北京市冬季大气细粒子数浓度的粒径分布特征

考虑到对人体的健康危害,大气颗粒物的数浓度值可能比质量浓度值更重要.通过对北京市交通道路边、生活区和远郊背景点大气细粒子数浓度的监测,对北京市大气细粒子数浓度的主要来源、浓度和粒径分布特征进行研究.文章认为交通源是城市大气细粒子数浓度的主要来源.城市生活区的大气细粒子主要是污染源稀释后扩散而来.远郊区既可能存在气象污染物光化学成核生成的超细颗粒物,也存在外部运移而来的细粒子.与国外其他城市相比,北京市大气细粒子数浓度在道路边处于中等偏下水平,但生活区和背景点处于相当或偏高的水平.     

粉煤燃烧过程中细粒子形成机理的研究

煤是一种有机沉淀岩，主要包括有机碳化合物和无机矿物。在燃烧的高温条件下，煤中的矿物质首先经历热分解和气化，当烟气冷却时，它们经过冷凝成核、凝结和团聚等作用，形成大量细粒子。这些细粒子的排放会对大气环境和人类健康造成严重的影响。研究燃烧过程中细粒子的形成机理将为其污染防治提供理论基础和科学依据。本文系统地综述了煤燃烧过程中矿物质和痕量元素的气化、冷凝成核、表面凝结、团聚的机理、模拟和预测方法以及细粒子形成机理的研究进展。     

成核方式对诱导结晶工艺处理含铜废水的影响

研究了诱导结晶过程中成核方式对诱导结晶工艺处理含铜废水的影响.在2组严格控制的实验条件下,分别考察均相成核和非均相成核下诱导结晶工艺运行效果,并利用扫描电镜（SEM）、X射线能谱分析（EDS）等手段考察了2种成核方式下回收的结晶产物的生长状态以及纯度.结果表明,当废水中铜的浓度为50 mg.L-1时,均相成核条件下,结...     

二氧化硫/水/空气体系气溶胶成核实验研究

以X-射线为辐射电离源对二氧化硫/水/空气体系的气溶胶成核过程进行了研究.实验结果表明,新生粒子来源于离子诱导成核与均相成核两种机制,前者产生带电颗粒,后者产生中性颗粒.离子对粒子成核有着重要的贡献,对粒子生长作用不明显,SO2对粒子成核与生长均有贡献.成核粒子谱分布呈双峰模式,其峰值会随着气体流速发生偏移.在低SO2浓度情况下,离子诱导成核占主导地位,随着SO2浓度的增加,均相成核的作用越来越明显.     

SO2-NO2-NH3-H2O四元反应体系中气溶胶的生成特性

通过烟雾箱实验,研究了SO₂-NO₂-NH₃-H₂O四元反应体系在气-粒转化过程中新形成颗粒物数浓度与粒径分布的变化.研究发现,SO₂-NO₂-NH₃-H₂O四元反应体系具有显著的成核能力,且其成核强度大,持续时间短.当SO₂、NO₂浓度为200mg/m³,NH₃浓度为12x10^-6时,反应体系的气溶胶总个数浓度在2min时达到峰值2.5x10⁶cm^-3.缺少任一种气体均会使气溶胶成核强度下降.SO₂、NO₂及NH₃浓度分别为0的工况下气溶胶总个数浓度峰值分别下降了41.0%、83.6%及98.5%.在电厂污染气体排放浓度区间内,NO₂对气溶胶生成影响大于SO₂.燃煤电厂控制NO_x排放浓度对改善烟囱出口气溶胶数浓度更有效.在实验基础上,对颗粒物成核特性进行拟合,反应体系在气-粒转化过程中产生的新颗粒物总个数浓度及中值粒径与气态前体物浓度线性相关;采用布朗团聚模型对气溶胶成核后的团聚过程总个数浓度及粒径变化进行模拟计算,根据给定的燃煤电厂SO₂、NO₂、NH₃排放浓度,给出预测气溶胶颗粒成核速率、粒径分布及总个数浓度变化的方法.     

水力剪切力对厌氧反应器启动的影响

升流式厌氧反应器以絮状污泥为种泥启动,启动过程主要关注COD去除率的提高以及污泥颗粒化的情况.污泥颗粒化过程包括"成核"以及"在核基础上成熟"2个步骤,"成核"作为颗粒化的起点尤为重要.本实验运用课题组建立的定量方法,研究了在低、中、高水力剪切力条件下的絮状污泥的成核过程.在成核过程中,污泥平均粒径(average sludge diameter,ASD)、含核率(nucleus ratio,NR)都与运行时间明显线性相关,ASD的增长速率分别为0.40、0.51和0.41μm.d-1.中等水力条件下污泥的成核速度最快,相应的剪切速率为8.28 s-1,液相和气相上升流速分别为2.66和0.24 m/h.高水力剪切力下,污泥的COD去除率增长快.同时污泥去除能力与污泥性质密切相关,在试验条件下,ASD的增长速率与COD去除率达到92%的快慢是一致的.     

厌氧反应器中絮状污泥成核过程研究

采用本课题组建立的定量方法研究了中温内循环厌氧反应器中絮状污泥的成核过程.经过85 d,污泥平均粒径由47.8 μm增至96.1 μm,成核过程基本完成.成核过程中的污泥平均粒径与成核时间线性相关性显著,相关系数达到0.989 3,污泥粒径的平均增长速率为0.58　μm/d.污泥含核率从第1　d的7.6%增长至第 85　d的36.1%.含核率的增长速率波动较大,经历了快-慢-较快3个阶段.试验过程中,污泥ECP含量与污泥含核率的增长速率明显正相关,表明ECP可能是污泥成核速率波动的原因.随成核进行污泥活性呈上升趋势,而污泥沉降性能的改善并不明显.上述定量方法以及研究结果均有利于在反应器层面了解污泥颗粒化机制.     

NO2对SO2/H2O/空气体系气溶胶成核过程的影响

为研究NO₂对SO₂/H₂O/空气体系气溶胶成核过程的影响,采用纳米扫描迁移率粒子粒径谱仪(Nano-SMPS),对NO₂/SO₂/H₂O/空气混合气体在X-射线作用下生成粒子的粒径和浓度进行测量. 结果表明,粒子的粒径在2.0~63.8 nm之间,最高数浓度可达到1.4×107 cm-3. 成核粒子谱的分布呈双峰模式,其中一个谱峰中心位置在4.0 nm附近,另一个在7.0~14.6 nm之间,分别对应于均相成核和离子诱导成核两种过程. 在均相成核方面,NO₂和SO₂均能参与气溶胶成核,而对气溶胶的生长没有明显影响,粒子的粒径主要集中在4.0 nm附近. 在离子诱导成核方面,当混合气体中φ(SO₂)低于2.12×10-6时,加入NO₂可促进粒子生成;而当超过该值时,NO₂的加入反而会降低气溶胶成核粒子的总数浓度. 当φ(SO₂)为3.61×10-6时,在φ(NO₂)分别为0.13×10-6、0.18×10-6和0.84×10-6的条件下,气溶胶成核粒子的总数浓度比不含NO₂下分别减少了25.9%、33.1%和49.0%. 研究显示,NO₂和SO₂对·OH的反应竞争作用是影响NO₂/SO₂/H₂O/空气体系气溶胶成核的重要机制.      

粉煤燃烧过程中细粒子形成机理的研究

煤是一种有机沉淀岩 ,主要包括有机碳化合物和无机矿物。在燃烧的高温条件下 ,煤中的矿物质首先经历热分解和气化 ,当烟气冷却时 ,它们经过冷凝成核、凝结和团聚等作用 ,形成大量细粒子。这些细粒子的排放会对大气环境和人类健康造成严重的影响。研究燃烧过程中细粒子的形成机理将为其污染防治提供理论基础和科学依据。本文系统地综述了煤燃烧过程中矿物质和痕量元素的气化、冷凝成核、表面凝结、团聚的机理、模拟和预测方法以及细粒子形成机理的研究进展。