因是这5种物质在我国的排放水平差异所致,其中CFC-11,CFC-12和CCl4仍存在一定量的排放.不同季节的日变化分析表明,4月5种物质的体积分数日变化趋势平缓,而8月观测日内基本呈现出夜间物质的体积分数高于白天的特征.8月φ(CFC-11),φ(CFC-12)和φ(CCl4)的平均值比4月高,这可能是由于8月的温度较高,致使这3种物质现有排放源的排放量增加.     

CO2浓度倍增对湿地小叶章生理特性的影响

选择三江平原湿地典型草甸化小叶章（Calamagrostis angustifolia）为研究对象,利用开顶箱控制CO₂浓度,模拟CO₂浓度倍增对小叶章生理特性的影响. 结果表明,小叶章对CO₂浓度倍增的响应依赖于氮素供应状况. 缺氮 （0 kg/hm2） 条件下,CO₂浓度倍增使w（叶绿素）,w（游离氨基酸）和w（可溶性蛋白质）降低,w（可溶性糖）增加;而当氮素供应充足时,w（叶绿素）,w（游离氨基酸）和w（可溶性蛋白质）均显著增加. 施氮促进小叶章叶绿素、游离氨基酸和可溶性蛋白质合成,降低了w（可溶性糖）. 小叶章在高浓度（以摩擦尔分数计）CO₂（700 μmol/mol）熏蒸40 d,光合能力出现下降趋势. 施氮可以促进小叶章的生长,调节其对CO₂浓度升高的适应现象.      

鼎湖山PM2.5 中水溶性离子浓度特征分析

为研究珠江三角洲背景区域大气气溶胶中水溶性离子的特征及其来源,于2007年1月～2008年12月,在鼎湖山利用大流量滤膜采样器采集PM2.5样品,并用离子色谱(IC)分析其中的水溶性离子成分含量.结果表明,PM2.5中总水溶性离子年平均浓度为(36.3±16.4)μg.m-3.其中,3种主要离子SO24-、NH4+和NO3-占总离子浓度的89%;夏季受到来自海洋气团的影响,Na+和Cl-相关性明显增强,相关系数R2为0.91;NO3-/SO24-的平均值为0.32,表明固定源对鼎湖山地区污染的贡献更大;PM2.5中Σ阳离子电荷/Σ阴离子电荷的变化范围为0.44～2.59,平均值是1.03,水溶性离子电荷基本平衡.