“十三五”挥发性有机物总量控制情景分析

总量控制制度是一种行之有效的污染控制手段,我国从2016年开始对挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)进行总量控制.采用"排放因子法"和"回归分析法",估算和预测我国2015年和2020年人为源VOCs排放量,结果表明,2015年我国人为源VOCs排放量约为3 111.70万t;2020年基准情景VOCs排放量预计为4 173.72万t,相比于2015年增长了34.13%.根据"十三五规划纲要"中的减排要求,全国2020年VOCs总量控制目标为2015年排放量的90%,即2 800.53万t,"十三五"期间,全国至少需减少排放1 373.19万t的VOCs.在此基础上,以2015年为基准年、2020年为目标年,通过情景分析法,设置我国"十三五"期间可能推行的3种总量控制情景:重点区域全面推进VOCs减排、重点行业全面推进VOCs减排、重点区域重点行业推进VOCs减排,并对每种情景下的控制总量进行分配.结果表明,3种情景的减排潜力与削减任务均存在一定的缺口,实现"十三五"总量减排目标难度大,需要加大VOCs污染控制力度.     

Pt颗粒负载对CeO2臭氧催化氧化甲苯的增强作用

通过铂颗粒吸附法制备得到Pt/CeO₂催化剂应用于臭氧催化氧化甲苯反应,研究了Pt颗粒负载对CeO₂臭氧催化氧化甲苯的增强作用.采用氢气程序升温还原（H₂-TPR）、氧气程序升温脱附（O₂-TPD）、X射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱（Raman）等手段对催化剂进行表征,结果显示,CeO₂负载Pt颗粒后,Pt与CeO₂存在相互作用,提高了CeO₂上氧空位的含量.臭氧分解实验证实了Pt/CeO₂催化剂具有更好的臭氧分解性能.臭氧催化氧化甲苯评价结果表明,Pt/CeO₂具有比CeO₂更优异的催化性能,在80 ℃时甲苯降解率、CO₂产率和臭氧分解率分别达到92.3%、92.1%和99.9%.原位拉曼进一步研究了臭氧分解生成的氧物种种类及含量,以及甲苯存在时氧物种的变化,结果表明,臭氧在氧空位上分解产生的过氧物种较为稳定,是氧化甲苯的重要活性物质.因此,Pt颗粒负载在CeO₂上能增强臭氧在催化剂上分解,并形成更多过氧物种,最终提升臭氧催化氧化甲苯的性能.     

底泥中红霉素耐受菌群的多样性分析

为了正确评估抗生素残留的环境风险,了解长期受低浓度红霉素污染条件下,水体底泥中红霉素耐受菌群结构的变化特点,采用传统的微生物培养法和分子生物学方法对长期受低浓度红霉素污染的水体底泥中红霉素耐受菌群结构的多样性进行了分析.结果表明:采用传统的培养方法,从底泥中可分离筛选出3株对红霉素有耐受能力的菌株,根据其形态学特征及16S rDNA序列分析,初步鉴定为赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillussp.)、土壤芽孢杆菌(Solibacillus silvestris)以及蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus),其中敏感菌蜡样芽孢杆菌经低浓度红霉素诱导对红霉素表现出一定的耐药性.进一步构建底泥耐药菌群16S rDNA克隆文库发现,底泥中红霉素耐受菌群可分为三大类群,其中未获培养的细菌(Uncultured bacterium)在整个文库中比例最大,占65.06%,其次为芽孢杆菌纲(Bacilli)和梭菌纲(Clostridia),分别占文库比例33.73%和1.20%.文库中可培养的耐药菌优势类群为芽孢杆菌纲,与传统培养方法得到的结果相一致.上述研究表明,在长期受低浓度红霉素污染的环境中,红霉素耐药菌的存在具有一定的广泛性和潜在性,将可能威胁人类健康和生态系统,应当重视其生态风险评价与管理.     

广东省典型电子工业企业挥发性有机物排放特征研究

针对广东省电子工业进行调研与监测,分别选取了手机、相机及笔记本电脑3类典型产品的代表性企业为研究对象,利用活性炭管采样,样品经溶剂解吸后采用GC/MS分析,获得了排气筒及车间废气的VOCs含量水平及组分特征,并利用监测计算法、排放因子法及物料衡算法3种方式计算了各企业的VOCs排放量.结果表明:喷涂车间VOCs浓度范围为43.01~322.34 mg·m~(-3),调漆、供漆车间VOCs浓度范围为103~172.714 mg·m~(-3);车间中VOCs物种为8~10种,不同产品类型VOCs物种不同,但含氧VOCs的比例均超过50%.排气筒的VOCs浓度范围为48.01~155.38 mg·m~(-3),且不同产品排气筒的VOCs物种均比车间成分简单.3种方式计算的VOCs排放量不同,其中,物料衡算法计算结果最大,监测计算法计算结果最小.3类产品喷涂车间非致癌风险危害商值(HQ)在3.44×10-3~7.17之间,总危害商值之和(HI)分别为2.22×10-2、1.97及7.27.     

空气质量模拟与观测机器学习NO2浓度预报

在空气质量模拟预报数据基础上,采用套索算法(Lasso)将前馈神经网络(FNN)与基于污染物浓度及气象实时观测值搭建的长短期记忆网络(LSTM)组合,形成了模拟与观测机器学习(SOML)预报模型,开展了佛山市顺德区NO₂未来3d10个镇街空气质量监测点位逐日浓度预报.结果显示:SOML3d的准确性均优于WRF-CMAQ及其它单一模型,其中第一天SOML平均绝对误差(MAE)为4.99μg/m³,改进幅度达66.18%;SOML不同季节适用性均较强,四季预报效果均较WRF-CMAQ明显提升(MAE分别降低42.18%、42.89%、61.04%、50.91%),其中秋冬季改善幅度更好;相比WRF-CMAQ,SOML预报结果能较好反映顺德区内各站点NO₂浓度实际空间分布和数值水平,有效提升了浓度预报精准度.     

MnOx／Al-SBA-15催化剂低温NH3选择性催化还原NO的原位红外研究

用原位红外分别进行了MnOx／Al-SBA-15催化剂上NH3和NO＋O2的吸附态和瞬态实验以及NH3＋NO＋02反应的稳态实验。结果表明，催化剂上存在着L酸位和B酸位，NH3吸附在催化剂上形成配位态的NH3和NH4＋，配位态的NH3能脱氢形成-NH2活性中间态。NO＋O2在催化剂上吸附形成硝酸盐类、硝基类和亚硝酸盐类。将NO＋O2通入预吸附NH3的催化剂中时，表面的配位态的NH3、NH4＋和-NH2都会减少直至消失，SCR反应显著。而将NH3通人预吸附NO＋O2的催化剂中时，只有硝基类和亚硝酸盐类减少，硝酸盐类基本不发生变化，SCR反应微弱。NH3＋NO＋O2稳态反应中，催化剂表面稳定存在着NH4＋和硝酸盐类，SCR反应显著。     

Cu/盘状ZnO模型催化剂催化CO2加氢反应中生成CO的活性位研究

通过水热法合成盘状ZnO,并在其表面负载Cu得到Cu/盘状ZnO模型催化剂,将不同气氛下(5%CO/Ar、2.5%H_2/2.5%CO/Ar、5%H_2/Ar,分别记为CZ-5CO、CZ-2.5H_2-2.5CO、CZ-5H_2)还原的模型催化剂用于逆水煤气变换反应.对催化剂进行热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、原位紫外拉曼光谱(in situ UV-Raman)表征.结果表明,不同的还原气氛可得到不同尺寸的Cu颗粒及不同缺陷浓度的Cu-ZnO界面.CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD)结果表明,不同的Cu-ZnO界面具有不同的CO_2活化能力.其中CZ-5H_2形成的Cu-ZnO界面对CO_2活化能力最强,表现出最佳的逆水煤气变换反应活性;CZ-5CO具有更多的表面缺陷可能是由于存在Cu_3Zn合金,但Cu-ZnO界面上CO_2的吸附容量降低,导致逆水煤气变换反应活性低;CZ-2.5H_2-2.5CO的活性介于CZ-5H_2与CZ-5CO之间,界面对CO_2的活化量也介于两者之间.     

广东省工业点源大气汞排放清单更新研究

基于包含工业点源位置、排放信息的2006年广东省环境统计数据和能源统计年鉴,编制了广东省2006年工业点源汞排放清单.利用该清单更新了1999年中国区大气汞排放清单中广东省行政区域内相应的点源清单数据内容.采用CMAQ-Hg模型基于同一气象、初始浓度和边界浓度输入条件对两套清单进行了更新效果评估.结果表明,使用包含工业点源位置及排放细节的bottom-up方法编制的排放清单有效提高了模拟结果的准确度.更新清单前后,本地和跨省大气汞沉降增量差异的初步研究结果说明不同形态的大气汞具备不同的干、湿沉降特征.据此提出,需要尽快开展符合我国实际的各类工业源大气汞排放因子和排放形态因子更新研究.     

污染减排及新冠肺炎对广州空气质量影响分析

自2017年《广州市空气质量达标规划》实施以来,广州空气质量大幅改善并于2020年首次实现全面达标,评估《规划》中本地污染减排措施实施成效可为后续大气污染防治提供参考.本研究基于各种减排情景的排放核算结果,综合运用空气质量模型模拟和数据融合技术,量化评估了本地污染减排措施、新冠疫情防控工作、周边排放控制及气象条件变化4种影响因素对2017—2020年广州市空气质量改善的贡献.评估结果显示,本地污染减排措施是2017—2020年SO₂、NO₂、PM₁₀及PM_2.5浓度下降的主导因素,其浓度削减贡献分别为53.58%、31.60%、34.24%及30.82%;疫情防控工作的浓度削减贡献在初期较大,但在后期随着复工复产而减弱;周边减排空气质量改善效果弱于本地污染减排;气象条件变化对各污染物浓度下降均存在正贡献,且对O3浓度削减的贡献(81.96%)尤为显著.     

典型重化工园区产能增加对城市O3浓度影响

重化工园区产能增加将加大园区挥发性有机物(VOCs)排放总量,进而影响本地及周边城市O₃浓度.珠三角实施的“VOCs倍量替代”政策可在城市层面有效抵消重化工园区VOCs排放量上升的不利影响,还可进一步降低城市VOCs排放总量,实现区域O₃浓度下降.以惠州市某大型重化工园区为例,编制2018—2020年重化工园区产能增加以及实施“VOCs倍量替代”政策的污染物排放清单,基于WRF-CMAQ模拟体系,定量分析多种情景下园区在基准年(2017年)7—10月气象条件下对惠州市及周边城市O₃影响程度.研究表明,重化工园区增产而增加VOCs排放4101.96 t,“VOCs倍量替代”综合减排余量7298.97 t;“VOCs倍量替代”政策可有效解决重化工园区增产对O₃浓度的不利影响,其中7月最为显著,主导东南风下风向的深圳市及惠州市大亚湾管委会站点O₃浓度降幅最大,分别为3.9μg·m^-3(下降率2.97%)和7μg·m^-3(下降率4.95%);...