湿地土壤活性有机碳研究进展

本研究对湿地土壤活性有机碳的生物地球化学循环过程、测量方法、影响因素进行系统梳理,并从研究的不足之处提出了未来的研究方向,主要结论包括:(1)湿地土壤活性有机碳的研究还相对较少,对于活性炭的测量还不是那么全面,应该按照活性炭分组逐级进行,对于同一湿地进行深入分析。(2)国内外关于湿地土壤活性有机碳的研究主要集中在滨海湿地,对于高寒和干旱区湿地的研究还相对较少,应加强干旱、高寒区湿地土壤活性有机碳的研究,填补湿地研究的不足。(3)对于湿地土壤活性有机碳的研究多采用室内模拟配演实验,应该在实验地建立湿地土壤活性有机碳长期观测点,以便能够观测到最真实状态下湿地土壤活性有机碳的变化。     

土壤中HCHs热解吸动力学研究

采集北京某农药厂旧址的农药污染土壤,对土壤中六六六(HCHs)的热解吸修复温度进行优化选择,研究了HCHs的热解吸动力学以及土壤含水率对热解吸修复效果的影响。结果表明,热解吸修复技术可有效去除土壤中的HCHs,在310℃时土壤中∑HCHs的去除率达到97.77%,且此时土壤中的∑HCHs质量比(0.93 mg/kg)低于我国《展览会用地土壤环境质量评价标准》,然后继续升高温度,去除率的变化不明显。土壤中∑HCHs的热解吸动力学过程符合二级动力学方程(R2=0.976),热解吸过程受土壤中∑HCHs质量比的影响较大,即随时间增加,热解吸速率会迅速降低。土壤水分对热解吸效果有一定的影响,特别是当土壤含水率超过16%时,β-HCH、γ-HCH、δ-HCH的去除率明显降低,而对α-HCH的影响较小。     

异戊醇低压热解的同步辐射真空紫外光电离质谱研究

作为新兴生物燃料,大分子醇类燃料在低压下的火灾安全基础迫切需要得到深入研究。热解过程作为火灾过程的初始阶段直接控制着火过程,火灾中碳烟颗粒的产生也依赖于热解反应,因此可燃物的低压热解研究在其低压火灾基础研究中具有重要意义。利用同步辐射真空紫外光电离质谱方法研究了异戊醇在0.2atm下的流动反应器热解,探测到了20余种热解产物,包括烯丙基自由基和C_4H_8O、C_5H_8、C_6H_6等同分异构体,并测量了其摩尔分数。基于实验结果,对燃料分解路径和主要产物的生成及消耗路径进行了探讨。与本组之前正戊醇热解实验的对比表明,由于存在支链结构,异戊醇在热解中比正戊醇更容易产生戊烯、丁烯和丙烯,但更少地产生乙烯。此外,异戊醇在热解中能够生成更多的丙炔和丙二烯等环状化合物前驱体,令其苯和1,3-环戊二烯的生成量更高,表明异戊醇比正戊醇更易于生成多环芳烃和碳烟。     

物种敏感性分布法在建立土壤生态阈值方面的研究进展

土壤生态阈值是制定土壤环境质量标准的重要依据,而物种敏感性分布法(SSD法)是建立土壤生态阈值的常用方法。通过梳理国内外基于SSD法建立土壤生态阈值的研究,阐述了SSD法建立土壤生态阈值的关键问题,即毒性数据的收集、筛选以及拟合模型的选择,述评了SSD法在建立土壤重金属和有机污染物生态阈值方面的研究进展。结果发现,SSD法的毒性数据一般是通过公开文献或人为添加外源污染物获取的,具有一定的局限性和区域差异性;另外,土壤理化性质、作物种类和重金属形态也是影响应用SSD法建立土壤生态阈值的重要因素;目前,基于SSD法建立土壤有机污染物生态阈值的研究较少。因此,开展基于SSD法的土壤生态阈值研究,对科学制定土壤环境质量标准具有重要的现实意义。     

不同复垦方式对黑岱沟露天矿排土场土壤有机碳的影响

采用样方对角线混合法采集土壤样品,用圆锥四分法分样,测定土壤有机碳及相关土壤因子理化性质,用单因素方差法比较不同排土场各土壤因子的差异性,用主成分分析法(PCA)分析了土壤有机质与土壤因子、复垦方式、复垦年限间的关系。结果表明:1)影响排土场土壤环境的第1主成分为复垦管理相关因子,贡献率为71.43%,第2主成分为排土工艺相关因子,贡献率为12.10%;2)排土场土壤有机质与土壤水分、土壤孔隙度、复垦方式和复垦年限呈正相关,与土壤容重、土壤黏粒含量和土壤pH值呈负相关;3)相同复垦年限时,油松(Pinus tabulaeformis Carr.)+蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)组合较新疆杨(Populus alba var.pyramidalis Bunge)+紫花苜蓿(Medicago sativa L.)复垦模式有利于土壤有机碳积累,但复垦14 a土壤有机碳含量最高的排土场尚未达到对照CK样地土壤有机碳水平。人工维系促建林地生态系统土壤环境尚不稳定。     

城市有机混合垃圾的蚯蚓堆制处理试验研究

为了探讨加速城市生活垃圾的堆制处理及其资源化利用的有效措施,以采自南京市水阁有机废弃物填埋场的垃圾为代表,加入秸秆或牛粪,调节m(C)/m(N)和水分含量,预堆制15 d后,接种赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)进行室内堆制处理.结果表明:30%牛粪+70%新鲜有机混合垃圾处理(NH处理)和20%秸秆+80%新鲜有机混合垃圾堆制处理(JH处理)的赤子爱胜蚓总体生长良好.蚯蚓堆制处理显著降低了有机混合垃圾堆制残留物干重,其中NH处理减少得最多.蚯蚓的接种显著降低了新鲜有机混合垃圾(HL)、堆制腐熟有机混合垃圾(DL)和JH处理的有机碳和全氮质量,提高了NH处理的有机碳和全氮质量.研究表明:城市有机混合垃圾在加入牛粪的基础上接种蚯蚓,其堆制效果较好,是处理有机混合垃圾的有效措施.     

热重-质谱联用研究城市生活垃圾热解特性

采用热重-质谱(TG-MS)联用技术研究城市生活垃圾的热解特性以及Ca O的添加对垃圾热解过程和挥发分析出特性的影响。结果表明,城市生活垃圾在热解过程于低温区(240~385℃)的失重主要是由于垃圾样品中纤维素和半纤维素的分解以及部分塑料的低温分解,而发生在385~500℃间的第二失重峰主要是由于塑料和木质素组分的分解。添加Ca O有利于城市生活垃圾在低温区域的热解,并且能减少焦油组分的逸出,减弱CO2气体的逸出强度,促进CH4和CO气体的释放,但对C2H6气体的释放影响较小。     

生物炭对有机废物好氧堆肥化过程的影响研究进展

生物炭是生物质在高温缺氧条件下热解产生的含碳丰富、高度芳香化的固体物质,具有比表面积大、孔隙率高、富含表面官能团、稳定性强等特点。生物炭具有的良好理化性质,应用于有机废物好氧堆肥,能有效改善堆肥环境条件,缩短堆肥周期,提高堆肥品质,从而受到越来越多的关注。综述了生物炭对有机废物堆肥化过程的影响,着重介绍了生物炭对堆肥理化性质、氮素损失、温室气体排放、微生物活性和堆肥品质影响的研究进展,提出未来应重点关注生物炭与堆肥过程的相关性、生物炭对微生物的作用机理、生物炭对堆肥及环境的长期效应等几方面,以促进生物炭在有机废物好氧堆肥中的应用。     

饮用水生物稳定性控制指标体系研究

主要阐述了饮用水生物稳定性的主要控制指标AOC(可生物同化有机碳)、BDOC(可生物降解溶解性有机碳)、TP(总磷)、MAP(可生物利用磷)、BGP(细菌生长潜力)及其测定方法和AOC-T DWMS评价体系.利用层次分析法确定了在城市输水管网中各控制指标的重要性权,使城市饮用水的处理更具有针对性,保证城市饮用水的生物稳定性.     

孔隙结构对焦碳燃烧影响的数值研究

煤粒在热解过程中,由于不同的加热速度和不同的热解最终温度所产生的孔隙结构也不同,本文建立了多组分并存的情况下,综合考虑化学反应,内外传递过程及颗粒孔结构变化在内的单颗粒焦碳着火燃烧模型,计算出３种不同孔隙结构焦碳的转化率,氧化反应率及比面积的变化,比较了它们之间的差异。     

Is biochar or straw-bale construction a better carbon storage from a life cycle perspective?

Biochar has been presented as a key technology for avoiding dangerous climate change. Pyrolysis converts part of the biomass feedstock into a gaseous fraction, which can be used for energy production. The remaining fraction is char, which is highly stable and resistant to biodegradation. When char is added to soil it increases carbon storage, reduces emissions and improves soil quality. Agricultural residues such as straw, stover and hulls are seen as the most accessible raw material. These residues could also be used as insulation in passive energy housing. Straw bale construction is a relatively simple technology, which has been applied for decades. It can store the carbon of the straw material into walls structures and in the process provides energy efficient housing. The climate benefits from improved energy efficiency depend on local conditions and energy production forms. In this study life cycle assessment was used to compare the climate impacts of biochar production and straw bale construction. On a life cycle perspective, straw bale construction results in higher net carbon storage than biochar production (3.3 t CO₂eq vs. 0.9 t CO₂eq/t of straw). However the result was found to be highly dependent on the assumptions on the overall energy efficiency of the replaced building stock.     

Characterization of Products from the Pyrolysis of Municipal Solid Waste

Pyrolysis of municipal solid waste (MSW) in the form of refuse-derived fuel (RDF) was performed in a fixed bed reactor to recover char, oil/wax and combustible gases. It was established that the yield and composition of the products recovered depended on temperature; the percentage yield of char fell as the pyrolysis temperature was raised from 400°C to 700°C, whereas that of oil/wax and gaseous products rose. The chars recovered were also found to have properties which depended on the size fraction analysed. The gaseous product evolved during the pyrolysis had a high calorific value, making the gases suitable for use as a fuel. Fourier transform infrared spectrometry (FT-ir) of the derived oils, indicated that they were chemically very complex and highly oxygenated, and have the potential of being used either as a petrochemical feedstock or as a substitute liquid fuel.     

广州市生活垃圾处理设施的调查、监测与分析

通过对广州市城市生活垃圾处理设施的调查及其排放污染物的监测和分析,阐述了广州市城市生活垃圾处理设施的特点,并提出了规范城市生活垃圾填埋场建设、加强垃圾填埋场管理、减少其对周围环境的影响和发展生活垃圾焚烧发电技术等建议.     

城市生活垃圾处理处置现状分析

本研究了国内外城市生活垃圾的产生量、组成特点及其变化趋势，综述了城市生活垃圾的处理、处置技术现状与研究进展，分析了我国在城市生活垃圾处理处置方面存在的问题及其原因，并对我国城市生活垃圾处理处置的发展方向作了探讨。结果表明：在今后相当长的时间内，我国的垃圾处理方式将仍以填埋为主；堆肥也会占有一定比例；焚烧法由于其对垃圾减容减量效果好，无害化程度高，并能回收部分能量，加之我国城市垃圾中有机组分逐渐增高，热值相应增加，同时能用于填埋的土地越来越少，将成为我国城市垃圾处理的一种极具发展前景的方式。     

黍糠、菜籽饼生物炭的制备及其对重金属镉(Cd2+)的吸附

利用黍糠、菜籽饼在不同温度下制备生物炭,以确定最佳制备温度及最佳吸附材料。结果表明,2种生物炭对镉(Cd~(2+))的吸附效果随制备温度上升而升高,黍糠生物炭的吸附效果更好。综合考虑产出率、吸附效果与能耗,得到最佳生物炭材料为黍糠,最佳制备温度为600℃。经2种生物炭吸附后,Cd~(2+)溶液的pH值均呈上升趋势,而黍糠生物炭调节pH值的能力更强。2种生物炭清洗后的吸附效果均有下降,表面沉淀是未清洗的生物炭对重金属离子吸附作用的机理之一。600℃黍糠生物炭对Cd~(2+)的吸附符合Langmuir吸附等温线,表明黍糠生物炭对Cd~(2+)的吸附为单分子层的吸附,且吸附剂表面均匀。使用扫描电镜(SEM,Scanning Electron Microscope)、多通道比表面积和孔径分析仪(BET,Multi-channel specific surface area and pore size analyzer)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR,Fourier Transform Infrared Spectroscopy)和综合热分析仪(STA,Synchronous Thermal Analyzer)对黍糠生物炭进行了表征。结果表明,黍糠原材料具有丰富的官能团,随热解温度升高,脂肪族官能团逐渐弱化消失,而芳香性结构与官能团逐渐凸显出来,因而能更多地吸附重金属Cd~(2+)。黍糠生物炭对重金属的吸附不主要依赖比表面积和孔隙结构,而是多种化学作用的结果,如表面沉淀、与官能团络合和阳离子-π键吸引。     

固体废弃物填埋场产气率的估算

填埋气体的产生过程可分为需氧分解、需氧/酸性分解、向厌氧分解过渡、厌氧分解和稳定阶段5个.填埋场产气率的估算是填埋场气体收集和控制系统设计的重要环节.本文对填埋场气体和集气井产气量的估算方法进行研究.给出了2种较简单的填埋场气体量的估算方法.并用该方法对一个三角形布置的集气井的产气量进行了估算.结果表明,这2组公式可用于填埋场的产气率的估算.     

污泥掺烧对焚烧后固体废物污染物排放的影响

在佛山某生活垃圾焚烧发电厂开展生活垃圾掺烧市政污泥工业试验,分析5%、10%、15%的市政污泥掺烧对电厂焚烧后固体废物中重金属和二噁英排放的影响。结果表明,掺烧污泥使Cd在飞灰中的分布提高了40%以上,但其他重金属的分布特征仍主要受各自沸点的影响。焚烧固废中重金属含量受污泥的引入影响普遍不显著,飞灰中Cu浸出质量浓度上升20%,Ni、Pb、Hg、Cr的浸出质量浓度波动下降;炉渣中重金属浸出质量浓度波动较大。焚烧飞灰中总二噁英含量与污泥掺烧比例成负相关,且与投料中的Cl质量分数成正相关,与S质量分数成负相关。因此,低于15%的污泥掺烧比例不会显著提升焚烧固废中污染物排放浓度。     

污染场地修复中二次污染防治措施探讨

土壤污染问题日益凸显,污染土壤修复成为环境保护工作的重点。本文从大气、水、噪声、固体废物及土壤环境等五个方面,对污染土壤修复过程中可能产生的二次污染进行分析,并对二次污染防治措施进行了探讨,以期为之后的污染土地修复工程中二次污染防治工作提供参考。     

北京市生活垃圾焚烧飞灰安全处置技术路线分析

调研了北京市生活垃圾焚烧处理及飞灰产生现状、污染特性以及处置方式,剖析了现行飞灰环境管理的技术政策标准法规,对比分析北京市目前处置生活垃圾焚烧飞灰采用的固化/稳定化—填埋和水泥窑协同处理两种技术路线,结合北京市水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰实例,深入分析了水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰技术路线及存在问题,分析了改进后的水泥窑协同处置方式的技术特点。文章最后提出北京市生活垃圾焚烧飞灰处置应选择适宜的技术路线、加强相关技术规范和标准制定和完善与推广安全可行的飞灰资源化处置技术等对策建议。     

MATLAB在垃圾填埋气体运移数值可视化中的应用

本文基于MATLAB环境对垃圾填埋场的填埋气体运移的非线性耦合模型进行了数值可视化研究,对填埋气体在填埋场中的压力分布进行了模拟计算.结果表明,填埋气体的压力随垃圾填埋深度的增加而增大,随着填埋时间的增加,气体压力变化加快,气体压力消散程度增大.对垃圾填埋气体运移进行数值模拟不仅可为垃圾气体释放所造成的环境灾害进行评价,同时也可为填埋场气体安全控制系统的工程设计提供科学依据.