应用微通道热泳脱除可吸入颗粒物的可行性研究

将热泳力和微通道流动两项国际前沿热门研究成果相结合．研究微通道内流动的可吸入颗粒物热泳沉积效率的变化规律．选择能描述有别于一般通道的具有强换热特性的微通道公式,计算分析其中换热特性和流动特性．通过在同样条件下一般通道与微通道内,利用热泳的效应,产生的脱除可吸入颗粒物效率的比较,得到在微通道内有大的热泳沉积效率的结论．这一结果给我们利用微通道内热泳脱除可吸入颗粒物以新的启发．通过多微通道组合可以实现高效率脱除可吸入颗粒物．若这一思路能够赋予实践,将为脱除细微的可吸入颗粒物的污染提供重大新途径．     

亚微米颗粒在Sierpinski海绵模型中热泳沉积研究

亚微米颗粒由于其特殊的粒径尺度,具有很多不同于与传统细颗粒的物理和化学性质,同时极易吸入人体,对人体造成很大危害。谢尔宾斯基海绵模型作为一种理想化的结构模型,具有内比表面积大、多通道等特点。通过建立可工程应用的谢尔宾斯基海绵模型通道,并结合热泳沉积相关数学模型开展计算,可以发现:随着谢尔宾斯基海绵阶数的上升,内部通道的增加是引起亚微米颗粒热泳沉积率上升的主要因素;在海绵通道中运动的亚微米颗粒较之其他粒径的颗粒,更容易受到热泳沉积的影响;同时温差对其热泳沉积影响较为剧烈,呈现线性变化。建立具有工程特征的谢尔宾斯基海绵模型通道,可为研究亚微米颗粒沉积及脱除开辟一条新途径。     

燃煤PM2.5相变脱除实验研究

实验研究了添加蒸汽和雾化水2种不同烟气调节方式下,操作参数对燃煤可吸入颗粒物凝结长大脱除特性的影响.用电称低压冲击器(ELPI)实时测量脱除前后颗粒数浓度和粒径分布情况.结果表明,蒸汽在颗粒表面凝结能有效促进燃煤PM2.5的脱除;颗粒的分级脱除效率随粒径的增大呈上升的趋势,特别是对于粒径<0.3 μm的颗粒,当蒸汽添加量为0.1 ks/m3,随粒径从0.03μm增加到0.3μm,脱除效率提高了60%以上;添加蒸汽时,脱除效率与调节室入口烟气温度无关;而添加雾化水,脱除效率则随调节室人口烟气温度的升高而显著增大,温度从136℃升高到256℃,脱除效率提高了30%以上.烟气温度较高时,利用雾化液滴的蒸发能替代添加蒸汽实现燃煤PM2.5的高效脱除.     

燃煤PM2.5相变脱除实验研究

实验研究了添加蒸汽和雾化水2种不同烟气调节方式下,操作参数对燃煤可吸入颗粒物凝结长大脱除特性的影响.用电称低压冲击器（ELPI）实时测量脱除前后颗粒数浓度和粒径分布情况.结果表明,蒸汽在颗粒表面凝结能有效促进燃煤PM_2.5的脱除;颗粒的分级脱除效率随粒径的增大呈上升的趋势,特别是对于粒径<0.3 μm的颗粒,当蒸汽添加量为0.1 kg/m³,随粒径从0.03　μm增加到0.3　μm,脱除效率提高了60%以上;添加蒸汽时,脱除效率与调节室入口烟气温度无关;而添加雾化水,脱除效率则随调节室入口烟气温度的升高而显著增大,温度从136℃升高到256℃,脱除效率提高了30%以上.烟气温度较高时,利用雾化液滴的蒸发能替代添加蒸汽实现燃煤PM_2.5的高效脱除.     

高梯度磁场中磁性可吸入颗粒物脱除试验研究

在高梯度磁场中,分别对钡铁氧体、Fe3O4和γ-Fe2O3等3种磁性可吸入颗粒物进行了脱除实验研究.通过改变外加磁场磁通密度、格栅排数、气溶胶流量、磁性可吸入颗粒物的种类,研究其脱除效率的变化规律.确定影响磁性可吸入颗粒物脱除效率的因素.结果表明:外加磁场的磁通密度越大,颗粒物的脱除效率越高,但有一定限度;格栅排数增加后,颗粒物的脱除效率得到提高;随着流量的增加,颗粒物的脱除效率有所下降;磁性颗粒的磁化率越大.颗粒脱除效率越高.     

上呼吸道内可吸入颗粒物运动及沉降的模拟研究

建立了一个从人体口腔到前3级支气管的上呼吸道3维几何模型和流场计算模型以及可吸入颗粒物运动模型.将数值模拟结果与相关的实验数据进行了对比,表明数值模拟结果与实验结果基本吻合.在此基础上,在拉格朗日框架下追踪研究了可吸入颗粒物的运动轨迹,并统计了颗粒物在气道内不同部位的沉积分数;对人体上呼吸道内可吸入颗粒物的运动及沉积过程以及影响因素进行了分析.结果表明,可吸入颗粒物在上呼吸道内不同部位的沉积与呼吸强度、颗粒物密度以及粒径等因素密切相关;高呼吸强度时颗粒物在气管内的沉积分数明显升高,且随粒径的增大呈下降趋势;颗粒物在喉部的沉积分数最大,可以达到35%左右,但沉积分数受呼吸强度和粒径的影响相对较小;颗粒物在支气管内的沉积分数随粒径增大呈明显下降趋势;中小呼吸强度下颗粒物在支气管内的沉积分数明显高于高呼吸强度下的沉积分数.研究成果可以为可吸入颗粒物对人体健康影响的研究以及医学中气溶胶吸入疗法的研究等提供一定的依据.     

脱水污泥热干化和微波干化过程及机理比较分析

以脱水污泥为原料,分别采用恒温热干化和微波干化2种不同的方法考察脱水污泥的干化情况;对不同干化阶段的污泥进行显微观察,分析干化过程;并对2种干化过程的机理进行了探讨。实验结果表明随着加热温度的升高,污泥中水分脱除速度加快。加热温度低于100℃时,在120 min以内,热干化无法达到较高的脱水率。加热温度在140℃以上,加热时间120 min时,脱水污泥的脱水率可达到98.26%。微波干化法在功率为500~900 W,5~10 min内可使脱水污泥的脱水率到达99.20%以上。机理分析表明热干化传质与传热方向相反,微传热和传质的方向相同,因此微波干化具有更快速、高效的特点。     

一般性问题

X701 94()2871正脉冲电晕和氨水对502、NO脱除的实验研究/宁成(华中理工大学煤燃烧重点实验室)…刀环境科学/中科院生态环境研究中心一1994,15(l)一15一18环情XS 采用502、NO和空气混合而成的模拟烟气和纳秒级脉冲电源进一步研究正脉冲电晕和氨水对502、NO的脱除情况,以了解脱除效率与氨水添加量、电晕和温度之间的关系。实验获得了95%的脱硫效率,即使烟气温度较高,也可以适当增加氨投入量而获得95%的脱硫效率。脉冲电晕促进了氨对硫氧化物的吸收,并使产物的热稳定性提高。氨水本身对NO没有脱除作用,电晕对NO的氧化效率达到31%。图5表…     

KI改性黏土脱除烟气中单质汞的研究

卤素改性材料对烟气中单质汞的去除具有较高的效率,黏土(膨润土)在我国分布广,资源丰富且廉价易得.为探究KI改性黏土对烟气中单质汞的脱除效率,以浸渍法制得了KI改性膨润土,研究了不同KI负载量、不同吸附温度及不同烟气氛围下,改性膨润土对Hg0的脱除效率和累积吸附量,并与原始膨润土进行对比.运用比表面分析(BET)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及热重分析法(TGA)等方法对材料的物理化学特性进行了分析.结果表明,KI改性大大提升膨润土对Hg0的脱除效率,并且Hg0的脱除效率随着KI负载量的加大而上升.温度提高了吸附剂吸附Hg0的性质,吸附剂主要表现为化学吸附.O2有利于吸附剂对Hg0的吸附.SO2对吸附剂吸附Hg0有轻微的促进作用,H2O的存在对吸附剂吸附Hg0具有很强的抑制作用.     

直流电晕自由基簇射治理甲苯的试验研究

利用直流电晕自由基簇射对甲苯有机废气进行试验,分别考察了有机污染物浓度、温度、电压、湿度和停留趑时间等不同因素对去除率的影响.试验结果表明,降低气体温度和一定的湿度能够提高脱除效率,电压增高可以提高脱除效率,停留时间长使得脱除效率升高,但能量效率降低.有机物的浓度增大,会使得脱除效率降低,但同时能提高能量的利用效率.本实验的目的旨在为降解烟气中的多环芳烃(二噁英等)打下基础.     

燃煤锅炉烟气中可吸入颗粒物的声凝并研究

可吸人颗粒物排放控制技术是现阶段的一个研究热点.声凝并是一种新型的控制燃煤锅炉可吸人颗粒物排放的方法之一.在内壁光滑的圆筒反应器中.利用压电换能器产生行波可以对小颗粒产生凝并作用.凝并效率受到凝并时间、声强、声波频率以及烟气温度等因素的影响.在1～2.5kHz范围内,1.5kHz是较好的声波频率;在同一频率下,随着声强的增加,凝并效率会相应提高,同时能耗也增加;随着温度的升高,凝并效率也逐渐增加;对于PM2.5来说,最佳凝并时间为3.3s,凝并效率可达60%以上.     

静电纺丝过氯乙烯纳米纤维膜对PM10去除效果的研究

静电纺丝纳米纤维膜是一种新型空气净化过滤材料.为了解该材料对PM₁₀的去除效果,以滑石粉粉尘和香烟烟雾为代表研究了静电纺丝过氯乙烯纳米纤维膜对PM₁₀的去除率.结果表明:供试的2类静电纺丝过氯乙烯纳米纤维膜对粉尘的平均去除率分别为93.2%和97.8%,明显高于同类非静电纺丝纤维过滤材料的去除效果;对香烟烟雾有一定的去除效果,4 h的去除率为82.4%.静电纺丝过氯乙烯纳米纤维膜对PM₁₀的过滤作用主要发生在表层,过滤机理以拦截和惯性碰撞为主.      

2007年春节期间北京大气颗粒物中多环芳烃的污染特征

利用大流量颗粒物采样器分昼夜采集了2007年春节前后大气气溶胶中PM10和PM2.5样品,并采用气相色谱-质谱技术对PM2 5样品中的多环芳烃进行了检测.春节期间大气颗粒物中PM10和PM2 5夜间平均质量浓度为232 ug·m-3和132 ug·m-3,分别高于白天的PM10(194ug·m-3)和PM2.5(107ug·m-3);除夕后颗粒物日平均质量浓度为252.3 ug·m-3(PM10)和123.8ug·m-3 (PM2.5),分别高于除夕前的166.7 ug·m-3(PM10)和106.8 ug·m-3(PM2.5);同时夜间PM2.5中多17种多环芳烃(PAHs)的总浓度都高于相应白天的总浓度,且除夕前多环芳烃日均总浓度为95.9 ng·m-3,高于除夕后的58.9 ng·m-3.结果表明,除了受一定的气象条件的影响外,大量燃放烟花爆竹会对大气颗粒物浓度有影响.但对大气中的多环芳烃影响不大,而春节期间工业及交通污染排放的减少削减了排放到大气中的PAHs.根据荧蒽/芘等比值指标判别北京PAHs主要以燃煤为主、交通为次的混合局地源污染.     

连云港市PM_(2.5)污染特征及影响因素分析研究

主要利用连云港市环境监测中心站的大气环境自动监测平台的监测数据,对PM2.5质量浓度的变化特征以及与气象要素的关系分析。结果表明,连云港市的PM2.5质量浓度的变化特征基本上有明显的夏季与非夏季两种季节性特征。在夏季,PM2.5污染程度较轻,而在非夏季,PM2.5污染程度较重;风速与PM2.5质量浓度变化曲线几乎是负相关的。当风速大的时候,利于污染物的扩散;而风速小的时候,容易使得污染物浓度变大;PM2.5质量浓度变化曲线与温度的关系几乎呈现的是正相关性。气温的变化不总是反映空气质量的好坏情况,而逆温却易使污染物浓度升高;PM2.5质量浓度变化曲线与相对湿度的关系呈现的是正相关性;PM2.5质量浓度变化曲线与气压的关系在总体是呈负相关的。     

手工法与自动监测法测定PM2.5质量浓度比对研究

采用小流量颗粒物采样器手工采样重量法和基于微振荡天平原理自动监测法监测PM2.5质量浓度。通过2010年9月至2011年8月期间两种方法的监测数据比对显示出季节差异,冬、春两季手工法获得质量浓度高于自动法,夏、秋两季手工法低于自动法,可能与两种采样方法下膜置于不同的温度有关。当受沙尘影响、持续污染或者高温污染时,两种方法结果偏差较大,可能与仪器的粒径切割效率改变有关。     

上海冬春季PM2.5中不挥发和半挥发颗粒物的浓度特征

微量振荡天平法广泛的应用于我国PM2.5的监测,该方法50℃的采样加热温度会导致PM2.5中半挥发颗粒物的损失, 而仅可获得PM2.5中的不挥发颗粒物的质量浓度,因此,PM2.5浓度的实际测值会偏低.微量振荡天平和膜动态测量联用技术可同时获得PM2.5中不挥发和半挥发颗粒物的质量浓度,本研究利用该技术于2011年12月~2012年4月在上海城郊开展了PM2.5中不挥发和半挥发颗粒物的连续观测,并对其浓度特征进行了分析.结果表明:上海冬春季大气PM2.5中半挥发性颗粒物占有较高比重,平均浓度比率为18.91%;PM2.5中半挥发颗粒物主要来自NH4NO3,在NH4NO3浓度较高的地区,PM2.5的监测应考虑半挥发颗粒物的损失;半挥发性颗粒物补偿前后的PM2.5浓度间有着较好的线性关系,在一定数据质量目标下,可由未补偿的浓度推算补偿后的PM2.5浓度.     

燃煤PM2.5不同组分对血管内皮细胞的毒性

采用MTS法评价燃煤PM_2.5不同组分对血管内皮细胞EA.hy926的细胞毒性.以大同散煤为样品煤,在实验室采用固定源稀释通道采集燃煤PM_2.5,提取燃煤PM_2.5全颗粒物、无机组分及有机组分,分别对人脐静脉内皮细胞EA.hy926进行染毒,采用MTS法检测PM_2.5不同组分对EA.hy926细胞增殖的影响.结果表明:燃煤PM_2.5全颗粒物、无机组分及有机组分均可抑制血管内皮细胞增殖,且具有剂量-反应关系;在相同染毒剂量组内,有机组分的活性抑制影响显著高于全颗粒物和无机组分,其差异具有统计学意义,但全颗粒物和无机组分之间并无统计学差异.PM_2.5的来源和组分是影响其细胞毒性的重要因素,燃煤PM_2.5不同组分均可抑制血管内皮细胞增殖,血管内皮损伤是PM_2.5致心血管毒性的可能机制之一.      

2015年12月北京市一次重污染过程中PM_(2.5)特征分析

2015年入冬以来京津冀区域重污染频发,综合分析了2015年12月19—26日京津冀及周边地区发生的一次重污染过程中PM_(2.5)分布特征及成因。监测数据显示,2015年12月北京市重污染日共计13 d,累计月均值为151.8μg/m3。在12月19—26日一次重污染过程中,区域污染面积均超过40万km2,北京市单站PM_(2.5)小时均值超过800μg/m3。污染初期北京市南部地区PM_(2.5)浓度明显偏高,且PM_(2.5)极端高值出现在南部站点。污染输送阶段,北京市PM_(2.5)小时浓度在短时内呈爆发式增长,浓度增值是年均值的2~5倍。污染缓解阶段,偏北风作用,浓度明显下降。除了极端不利的天气形势外,区域散煤排放是造成重污染的重要原因;河北省唐山、保定、廊坊、石家庄等城市区域输送加重了污染程度。     

基于PMF模型的北京市PM2.5来源的时空分布特征

2012年8月至2013年7月,对北京市定陵、车公庄、东四、石景山、通州、房山、亦庄和榆垡等8个站点的大气细颗粒物PM2.5进行了12个月次的同步采样观测,并测定了其中元素碳、有机碳、水溶性离子和无机元素的浓度水平.利用PMF模型对PM2.5的来源进行解析.结果表明,北京市PM2.5的主要来源为二次源、燃煤、地面扬尘、机动车排放、工业源和建筑尘等,年均贡献率分别为42%、19%、19%、10%、6%和4%.PM2.5的来源具有显著的季节变化,春季大风天气频繁、地面扬尘源为主要来源,而夏、秋、冬季均以二次源为主,尤其是夏季二次源贡献达56%,冬季燃煤源对PM2.5的贡献显著提升为25%.污染源贡献也存在一定空间差异,冬春季燃煤源对郊区点的贡献显著高于城区点,而二次污染源具有区域性污染特征.在区域性积累型重污染日,二次源对PM2.5的贡献均占主要地位,对气态前体物NOx、SO2和VOCs等的控制对PM2.5的减少至关重要.     

太原市冬季PM2.5水溶性组分污染特征分析

为了探讨太原市大气阴霾天气的主要污染物PM2.5中水溶性组分的污染特征,于2011年12月~2012年1月,采用美国Thermal Anderson公司的大流量PM2.5颗粒物采样器进行了PM2.5样品采集,共获得样品56个.通过采样前后滤膜的重量变化计算PM2.5的质量浓度.并采用微波提取技术,用TOC/TN分析仪研究了水溶性TOC和水溶性TN等的污染特征.研究结果表明,太原市冬季采暖期PM2.5污染严重,并且比北京、天津、广州、南京、西安的污染水平都高.对PM2.5主要影响因素风速、相对湿度、温度和昼夜变化等的分析表明,风速大小与PM2.5的浓度大小呈负相关(r=-0.4693,α=0.05),相对湿度与PM2.5浓度呈正相关(r=0.4092,α=0.05),而温度与其浓度变化关系不明显;采样期间PM2.5浓度的昼夜变化规律不明显.水溶性TOC对PM2.5贡献较高,占PM2.5总量的13.2%~57.7%;NO3-、SO42-也与水溶性TOC有重要的相关关系.