基于多源数据融合的河南省建材行业排放清单

建材行业是典型的资源和能源消耗型产业,也是大气污染的主要排放源之一.中国作为全球最大的建材产品生产国和消费国,目前针对建材行业排放特征的研究总体较少,数据来源较为单一.以河南省建材行业为研究对象,首次将应急减排清单应用到排放清单构建中,通过对应急减排清单、排污许可和环境统计等多源数据的融合研究,完善和细化了建材行业活动水平数据,建立了更为精准的河南省建材行业排放清单.结果表明,2020年河南省建材行业的SO₂、 NO_x、一次PM_2.5和PM₁₀的排放量分别为21 788、 51 427、 10 107和14 471 t.其中,水泥和砖瓦是河南省建材行业大气污染物排放占比最高的2个行业,合计超过50%,水泥行业NO_x排放问题较为突出,砖瓦行业整体治理水平比较落后.豫中和豫北是河南省建材行业排放贡献最高的地区,合计超过全省的60%.建议加快推进水泥行业超低排放改造,针对砖瓦等行业完善地方排放标准,持续提升建材行业大气污染治理水平.     

建筑陶瓷碳计量与优化模型研究

采用投入产出分析方法和目标规划方法,以某建陶企业为代表,建立了建筑陶瓷产业投入产出模型及低碳优化模型,利用投入产出模型计量和预估了建筑陶瓷产业关键环节碳排放和产品碳足迹;应用低碳优化模型对建筑陶瓷企业的产品计划进行了低碳优化.结果表明,建筑陶瓷企业年二氧化碳排放量达182 543.9 t,单位产品碳排放量多于国外先进水平10%以上;影响建筑陶瓷产业二氧化碳排放的关键环节为烧成和喷雾干燥过程,烧成和喷雾干燥过程排放的二氧化碳占总排放的80%以上;3种建筑陶瓷产品中,坯砖、抛光砖、釉面砖的万平米产量碳足迹依次为150.2、168.0、159.6 t.建筑陶瓷企业经低碳模型优化后可以在保证同样利润的同时降低5.4%的碳排放,也可以在保证碳排放相同的条件下使利润提高5.6%.     

黄绵土中碳酸钙含量和有机肥施用对土壤有机碳组分及CO2排放的影响

为探讨碳酸钙(CaCO_3)和有机肥对土壤有机碳矿化和CO_2排放的影响,本研究通过向一种黄绵土中分别添加0、30、50 g·kg~(-1)CaCO_3模拟陕西省境内具有不同CaCO_3含量(9%~15%)的黄绵土,随后再添加0、20 g·kg~(-1)有机肥(M),交互组合设L0、L0-M、L30、L30-M、L50和L50-M等6个处理进行室内培养试验(105 d),测定了土壤pH、微生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(DOC)、颗粒碳(POC)、易氧化有机碳(ROC)和CO_2释放量.结果表明:未施用有机肥时,土壤pH和MBC含量随CaCO_3含量的增加而增加,但CaCO_3含量对DOC、POC、ROC和有机碳氧化稳定性(Kos)无显著影响,其差异亦不会对土壤CO_2排放产生显著影响.当施用有机肥后,随着土壤CaCO_3含量增加,土壤pH上升、活性有机碳(MBC、DOC、POC和ROC)含量增加、Kos降低,土壤CO_2排放也随之增加.CaCO_3不仅能促进有机肥的矿化分解,而且它和有机肥会对土壤CO_2排放产生显著的交互效应,其效果与CaCO_3含量密切相关.低量CaCO_3和有机肥对土壤CO_2的释放具有负的表观交互效应,但高量CaCO_3和有机肥对其产生正的表观交互效应.因此,CaCO_3对土壤有机碳转化的影响不能一概而论,它与土壤中CaCO_3含量密切相关.在农业管理中,根据土壤CaCO_3含量合理施用有机肥对土壤碳素循环和温室气体(CO_2)排放都具有重要意义.     

涂料制造行业挥发性有机物排放成分谱及影响

采用不锈钢采样罐对华东地区8家涂料制造企业生产车间排口进行采集,运用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定了106种VOCs组分,识别了VOCs排放特征,建立了溶剂型涂料和水性涂料VOCs排放成分谱,分析了VOCs对臭氧生成的贡献.结果表明,涂料制造行业VOCs特征组分主要为芳香烃和含氧烃,两者浓度范围在65.5%～99.9%,溶剂型涂料VOCs排放主要以芳香烃为主,占总VOCs的63.0%～94.0%;水性涂料VOCs排放主要以含氧烃为主,占总VOCs的54.5%～99.9%.间/对-二甲苯(32.4%)、乙苯(19.0%)和乙酸乙酯(12.1%)为溶剂型涂料源排放特征,乙酸乙酯(83.7%)与2-丁酮(8.0%)为水性涂料源排放特征.芳香烃和含氧烃是涂料制造行业的主要活性组分,对臭氧生成潜势(OFP)的总贡献率在92.9%～99.9%之间.源反应活性分析(SR)表明,水性涂料单位质量VOCs对臭氧的生成贡献低于溶剂型涂料,因此可显著降低臭氧的生成潜势.研究显示,针对涂料制造行业VOCs污染治理,应重点关注芳香烃和含氧烃中对臭氧生成潜势贡献较大的VOCs组分,进行源头和精细化控制.     

佛山市典型铝型材行业表面涂装VOCs排放组成

选取佛山市典型铝型材行业不同表面涂装工艺(溶剂型涂料涂装、水性涂料涂装、电泳涂装、粉末喷涂)有组织废气VOCs进行了采样分析.结果表明,溶剂型涂料涂装废气VOCs浓度(63. 90~149. 67 mg·m~(-3))要远大于其他3种涂装工艺(2. 99~21. 93 mg·m~(-3)). VOCs组成来看,溶剂型涂料涂装废气VOCs以芳香烃为主,比例在52. 32%~71. 55%之间,主要污染物包括甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物和乙酸乙酯等含氧挥发性有机物(OVOCs).水性涂料涂装废气以OVOCs为主,如乙酸乙酯(48. 59%)、四氢呋喃(8. 43%),芳香烃比例(11. 32%)远低于溶剂型涂料涂装废气.异丙醇是电泳涂装废气中最主要的VOCs化合物,贡献比例高达81. 19%.而粉末涂料涂装废气VOCs污染物主要是丙酮(30. 25%),以及丙烷(15. 48%)、乙烯(12. 15%)、乙烷(9. 35%)、正丁烷(5. 16%)等C2~C4的烷烃和烯烃.臭氧生成潜势(OFP)计算结果表明,溶剂型涂料涂装废气排放单位质量VOCs的臭氧生成潜势(OFP,以O3/VOCs计,下同)最高(3. 89 g·g~(-1)),其次是粉末喷涂(2. 53 g·g~(-1)),而水性涂料涂装和电泳涂装则较低(1. 31 g·g~(-1)和0. 85 g·g~(-1)).溶剂型涂料涂装废气中芳香烃对OFP贡献比例高达93. 28%,有9种C7~C10芳香烃位列OFP排名前10化合物;水性涂料涂装废气中乙酸乙酯、间/对-二甲苯和甲苯的臭氧生成潜势占比最高,分别为23. 24%、21. 76%和17. 07%;粉末涂料涂装废气中的关键活性组分则为乙烯、丙烯和1-丁烯等低碳烯烃,烯烃对其OFP贡献为71. 11%;电泳涂料涂装废气中异丙醇的OFP贡献(65. 08%)明显高于其他组分(6%).     

利用陶瓷工业废料制备再生陶瓷墙地砖

以废弃陶瓷抛光砖粉、陶瓷墙地砖烧成废料为原材料,硼砂作辅助熔剂制备再生陶瓷墙地砖,研究陶瓷抛光砖粉的高温烧结性能及其对再生墙地砖强度的影响,采用SEM测试分析陶瓷抛光砖粉对再生陶瓷制品微观结构的影响。结果表明:抛光砖粉含玻璃相、颗粒细小,有利坯体烧结密实;复掺少量抛光砖粉和硼砂,可提高制品强度。在硼砂掺量为0.5%,陶瓷抛光砖粉为2%、烧成废料为25%的实验条件下,所得再生陶瓷制品强度最高。该方法具有陶瓷工业废料的综合利用率高,制得的再生陶瓷制品强度高等特点。     

港口自有移动源大气污染物排放清单

基于全面开展大气污染源排放清单编制工作的要求,研究制定了天津市港口自有移动源排放清单.对道路和非道路移动源各源类6种大气污染物建立了分辨率为3 km×3 km的网格化排放清单,并分析其污染物排放时空分布特征,利用蒙特卡罗方法分析了清单的不确定性.结果表明,2020年港口自有移动源共排放PM₁₀ 148.22 t、 PM_2.5 135.34 t、 SO₂ 1 061.04 t、 NO_x 4 027.16 t、 CO 756.60 t和VOCs 237.07 t,其中道路和非道路移动源污染物总排放量占移动源排放量的比例分别为6.66%和93.34%.全港区自有道路移动源机动车污染物排放的主要贡献源是小型、中型、大型载客汽车(汽油)和重型载货汽车(柴油),非道路移动源排放的各污染物的主要贡献源均是船舶和工程机械.不确定性分析结果表明,移动源总体不确定性范围为-13.3%～16.53%.     

廊坊市区主要大气污染源排放清单的建立

通过调研、统计廊坊市区工业、城中村及机动车等资料,结合以往清单文献研究结果及清单编制指南中的排放因子,计算了廊坊市区主要大气污染物的排放量,得到廊坊市区2014年主要大气污染源排放清单.结果显示,2014年廊坊市区工业源(固定燃烧)NO_x、SO_2、NMVOC、CO、PM_(10)、PM_(2.5)排放总量分别为6.4×10~3、1.2×10~4、31、1.0×10~4、7.3×10~2、4.4×10~2t,其中热电行业排污贡献率最高,分别占NO_x、SO_2、CO、PM_(10)、PM_(2.5)工业源(固定燃烧)年排放总量的55%、48%、67%、63%、69%;安次区工业企业对气态污染物贡献较高,广阳区及开发区工业企业对颗粒物排污贡献较大.低矮面源(城中村)NO_x、SO_2、NMVOC、CO、PM10、PM_(2.5)年排放总量分别为1.8×10~2、3.6×10~3、3.0、4.9×10~3、1.5×10~2、72 t.道路移动源CO、HC、NO_x、PM_(2.5)年排放总量分别为2.4×10~4、1.9×10~3、2.2×10~3、44 t,其中小型客车对HC和CO贡献率较高,分别为53%和61%;NO_x年排放总量中26%由重型货车贡献;PM_(2.5)则主要由轻型货车和重型货车贡献,占比分别为39%和21%.     

城市不同材料屋面径流的污染负荷特性

分析不同材料屋面径流污染负荷特性,对于提高城市面源污染负荷估算精度和确定初期径流截流比具有重要意义.以扬州市为研究区域,通过对小青瓦屋面、水泥瓦屋面和混凝土屋面这3种屋面进行降雨径流监测,比较不同材料屋面径流污染物浓度、冲刷规律以及初期冲刷效应.结果表明暴雨事件中,小青瓦屋面径流中总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数和总悬浮物(TSS)的事件平均浓度(event mean concentration,EMC)约为水泥瓦屋面的4～9倍;小青瓦屋面径流污染物浓度变化受雨强影响程度大于水泥瓦屋面,其中TP和TSS的浓度变化趋势和雨强变化趋势的Pearson相关系数r分别为0. 853和0. 822;各材料屋面的初期冲刷强度呈水泥瓦屋面混凝土屋面小青瓦屋面,分别截流3种屋面初期径流的31. 5%、58. 0%和60. 4%,可以完成削减60. 0%的屋面径流污染负荷量的目标.如果未具体区分瓦屋面材料,用水泥瓦屋面径流污染物的EMC估算古建筑聚集区的屋面污染负荷量,将严重低估暴雨事件中TN、TP、TSS和高锰酸盐指数的实际排放量,表明精细化区分屋面材料对提高城市面源负荷估算精度具有重要意义.     

PM2.5与O3协同控制视角下深圳市工业VOCs源谱特征

选取深圳8类典型工业行业开展VOCs样品采集,检测分析了100种VOCs组分,从PM_2.5和O₃协同控制的角度分析了不同污染源的成分谱特征和对环境的影响.结果表明：加油站源谱组成以烷烃（48.4%）占主导,OVOCs （27.6%）占比突出,乙酸乙酯（14.1%）、异戊烷（13.0%）、正戊烷（12.0%）为其优势排放物种;涂料制造、胶黏剂生产、油墨制造、化工制品、纺织印染、医药制造行业排放组成均以OVOCs （42.3%~97.1%）占主导,丙酮为大多数行业的优势物种,且乙腈在部分行业中占比突出.垃圾发电行业以OVOCs （33.9%）和卤代烃（28.3%）占主导,乙醛（13.4%）、丙酮（11.0%）、一氯甲烷（6.1%）为该行业排放的优势物种.以PM_2.5和O₃协同控制为导向,芳香烃和烯烃是储存运输源需要控制的重点;OVOCs和芳香烃都应成为工艺过程源和废弃物处理源控制的关键.涂料制造行业的源反应活性SR_O3和SR_SOA值分别为6.0g/g和1.2g/g,削减单位质量排放的VOCs所减少的PM_2.5和O₃生成潜势最多,应成为深圳市PM_2.5和O₃协同控制下的优先控制行业.     

贵州省生物质燃烧源大气污染物排放清单

为准确掌握贵州省生物质燃烧源大气污染物的排放状况,基于收集资料和实地调查结合的方式获取活动水平,引用文献和本地实测数据结合的方式选取排放系数,采用排放系数法结合GIS技术,建立了贵州省2019年3 km×3 km生物质燃烧源9种大气污染物排放清单.结果表明：(1)全省生物质燃烧源CO、 NO_x、 SO₂、 NH₃、 VOCs、 PM_2.5、 PM₁₀、 BC和OC的排放量分别为：293 505.53、 14 781.19、 4 146.11、 8 501.07、 45 025.70、 39 463.58、 41 879.31、 6 832.33和15 134.74 t.户用生物质炉具CO、 SO₂、 NH₃和BC的排放量贡献率最大,秸秆露天焚烧NO_x、 VOCs、 PM_2.5、 PM₁₀和OC的排放量贡献率最大.(2)各市(州)生物质燃烧源排放的大气污染物分布不均衡,主...     

北京城区屋面径流中PAHs的初期冲刷效应

为研究北京城区典型屋面径流中PAHs的污染特征,采集并分析了3种材料屋面的径流中颗粒相和溶解相PAHs的浓度.在分析屋面径流中PAHs初期冲刷效应的基础上,提出了描述初期冲刷的定量参数FFn-Max,据此探讨了降雨特征对屋面径流中PAHs初期冲刷效应的影响.结果表明,屋面径流中总PAHs和颗粒相PAHs均存在明显的初期...     

典型非金属矿物制造工艺过程源成分谱特征

鉴于我国缺乏非金属矿物制品工艺过程源成分谱(源谱)现状,采用稀释通道系统于2017年2～6月采集了玻璃制造、陶瓷制造和砖瓦制造共6个非金属矿物制品企业排放的PM_(10)和PM_(2.5)样品,对样品中的50种化学组分进行分析,构建相应的源谱,并对其特征进行研究.结果表明,玻璃制造源谱中以Na元素为主(质量分数介于9. 2%～18. 5%之间),陶瓷制造源谱中以Al、Si、Ca和Fe等地壳元素为主(质量分数在1. 7%～8. 7%之间),耐火砖和页岩砖源谱则是以SO_4~(2-)、NH_4~+等水溶性离子为主,SO_4~(2-)和NH_4~+质量分数分别介于36. 9%～48. 1%和7. 7%～17. 0%之间.不同企业因燃料类型、脱硫脱硝除尘方式不同会对源谱中的化学组分产生影响.源谱之间的分歧系数(CD)显示除页岩砖制造外,其余源谱2种粒径之间均较为相似,同粒径不同源谱间均存在差异,浮法玻璃与药用玻璃之间和2个陶瓷企业之间的CD值相对较小.使用R/U值比较源谱间不同组分的差异识别出Na和As元素可作为玻璃制造的标识组分,陶瓷制造可用Al和Ti来识别,NO_3~-和NH_4~+区分耐火砖,SO_4~(2-)和NH_4~+识别页岩砖.     

陶瓷防热瓦间缝隙气动加热规律研究

在分析缝隙内部流动特征的基础上,利用CFD技术对瓦间缝隙气动加热的参数影响规律进行了研究,着重探讨了来流马赫数、攻角、缝隙宽度、倒角半径及瓦间台阶因素对缝隙内部热流分布的影响。研究结果表明,缝隙内部热流呈U形分布,缝隙内部热流随着马赫数的增大而减小,随着攻角、缝隙宽度、倒角半径、瓦间台阶的增大而增大。     

北京怀柔O3污染过程初始VOCs浓度特征及来源分析

为了解北京怀柔区夏季典型O₃污染过程中初始VOCs（挥发性有机物）浓度（以φ计）的特征,识别其关键物种及主要来源,于2016年8月3-11日在中国科学院大学雁栖湖校区教学楼顶开展强化观测,利用光化学物种比值法和连续反应模型法测算观测期间大气初始φ（VOCs）,采用MIR（最大增量反应活性）法估算初始VOCs的OFP（O₃生成潜势）,识别关键物种,并应用PMF（正交矩阵因子）模型对初始VOCs的来源进行解析.结果表明:北京怀柔区O₃污染过程中初始φ（VOCs）平均值为25.27×10-9,如忽略化学损失,φ（VOCs）将被低估约18.6%.初始VOCs的总OFP值为144.6×10-9,VOCs物种对总OFP贡献率的顺序依次为醛酮类>烯烃>芳香烃>烷烃,异戊二烯、乙醛、己醛、间/对-二甲苯、甲苯、乙烯、丙烯、1,2,4-三甲苯、丁酮、1,3,5-三甲苯是怀柔区O₃形成的关键活性物种.PMF解析结果显示,机动车尾气源对初始φ（VOCs）的贡献率（23.5%）最高,其次是溶剂使用源（18.3%）、植物排放源（18.1%）、工业过程源（17.6%）、生物质燃烧源（12.1%）和煤炭燃烧源（10.5%）.研究显示,在北京怀柔区典型O₃污染过程中,减少机动车尾气源、溶剂使用源、上风向工业过程源的排放是控制怀柔区VOCs的有效措施,而控制异戊二烯、乙醛、己醛、间/对-二甲苯、甲苯等关键活性物种则是有效抑制VOCs排放对O₃生成贡献的重要手段.      

兰州市化石燃料燃烧源排放VOCs的臭氧及二次有机气溶胶生成潜势

随着我国工业的快速发展和城市化进程的加快,化石燃料的大量使用造成了严重的二氧化硫、颗粒物和挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)等大气污染.目前,对化石燃料燃烧排放挥发性有机物环境影响的研究较少,本文计算了兰州市化石燃料燃烧源排放VOCs及其相应的臭氧生成潜势(ozone formation potential,OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(secondary organic aerosols formation potential,SOAFP),其中水泥制造业的OFP和SOAFP占比最大,分别为45. 3%、50. 9%;其次为砖瓦制造业,但其吨标煤燃烧排放VOCs的OFP和SOAFP值最高,折为吨标煤后天然气燃烧产生VOCs的O_3和SOA最小.兰州市主城区化石燃料燃烧源OFP和SOAFP主要为电力和热力的生产供应以及西固区工业企业排放VOCs的贡献,其它地区为水泥制造业、砖瓦制造业、钢铁冶炼业等高能耗的行业的贡献为主.芳香烃是化石燃料燃烧源排放VOCs中对OFP和SOAFP均贡献最大的一类物质,占比分别为40. 0%和67. 2%,并且在生成潜势贡献前10的物种中芳香烃为主要物种.与生物质燃烧源相比,化石燃料燃烧源具有较强的O_3和SOA生成能力(2. 58 t·t~(-1)和3. 16 kg·t~(-1)).     

低浓度含磷水体除磷填料的选择研究

通过对不同填料进行初筛,选择红瓦、环保砖和水泥砖作为研究对象,对低浓度含磷水体进行磷吸附能力试验研究.结果表明,Langmuir 和Freundlich方程均能合理地描述低浓度含磷水体中各填料的等温吸附特性,Langmuir方程中3种填料对磷的理论饱和吸附量由大到小依次为：红瓦（38.13 mg·kg^-1）>环保砖（25.79 mg·kg^-1）>水泥砖（8.85 mg·kg^-1）,Freundlich方程中反应吸附能力的K值由大到小的规律同Langmuir方程的饱和吸附量一致.一级动力学方程、Elovich方程和双常数速率方程均能很好地描述填料对磷素的吸附动力学特征,从可决系数来看,Elovich型方程的拟合效果最好.从磷释放及其安全性分析,3种填料没有向水体释放磷,释放的重金属元素非常低,不会对水体造成二次污染.各填料出水均偏碱性,因此,选择湿地植物时必须具有较强的耐碱性.综合考察得出,红瓦和环保砖可作为处理低浓度含磷水体的除磷填料.     

茶园土壤水溶性氟含量的模拟调控

以湖北英山、大悟、竹山、赤壁和浙江杭州茶园土壤为研究对象,通过施加一定量的CaCO3、CaO、Ca3(PO4)2、CaCl2和CaSO4来调控土壤中水溶性氟含量,结果表明：英山、大悟和竹山茶园土壤中施加一定量的CaCl2或CaSO4均可降低土壤中水溶性氟含量,英山和大悟茶园土壤中可施加1～2 g·kg-1的CaCl2或...     

京津冀地区主要排放源减排对PM2.5污染改善贡献评估

研究选取2012年1月和7月作为冬夏两季代表时段,利用CMAQ/2D-VBS模型分析了冬夏两季京津冀地区主要排放源减排30%对改善区域PM_(2.5)污染的效果.结果表明,工业源对PM_(2.5)污染的贡献最大,其次是民用源,但工业源单位减排量贡献低于民用源,交通源和电厂源的整体贡献和单位减排量贡献均较小.工业部门内贡献最大的为钢铁冶金行业,其次是水泥、工业锅炉、炼焦、石灰砖瓦和化工行业.与各部门各物种排放量的比较反映出各排放源贡献大小与其一次PM_(2.5)排放水平高度相关.因京津冀地区冬季NO_x减排对PM_(2.5)形成的促进作用,以及冬季较弱的大气垂直扩散作用,各排放源夏季减排比冬季普遍更有效,交通源、电厂源以及工业源中的水泥、工业锅炉和石灰砖瓦行业夏季减排效果相比冬季优势明显.民用源由于采暖季排放较高而冬季贡献更明显,农业源因秸秆开放燃烧量大,冬季单位减排量贡献十分显著.从同等幅度减排考虑,应将工业源作为控制重点,优先控制其一次PM_(2.5)排放,在部门内进一步重点控制钢铁冶金行业的NO_x和SO_2排放、水泥行业的夏季NO_x排放以及炼焦行业的SO_2和NMVOC排放.民用源排放应着重在冬季采暖期控制.     

Modelling the role of nitrogen oxides,hydrocarbons and carbon monoxide in the global formation of tropospheric oxidants

A new zonally averaged two-dimensional chemical and transport model of the lower atmosphere has been used to study the budgets of photochemical oxidants on a global scale in the troposphere. The sensitivities of these budgets to controls on the emissions of NO_x, CO and hydrocarbons from a variety of sources have also been considered. The species studied include O₃, PAN, H₂O₂ and organic peroxides, as well as the global budget of the hydroxyl radical. The results show the relative impacts of emissions from natural and from man-made sources. Overall, some 75% of the turnover of tropospheric ozone results from in situ chemical production, with only 25% having its origins in the stratosphere. The respective fractions for chemical loss and dry deposition are similar. Of the ozone formed in situ, approximately one-third is formed from natural emissions, and two-thirds from man-made emissions. Over half of this man-made contribution is due to industrial society, with much of the rest being caused by biomass burning and methane emitted from paddy fields. Although reducing emissions of NO_x is the most effective way of controlling tropospheric O₃, this also increases the inventories of peroxides and the rate of increase in the concentration of methane, due to a reduction in the inventory of the OH radical. It is, therefore, necessary to control the emissions of a wide range of species in order to reduce the budget of all photochemical oxidants without adversely perturbing the budget of CH₄.