氨气敏电极法测定大气中氨

以Ｈ２ＳＯ４（０．０５ｍｏｌ／Ｌ）和ＮＨ３（１．００ｍｇ／Ｌ）的混合溶液作吸收液，采用气敏电极测定大气中氨，发挥了离子选择电极所具有的快速、灵敏及测定范围宽等优点，保证了大气中低浓度氨测定的准确性和可靠性。实验表明，该方法检测限为０．０１４～０．０１８ｍｇ／ｍ＾２，精密度约为１４．３％（相对标准偏差），回收率在９７％～１０２％之间，经６个月实验室验证的结果，无论是精密度的变异系数或回收率的置信系数     

南昌市PM2.5中铵盐及其气态前体物的分布特征与转化机制

在南昌市三种类型环境区域(混合区、道路区域以及郊区)开展PM_(2.5)中NH_4~+和空气中NH_3的同步采样监测,分析PM_(2.5)中铵盐及其气态前体物的分布特征,探讨氨气的转化与细粒子铵盐的形成机制,结果显示:2014-2015年采样期间南昌不同区域空气中NH_3浓度和PM_(2.5)中NH_4~+浓度较高;NH_3浓度存在空间分布差异,反映了不同环境区域NH_3源强的差异;NH_4~+浓度的空间分布表现为道路区域、郊区高于混合区,源于道路区域和郊区的气态前体物浓度高;NH_3/NH_4~+比值郊区道路区混合区,反映NH_4~+的形成受前体物(SO_2、NO_x)影响大;NH_3浓度春秋冬夏,说明NH_3源强受各季气象条件的影响大;NH_4~+浓度呈现秋冬高、春夏低的特征,反映不同季节的气象条件对铵盐的生成、清除和分解的影响不同;然而,NH_3/NH_4~+比值春夏秋冬,NH_3/NH_4~+比值季节分布与NH_4~+浓度季节分布呈相反的趋势;NH_3浓度昼、夜分布有差异,受昼夜间温差、太阳辐射、源强、逆温等多种因素的影响;NH_4~+浓度日变化各季节有差异;NH_3/NH_4~+比值日分布与NH_3浓度日分布相似;不同季节PM_(2.5)中铵盐形成的受控因素有差异,主要影响因素是气态前体物和温度、湿度;NH_4~+/SO_4~(2-)的比值(1.5),表明铵盐充足;铵盐形式主要为硫酸铵、硝酸铵,硫酸氢铵较少。     

基于质子转移反应质谱(PTR-MS)对北方冬季大气氨的观测研究

氨是大气中广泛存在的碱性气体,已有的研究表明,氨能够参与包括硫酸/水体系的三元成核过程,进而促进新粒子的形成;同时,氨也是大气二次有机气溶胶（SOA）的重要前体物,对二次有机气溶胶的形成具有不可忽视的影响.了解大气中氨的污染情况,实现对大气中氨的高时间分辨率的在线观测,对于研究大气中氨的时空分布及来源解析,进而加深对气溶胶生成机理及气溶胶在大气辐射平衡与气候变化中作用的认识有重要意义.本研究使用一台自主搭建的质子转移反应质谱仪（PTR-MS）,以丙酮作为反应试剂,由电晕放电离子源产生质子化的丙酮反应试剂离子（（C₃H₆O）_nH⁺）（n=1,2）,与大气中的气态氨及其他碱性气体发生质子转移反应后进行质谱检测.丙酮（C₃H₆O）相较于水（H₂O）和乙醇（C₂H₅OH）,具有更高的质子亲和力（PA=194.1 kcal·mol^-1）,对PA较高的碱基化合物的选择性更好,可减少其他物质对四极杆质谱检测结果的影响.本研究在2017年11月9日—2018年1月10日和2018年11月12日—2019年1月2日华北地区气溶胶生成机理综合研究联合外场观测期间,将PTR-MS部署于山东省德州市平原县气象局观测场内,对大气中的氨气进行实时在线观测.结果表明,两次观测的气态氨平均值分别为（5.89±5.27）ppbv和（2.65±2.41）ppbv,均呈现出一个明显的日变化规律,即上午6：00—7：00出现峰值,随后逐渐下降,在下午大约15：00浓度达到最低值,随后上升.结合正交矩阵因子分解法（Positive Matrix Factorization,PMF）模型对当地近地面大气中氨气进行初步的来源分析,发现当地大气中氨气的来源主要是周边农村在冬季大量使用生物质燃料燃烧取暖造成的生活排放和当地交通源排放.两次冬季观测中当地农村取暖等生活排放分别占到66.0%和55.0%;交通排放在两次观测中分别占到27.0%和36.8%;农田土壤释放、畜牧养殖排放和工业排放等其他来源占比较低,分别是6.2%和7.5%;外部传输来源只占到很少一部分,分别是0.8%和0.7%.2018年的冬季观测相较于2017年,氨气浓度总体出现下降,主要来源还是以当地农村冬季生活和取暖燃烧排放为主,但通过相关政策管控,这一污染来源得到改善.     

处理氨气生物滴滤塔中氮转化途径及生物相分析

为了探究除氨生物滴滤塔中氮转化途径及其生物相特征,以氨气(NH_3)作为研究对象,在填料塔空塔停留时间为5.7 s,循环液喷淋强度为637 L/(h?m~2)条件下,进行了平均进气浓度分别为5.21、11.06和17.32 mg/m~3(以N为计)的3组试验,NH_3平均去除率分别为93.86%、95.12%、96.13%,且出气浓度均低于1 mg/m~3(以N为计)。在3组试验过程中,对进气、出气以及循环液中各种化学形态N元素分别进行了检测,通过N质量平衡分析了生物滴滤塔中氮转化途径,结果表明进气中的NH_3-N经液相吸收后,很大一部分被微生物利用后直接氧化成NO_3~--N、NO_2~--N,少部分N元素被反硝化脱除,还有一部分N元素被转化为N_(org)。应用Illumina平台高通量测序技术对生物滴滤塔内生物膜中的生物种属进行了分析,结果显示优势菌属为芽孢杆菌属Bacillus、产黄杆菌属Rhodanobacter、慢生根瘤菌属Bradyrhizobium、肠球菌属Enterococcus、类芽孢杆菌属Paenibacillus等,生物滴滤塔内微生物群落主要利用硝化菌群将NH_4~+-N氧化成硝氮和亚硝氮,并利用反硝化菌群将硝氮和亚硝氮反硝化成N_2。     

通风、翻堆和添加剂对垃圾生物干化和臭气排放的影响

采用自制的生物干化装置探索了通风、翻堆及不同添加剂对垃圾生物干化和臭气排放的影响。通风量增加,有助于水分散失和H2S减排,也利于生化反应的进行,添加自制除臭剂和生物菌对H2S的排放有显著的抑制作用,添加自制除臭剂和桔秆对NH3的排放有显著的抑制作用,添加自制除臭剂可作为生物干化除臭剂的优选。翻堆工艺对干化产品含水率有一定影响,物料含水率随翻堆次数增加逐渐下降,翻堆2次的干化产品含水率最终达到25%,翻堆3次的含水率达到22.5%,翻堆4次的含水率达到19.1%,增加翻堆次数可显著降低物料含水率。     

奶牛粪便翻堆式与槽式堆肥过程气体排放规律及养分损失原位监测

为探究奶牛粪便翻堆式与槽式堆肥过程中温室气体和氨气(NH₃)排放规律及养分损失情况,采用原位监测的方法,通过静态采气箱和气体在线监测设备,分别对奶牛粪便翻堆式和槽式堆体开展为期36 d的气体监测。结果表明,翻堆式堆肥过程中甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N2_O)和NH₃排放主要集中于翻堆阶段;槽式堆肥过程中CH₄和NH₃排放主要集中于堆肥前期,N2_O排放则主要集中于堆肥中后期。堆体管理措施及物料特性显著影响堆肥气体的排放。翻堆式堆肥过程中翻堆对气体排放的影响大于堆肥理化因子如温度、含水率以及pH值;而槽式堆肥过程中,降低堆体的平均温度可同时减缓堆肥过程中CH₄、二氧化碳(CO₂)和NH₃的释放。从养分损失来看,翻堆式和槽式堆肥过程中碳素总损失量分别占堆肥物料初始总碳含量(TC)的27.16%和21.53%,其中约80%以上的碳素损失来自CO₂-C。而堆肥过程中氮素总损失量分别占堆肥物料初始总氮含量(TN)的18.67%和13.44%,其中约80%以上的氮素损失来源于NH₃N。该研究表明,在保证堆体物料腐熟的前提下,降低翻堆频率可显著减缓翻堆式堆肥过程中温室气体和NH₃的排放;降低槽式堆肥堆体的温度可显著减少堆肥过程中CH₄、CO₂和NH₃的排放。该研究结果对于减少堆肥过程气态污染物排放和养分损失,提高堆肥效率具有重要的指导意义。     

复合生物滤池处理H2S和NH3的研究:生物相机理分析

采用天然斜发沸石和木屑作为复合生物滤池(生物滴滤池+生物过滤池)的填料,研究了该工艺处理含H₂S和NH₃混合恶臭气体的生物相机理.结果表明:生物滴滤池中形成了由细菌、藻类及原生动物组成的复杂生态系统,而生物过滤池中真菌为优势微生物.生物滴滤池的下层优势菌种主要为葡萄球菌属和球形芽孢杆菌等细菌,中层主要为梨形四膜虫属和肾形虫属,上层主要为钟虫和舟形藻属;生物过滤池优势菌种主要是聚多曲霉菌种.据对复合生物滤池的生物相机理探讨推论,生物滴滤池去除H₂S和NH₃机理主要是生物链的分级捕食和沸石的吸附-生物再生机理;生物过滤池去除H₂S和NH₃机理主要是真菌降解.因此,通过控制生物滴滤池和生物过滤池处于不同的环境条件,可使复合生物滤池能高效地同时处理H₂S和NH₃组成的混合恶臭气体.      

污泥堆肥过程中主要性质及氮素转变

目前堆肥过程中氮素损失比较严重,通常达到50%左右.针对这一问题,文章以污泥和秸秆为原料,进行了不同配比条件下高温好氧堆肥试验,研究了堆肥过程中各主要性质及各种形态氮素的转化规律.结果表明,堆肥有效实现了污泥无害化、减量化和资源化.在pH值和温度较高条件下的氨气大量挥发是堆肥过程氮素损失的重要途径,且不同的物料配比会对氮素损失造成影响,C/N比低的配比氮素损失较大.适当降低堆料温度、添加酸性物质以降低pH值等措施均可减少氮素损失.     

氨和脉冲电晕脱硫脱硝的试验研究

利用氨对SO₂的中和反应和纳秒高压脉冲电晕产生的活化自由基对SO₂和ＮＯ的氧化作用脱除燃煤锅炉排放烟气中的SO₂和ＮＯ。试验结果表明:氨脱硫效率很高,但对ＮＯ不产生作用;氨和脉冲电晕共同作用于烟气中的SO₂具有理想的脱硫效果。      

膜吸收法净化低浓度甲醛和氨气

基于膜吸收技术自制双层平板式膜吸收器，搭建净化低浓度甲醛和氨气污染模拟系统，考察不同膜结构参数、进气流量、吸收剂流量等因素对其净化效果的影响。结果表明，聚偏氟乙烯PVDF对低浓度甲醛和氨气的净化效率高于聚四氟乙烯PTFE。对同一材质膜，随着膜孔隙率的增大，甲醛和氨气的净化率呈上升趋势。随着进气流量的增加。甲醛和氨气的净化效率降低；而吸收剂流量对其净化效率影响不大。对于所有实验条件，平均膜孔径为0．22μm的PVDF4#在进气流量ug=120L／h时，甲醛和氨气的净化效率最高，分别达94．7％和96．3％。