基于脲酶诱导碳酸钙沉淀的新型扬尘抑制剂

为研制出一种持续时间长、减少二次扬尘、耐高温、绿色环保的扬尘抑制剂,利用脲酶诱导碳酸钙沉淀的方法,确定了脲酶抑尘剂的最佳成分配比为脲酶30 g·L~(-1)、尿素0.8 mol·L~(-1)、氯化钙0.8 mol·L~(-1)、高分子吸水树脂1 g·L~(-1)。此外还选取了纯水、氯化钙和高分子吸水树脂这3种抑尘剂与脲酶抑尘剂进行性能对比。结果表明:脲酶抑尘剂的蒸发率为0.04 g·(m~2·s)-1、失水率23.7%、抗风指数27.8、抑尘效率70.7%。其抗蒸发性、保水性、抗风性能和抑尘效率都要优于其他3种抑尘剂。     

基于表面活性剂的施工扬尘抑尘剂及其性能

针对建筑施工扬尘控制的需求,研究了适用于建筑施工扬尘的抑尘剂配方。该抑尘剂是由吸湿剂、凝并剂和表面活性剂组成的。采用含湿量、筛上和筛下土壤尘质量之比、渗透性作为指标,确定了组分及其浓度范围,通过正交实验筛选出最优抑尘剂配方,并对其抑尘性能进行了研究。结果表明,抑尘剂的最优组成为25%的氯化钙、0.25%的聚丙烯酰胺和0.05%的椰油酰胺丙基甜菜碱。在吸湿放湿性实验中,喷洒过该抑尘剂溶液的土壤尘样品的10 d后含湿量大于9%;在抗风蚀性实验中,喷洒过抑尘剂溶液的土壤尘样品的损失率为0。     

SH抑尘剂固化建设场地类型土的抗雨蚀性能

经抑尘剂固化后的抗雨蚀性能是影响抑尘剂使用时效性的关键因素之一。以高分子材料——SH抑尘剂为研究对象,考虑建设场地扬尘来源(即建设场地类型土)、喷洒量、坡度、坡面形态及固化时间等因素,借助冲刷量、冲刷面破坏形态及冲刷颗粒物分布状态评价SH抑尘剂在仅固化建设场地类型土表层条件下的抗雨蚀效果。实验结果表明,SH抑尘剂可与表层土颗粒形成具有抗雨蚀能力的保护层。粉土、黏土、粉煤灰及碎石土经SH抑尘剂固化后,在暴雨强度下冲刷颗粒物少且呈散粒状,土样表面的整体完整性保持良好,无明显冲刷痕迹;SH抑尘剂对各种坡面形态及坡度均具有较好适应性,SH抑尘剂适用于场地土及裸露地表的固化;随SH抑尘剂喷量及固化时间的增加,固化土的抗雨蚀能力先增大后趋于平缓,从施工和经济角度,建议选取的SH抑尘剂喷量为1.2 kg/m~2,固化时间为3 d。     

钢铁厂露天堆料场挡风抑尘墙效果的数值模拟

对某钢铁厂露天堆料场设置挡风抑尘墙进行数值模拟研究,通过对动力阴影区覆盖面积的考察,分析了自然风速、墙高、墙开孔率及墙后建构筑物对挡风抑尘墙的挡风抑尘效果的影响.该钢铁厂露天堆料场设置防风抑尘墙的最佳几何尺寸是:墙长(L)为500 m,墙厚(d)为5 mm,墙高(H)为15～20 m,墙开孔率(k)为0.2～0.3,在主导风风速达到10 m/s以上的大风天气能够形成有效覆盖整个料场的动力阴影区,再配以合适的喷雾洒水或喷洒化学抑尘剂等其他抑尘手段就能够非常有效地抑制料场扬尘.     

混凝土尘抑尘剂配方研制及其性能表征

针对建筑工地扬尘控制需求,研究了适用于混凝土尘的抑尘剂。以高温抗蒸发性、抗研磨性、渗透性作为指标,研究了以吸湿剂、凝并剂和表面活性剂为组成的抑尘剂配方,并对其抑制混凝土尘性能进行了表征。结果表明:(1)混凝土尘粒径越小,越难被润湿。200目混凝土尘粒径均一;Ca含量最多,其次是Si,质量分数占11.10%;真密度为6.41g/cm3。(2)抑尘剂最优配方为25%(质量分数,下同)CaCl2、0.15%蔗糖、0.10%吐温-20。(3)10d后喷洒抑尘剂溶液的混凝土尘含湿量仍能达到10%,具有很好的吸湿放湿性。持续14m/s风速1h后,混凝土尘的损失率为2.23%(质量分数),具有良好的抗风蚀性能。     

以秸秆及植物种子制备的生态修复环保抑尘剂及其应用效果

以农业废弃物秸秆和绿色植物种子为主要原料,辅以少量淀粉、表面活性剂、碱等助剂,研制出一种常温下即可快速配制的生态修复型环保抑尘剂。通过对抑尘剂粘度、渗透性等性能的评价,确定抑尘剂制备原料秸秆、淀粉、表面活性剂和碱的最佳质量比为20∶7∶2∶5。抑尘剂的制备工艺简单、成本低廉,且抗风蚀抗雨淋效果较好。在5级风蚀条件下,抑尘剂的抗风蚀率大于99%。经过中雨(降雨量20 mm·d^-1)雨淋后,喷洒抑尘剂的壳体依旧紧实,且结壳厚度未发生变化;对喷洒抑尘剂的场地进行生态修复效果表征,场地中所选种子生长茂盛,这表明其修复效果显著。进一步地,便携式风洞(PI-SWERL)测试结果表明,在抑尘剂喷洒60 d后,经过风速17.2 m·s^-1的风力侵蚀,抑尘剂的抑尘效率仍可保持在90%以上。本研究可为开发绿色、可持续的抑尘技术提供参考。     

甘蔗渣抑尘剂的微波聚合制备及性能表征

以聚乙烯醇为单体,过硫酸铵为引发剂,氢氧化铝为交联剂,丙三醇为塑化剂,在微波反应器中制备聚乙烯醇接枝纤维素基甘蔗渣抑尘剂。通过正交实验和极差法确定了影响粘度和保水性的显著因素分别是单体质量、温度和交联剂的用量。采用SEM、FT-IR对综合性能最佳的抑尘剂进行结构表征,观察到其表面平整,结构致密,接枝成功。自制抑尘剂与4种市售抑尘剂对比结果显示,自制抑尘剂粘度达到23.95 mm~2·s~(-1),55.13 h内都能保持含水率在4%以上,在抗压性、抗雨水冲刷性、抗风蚀性、耐寒耐热性和渗透性等技术指标及经济性方面均优于市售产品,市场前景较好。     

呼和浩特市源成分谱特征研究

采集了呼和浩特市城市扬尘、土壤风沙尘、建筑水泥尘和煤烟尘4类源样品,进行形态分析和化学组分分析,建立了PM_(10)和PM_(2.5)源成分谱。研究表明,建筑水泥尘和土壤风沙尘呈不规则的块状;而煤烟尘呈现圆形。就化学组成而言,各源类PM_(10)和PM_(2.5)的成分谱之间相关系数在0.8以上,具有显著相关性,各类源的标识组分一致。城市扬尘中主量成分为Si、Al、Ca、Fe和有机碳(OC);土壤风沙尘中Si占比最高,PM_(10)和PM_(2.5)中占比均大于20%(质量分数,下同);建筑水泥尘中Ca占比较高;煤烟尘中Si、Al、OC、SO_4~(2-)在PM_(10)和PM_(2.5)中的占比均超过10%。此外,对供热、工业、电力行业排放的煤烟尘进行了对比分析,供热行业中的煤烟尘含碳量较高;工业排放的煤烟尘PM_(10)中元素占比较高,这可能与锅炉类型、除污措施等相关。     

长春市供暖季办公建筑室内PM2.5中金属元素的污染特征及风险评估

对长春市供暖季某办公建筑室内PM_(2.5)进行采样,用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-OES)对其中金属元素进行检测。采用富集因子法与主成分分析法对PM_(2.5)中的金属元素进行源解析,并对其潜在生态风险和人体健康风险进行评估。结果显示,室内PM_(2.5)中金属元素来源主要有燃煤排放尘、工业过程排放尘、机动车排放尘、室内污染源排放尘及土壤扬尘,5种来源的贡献率分别为27.35%、17.57%、12.44%、8.93%、8.05%。PM_(2.5)中金属元素的综合潜在生态风险指数为1 729.63,存在极强生态危害;金属元素对成人的非致癌暴露量以呼吸摄入为主,对儿童的非致癌暴露量以手口摄入为主,对成人和儿童均具有非致癌风险,但不具有致癌风险。     

风机盘管回风口加装驻极体过滤器过滤PM_(2.5)性能分析

针对空调系统末端装置用风机盘管不具备过滤PM_(2.5)功能的问题,在风机盘管回风口加装具有低阻特性的驻极体空气过滤器进行了性能测试分析。以蜡烛燃烧产生的颗粒物作为室内PM_(2.5)的尘源,将3种不同过滤面积的驻极体空气过滤器分别安装在风机盘管回风口,测试了风机盘管在不同风量(额定风量、75%额定风量、50%额定风量)下运行时其对PM_(2.5)过滤性能及在30 min内室内PM_(2.5)浓度衰减率。结果表明:加装驻极体空气过滤器后风机盘管瞬时过滤效率可达到66%以上、在30 min内室内PM_(2.5)的浓度衰减率可以达到54.8%以上;在相同风量下风机盘管的瞬时过滤效率、处理风量随加装过滤器过滤面积增加而提高;以PM_(2.5)浓度衰减率作为指标,可以判断出回风口加装过滤面积为1.88 m2的过滤器净化效果最优,其在不同风量下30 min内PM_(2.5)浓度衰减率分别为87.4%、84.7%和77.3%,且在不同风量下工作时均能在30min内使室内PM_(2.5)浓度达到环境空气质量标准一级日平均浓度限值。     

露天矿潜孔钻机旋风-布袋二级除尘机理量化分析

潜孔钻机是露天矿使用率最高的钻机,其钻孔扬尘是露天矿主要尘源之一,也是粉尘治理的难点。为获得钻孔扬尘最佳控制方案,以平朔安家岭露天矿为例,采用现场实测和数值模拟相结合的手段,依据气固两相流理论,运用Eulerian模型和DPM模型,对潜孔钻机粉尘扩散规律和除尘效率进行研究。同时基于粒子追踪技术,通过对比旋风一级除尘方案,对旋风-脉冲滤袋二级除尘方案进行量化研究。通过对比分析发现,在等风量条件下,二级除尘系统全尘脱除效率要高于一级除尘系统47%,呼吸性粉尘的脱除效率要高于一级除尘系统56%,与现场实测数据相一致。结果表明,治理现场采取二级除尘系统后,全尘和呼吸性粉尘脱除率分别达到99.7%和94.7%,粉尘浓度值低于国家标准规定的上限值。     

环境友好型煤尘抑制剂的制备

我国是煤炭消耗大国,每年因煤炭开采、运输等向大气环境中排放大量煤尘颗粒物,对环境质量和人民的健康生活造成严重影响,并造成巨大的经济损失和资源浪费。以秸秆、淀粉、碱为主要原料,开展环境友好型煤尘抑制剂的制备研究。通过响应面法优化并检验各因素及其对抑尘剂黏度和分散度的影响,得到一种性能优良的环境友好型煤尘抑制剂,并测定其抑尘性能。研究结果表明,抑尘剂原料秸秆、淀粉和碱的最佳质量比为10∶6∶0.9;抑尘性能测试表明,本抑尘剂可在5~6级风速下有效抑制煤尘,表干后成膜结壳,无毒无害,具有较高的环境、经济和社会价值。     

新型低气阻高效除尘器的研究与应用

为了提高除尘器对细颗粒物的捕捉效率,制备了一种由蜂窝陶瓷、聚酰胺材质扭线刷和缚尘剂组成的除尘模块。其中填充了聚酰胺扭线刷的蜂窝陶瓷为除尘模块的主体,该主体独有的结构将拦截尘粒的滤料纤维分布在与气流方向垂直的平面上,有利于含尘气体的捕捉。缚尘剂为除尘模块的增强因子,它可以在除尘模块表面形成液膜,用来抑制除尘时的二次扬尘,提高除尘效率。通过对涂覆有缚尘剂的除尘模块的除尘效率的研究表明,含尘气体通过除尘模块,对粒径2μm的颗粒除尘效率最高可达到97.08%,表明了除尘模块去除细颗粒物的潜力;另外,在实验中设定的条件下,系统的压降保持在85 Pa以下。总体而言,该除尘模块在保持较低压降的同时对细颗粒物有较高的去除效率,有应用在工业除尘的潜力。     

忻州市大气PM_(2.5)的化学组成质量平衡特征及来源解析

于2013年9月(非采暖季)、2014年2—3月(采暖季)、2014年5月(风沙季)采集忻州市3个监测点(新城区、开发区和旧城区)的PM_(2.5)样品,分析其中的39种元素、9种水溶性离子及2种碳组分,并对PM_(2.5)的质量浓度进行重构。结果表明,重构后的化学组分分为5类:矿物尘、微量元素、有机物、元素碳和二次粒子,其中矿物尘、二次粒子及有机物是忻州PM_(2.5)的主要组成,分别占到ρ(PM_(2.5))的24.0%~36.2%、19.2%~32.6%和12.9%~25.7%;化学组成质量分数具有较明显的季节变化特征,风沙季矿物尘质量分数高于采暖季和非采暖季,采暖季有机物质量分数高于其他两季,非采暖季二次粒子质量分数略高于其他两季;化学组分的空间变化显示会展中心站点的二次粒子和矿物尘质量分数明显高于其他2个站点。应用化学质量平衡(CMB)模型进行来源解析,结果显示忻州市PM_(2.5)的主要来源是扬尘(21%~35%)、二次粒子(25%~26%)和机动车尾气(21%~26%)。     

上海市中心城区主干道道路扬尘组分特征及来源解析

分析了上海市中心城区主干道道路扬尘的化学组分,并采用化学质量平衡模型进行了道路扬尘的源解析。结果表明,上海市中心城区主干道道路扬尘的主要化学组分为Si(18.285 0%(质量分数,下同))、Ca(5.772 2%)、Al(2.460 6%)、Fe(2.345 8%)、Mg(0.889 3%)、K(0.846 4%)、Na(0.785 6%)等地壳元素;源解析结果表明,道路扬尘的首要污染来源是建筑尘(贡献率为34.4%),其次是土壤风沙尘(贡献率为32.6%)、渣土尘(贡献率为20.8%)、机动车尾气尘(贡献率为0.8%)。土壤风沙尘、建筑尘和渣土尘是道路扬尘主要的供应者(贡献率合计超过80%)。     

渭南主城区道路积尘负荷及交通扬尘颗粒物排放

对渭南主城区道路积尘负荷进行了实测,并计算了2018年不同道路类型和不同车型的交通扬尘颗粒物排放量。结果表明:渭南主城区支路积尘负荷最大,为1.79g/m~2,高速积尘负荷最小,为0.05g/m~2,洒水作业能有效降低积尘负荷;渭南主城区道路交通扬尘PM_(2.5)和PM_(10)的年排放量分别为1 149.65、4 751.88t;小型客车引起的交通扬尘颗粒物排放在城市道路(包括主干道、次干道、支路)和国省道(包括国道和省道)上的分担率最高,分别为59.49%、41.46%,重型货车在高速上的分担率最高,为63.35%;城市道路交通扬尘颗粒物排放有明显的双峰日变化规律,而国省道和高速不明显。     

宁波城市扬尘化学组成特征及其来源解析

为有效制定城市扬尘的防治措施,系统研究宁波城市扬尘污染的化学组成特征和来源,选取宁波为研究区域,采集了城市扬尘、土壤风沙尘、煤烟尘和机动车尾气尘4种源类样品,进行了元素、离子和碳3大类分析,并与其他城市进行了比较。结果表明:(1)宁波城市扬尘的主量成分包括Ca、Si、Fe、Al、K、总碳(TC)、有机碳(OC)和SO2-4,质量分数总和为44.14%,其中Ca、Si、Fe、Al、K等地壳元素含量较高。宁波城市扬尘化学组成与其他典型城市相差较大,其中Si、Al和Mg含量明显低于其他城市,而Na、K、Ni等元素含量总体较高。(2)分歧系数计算结果为0.471,说明城市扬尘与土壤风沙尘的化学组成相似度不高,受人为来源类的影响较大。(3)宁波的城市扬尘中Zn富集因子最大,达23.10,其次为Ca、Cu、Pb、Ni、As,且这些重金属元素的富集因子均在5之上,表明Zn、Ca、Cu、Pb、Ni、As显著富集,受人类活动影响较大。(4)土壤风沙尘对城市扬尘的贡献最大(分担率达34.88%),其次为建筑水泥尘(分担率达25.01%)、煤烟尘(分担率达20.19%)。说明城市扬尘中大部分化学组分来自土壤风沙尘、建筑水泥尘和煤烟尘。     

武汉市典型地区PM_(2.5)化学组成及来源解析

采集了武汉市工业区和植物园2011年10月—2012年7月不同季节的PM_(2.5)样品,测定其化学组成并解析来源。结果表明,工业区和植物园PM_(2.5)年均质量浓度分别为179.7、92.8μg/m3,其中SO2-4、NO-3和NH+4是最主要的水溶性离子。通过气团的后向轨迹模型分析,本地源与远距离区域传输共同影响武汉市空气质量。采用正定矩阵因子分析(PMF)模型对PM_(2.5)来源进行了解析,工业区PM_(2.5)来源为二次气溶胶、生物质燃烧、扬尘、冶金、燃煤和残油燃烧,春、夏、秋、冬4季贡献率最高的因子分别为生物质燃烧(45.1%)、残油燃烧(23.1%)、扬尘(56.1%)和二次气溶胶(53.4%);植物园PM_(2.5)来源为二次气溶胶、机动车排放、扬尘、冶金、燃煤和残油燃烧,春、秋两季机动车排放贡献率最高,分别为42.7%、41.3%;夏季和冬季分别为扬尘和二次气溶胶贡献最高,贡献率分别为27.3%、57.4%。     

机动车车速对道路交通扬尘排放特征的影响

机动车行驶过程中车轮转动引起的道路交通扬尘对城市颗粒物具有较大影响。利用DustTrak 8530型颗粒物检测仪结合全球定位系统(GPS),研究了机动车车速对道路交通扬尘排放特征的影响。结果表明:随着车速的加快,由机动车车轮转动引起的PM_(10)、PM_(2.5)浓度以及PM_(2.5)/PM_(10)(质量浓度比,下同)逐渐增大;通过对数据进行拟合,分别得出PM_(10)、PM_(2.5)浓度及PM_(2.5)/PM_(10)与机动车车速之间的函数关系。研究结果为准确构建道路交通扬尘排放清单以及测试道路交通扬尘排放因子和排放量奠定了实验基础。     

膨润土接枝丙烯酸高吸水性树脂的抑尘性能研究

在微波辐射下制备了膨润土接枝丙烯酸高吸水性树脂(SAP)(一种加入聚乙烯醇(PVA),另一种不加入PVA)。结果表明:(1)红外光谱图表明,PVA与聚合网络形成了半互穿网络结构;X射线衍射图表明,膨润土与PVA、丙烯酸形成了具有无定形结构的复合产物。(2)不论是沙土堆还是尘土堆,喷洒膨润土接枝丙烯酸SAP溶液的抑尘效果明显比喷洒自来水好;喷洒膨润土接枝丙烯酸SAP溶液的尘土堆的抑尘效果好于沙土堆。(3)在温度为15℃时,考虑到节约成本的问题,首选不加入PVA的膨润土接枝丙烯酸SAP做抑尘剂;在温度为45℃时,加入PVA的膨润土接枝丙烯酸SAP适合做抑尘剂。(4)膨润土接枝丙烯酸SAP浓度越高,其耐蒸发性越高。