Removal of VOCs from gas streams with double perovskite-type catalysts

Double perovskite-type catalysts including La2 CoMnO_6 and La_2 CuMnO_6 are first evaluated for the effectiveness in removing volatile organic compounds(VOCs), and single perovskites(La CoO_3, LaMnO_3, and La Cu O3) are also tested for comparison. All perovskites are tested with the gas hourly space velocity(GHSV) of 30,000 hr~(-1), and the temperature range of100–600°C for C_7H_8 removal. Experimental results indicate that double perovskites have better activity if compared with single perovskites. Especially, toluene(C_7H_8) can be completely oxidized to CO_2 at 300°C as La2 Co MnO_6 is applied. Characterization of catalysts indicates that double perovskites own unique surface properties and are of higher amounts of lattice oxygen,leading to higher activity. Additionally, apparent activation energy of 68 k J/mol is calculated using Mars-van Krevelen model for C7 H8 oxidation with La2 Co Mn O6 as catalyst. For durability test, both La2 Co Mn O6 and La_2 CuMnO_6 maintain high C7 H8 removal efficiencies of 100% and98%, respectively, at 300°C and 30,000 hr~(-1), and they also show good resistance to CO_2(5%) and H2 O(g)(5%) of the gas streams tested. For various VOCs including isopropyl alcohol(C_3H_8 O),ethanal(C_2H_4O), and ethylene(C_2H_4) tested, as high as 100% efficiency could be achieved with double perovskite-type catalysts operated at 300–350°C, indicating that double perovskites are promising catalysts for VOCs removal.     

上海人口郊区化与城市可持续发展

人口郊区化是大城市发展的必然趋势。本文分析了上海人口郊区化的特征及其动因 ,并阐述了人口郊区化对上海人口与经济、社会、环境的相互协调和实现可持续发展的作用。     

近30年余干县耕地土壤碳氮比时空变异特征及其影响因素

基于1982年余干县第二次土壤普查200个样点数据和2012年测土配方施肥项目423个样点数据,运用方差分析、相关性分析、回归分析和普通克里格法,结合成土母质、土壤类型、耕地利用方式、地形因子、pH、秸秆还田和氮肥施用量,探讨近30年来余干县耕地表层(0~20 cm)土壤碳氮比(C/N)时空变异特征及其影响因素.结果表明余干县1982年和2012年土壤C/N均值依次为10.05和11.18,变异系数分别为19.40%和25.04%,均呈中等程度的变异性.经半变异函数分析,块金效应值分别为15.91%和71.25%,表明土壤C/N由结构性因素和随机性因素共同作用变为更倾向于受随机性因素的主导作用.近30年来大部分区域土壤C/N增加明显,以东部区域增加最为显著.1982年土壤C/N空间变异主要受成土母质、土壤类型、地形因子和pH的影响,其影响程度依次为17.3%、14.2%、7.4%和2.3%.2012年土壤C/N空间变异受成土母质、土壤类型、耕地利用方式、地形因子、秸秆还田和氮肥施用量共同作用,其影响程度依次为8.7%、23.5%、28.2%、12.2%、12.6%和42.3%.     

两种生物炭对烤烟生长、根际土壤性质和微生物群落结构的影响

为探明生物炭对烤烟生长影响的作用机理,选取小麦秸秆炭(WB)和烟杆炭(TB)为试验材料,以不添加生物炭处理CK为对照,采用盆栽试验,研究两种生物炭对团颗期烟草的农艺性状和根际土壤理化性质及微生物群落结构的影响.结果表明:与CK处理相比,WB和TB处理烟草的地上部干重分别增加4.4和4.7倍,土壤硝态氮含量分别降低64.7%和47.6%,脱氢酶活性降低56.4%和48.7%.WB和TB两处理土壤细菌和真菌的Shannon和Simpson多样性指数及Chao1丰富度指数均显著降低,细菌的OTUs数分别显著减小20.6%和18.0%,真菌的OTUs数分别显著减小53.8%和77.4%.细菌优势菌种中,WB处理放线菌门相对丰度提高69.5%,TB处理Saccharibacteria的丰度提高129.7%,WB和TB处理疣微菌门丰度分别降低37.6%和40.9%.真菌优势菌种中,TB处理子囊菌门丰度提高133.8%,WB和TB处理接合菌门的丰度分别降低87.5%和92.9%.通过β多样性分析可知,烟杆炭对烤烟根际土壤微生物群落结构的影响大于小麦秸秆炭.     

The balance of acidity and redox capability over modified CeO2 catalyst for the selective catalytic reduction of NO with NH3

The effect of acidity and redox capability over sulfuric acid-modified CeO_2 catalysts were studied for the selective catalytic reduction of NO_x with NH_3(NH_3-SCR). The deposition of sulfate significantly enhanced the catalytic performance over CeO_2. NO_x conversion over4H_2SO_4/CeO_2 at 230–440 °C was higher than 90%. The strong redox capability of CeO_2 could result in unselective NH_3 oxidation and decrease high temperatures catalytic activity and N_2 selectivity. The deposition of sulfate increased the acidity and weakened the redox capability, and then increased the high temperature NO_x conversion and N_2 selectivity. An appropriate level of acidity also promoted the activity at 190–250 °C over ceria-based catalysts, and with further increase in the acidity, the SCR activity decreased slightly. Weak redox capability lowered the low-temperature catalytic activity. Excellent SCR activity requires a balance of acidity and redox capability on the catalysts.     

黄石市大气PM2.5中水溶性离子浓度特征及来源分析

为研究黄石市大气PM_2.5中水溶性离子组成、质量浓度变化特征及来源,于2012年3月-2013年2月在湖北省黄石市利用MiniVol颗粒物采样器采集PM_2.5样品,用离子色谱分析了9种水溶性离子（NH₄+、Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Cl-、NO₃-、SO₄2-、F-）的质量浓度,并采用PMF（正定矩阵因子分析法）模型讨论了不同离子的来源.结果表明:观测期间黄石市大气PM_2.5中ρ（总水溶性离子）的年均值为（61.5±26.8）μg/m3,占ρ（PM_2.5）的63.9%,各离子质量浓度的高低顺序依次为ρ（SO₄2-）> ρ（NO₃-）> ρ（NH₄+）> ρ（Na+）> ρ（Cl-）> ρ（Ca2+）> ρ（K+）> ρ（F-）> ρ（Mg2+）.二次无机离子SNA（为SO₄2-、NO₃-和NH₄+的统称）是水溶性离子的主要成分,占全部所测水溶性离子的74.4%.ρ（NO₃-）/ρ（SO₄2-）范围为0.12~1.29,平均值为0.53±0.30,说明全年观测点附近主要以固定源污染为主.4个季节的SOR（硫氧化率）和NOR（氮氧化率）均大于0.10,说明黄石市PM_2.5中的SO₄2-和NO₃-主要是经二次转化形成的.阴、阳离子相关性研究发现,4个季节阴、阳离子总体相关性（R2为0.98）较好,并且全年PM_2.5组分偏酸性.通过PMF模型源解析发现,黄石市大气PM_2.5中水溶性离子主要来源于燃烧源、二次转化源和土壤/矿物扬尘源.研究显示,黄石市大气PM_2.5中主要水溶性离子成分是SNA,燃烧、二次转化和土壤/矿物扬尘是其主要来源.      

固体火箭发动机全寿命环境载荷分析

目的对固体火箭发动机全寿命环境载荷情况进行分析,掌握其特性和变化规律。方法在分析固体火箭发动机使用环节主要环境载荷因素基础上,对实测获取的典型固体火箭发动机服役区域的环境载荷数据进行分析。依据固体火箭发动机全寿命服役历程情况,给出全寿命环境载荷的编制方法。结果根据发动机典型服役历程环境载荷特点和服役历程,可以有效掌握发动机全寿命周期内的环境载荷情况。结论该方法具有较好的可操作性,从而为固体火箭发动机结构完整性评价和寿命试验评估提供基础数据。     

不同水平外源碳在稻田土壤中转化与分配的微生物响应特征

外源碳会改变土壤有机质的转化以及土壤微生物的活性,不同水平的易利用有机碳在稻田土壤中转化与分配的微生物响应特征尚不明确.为阐释外源碳周转过程中的微生物响应特征,选取葡萄糖为典型易利用外源碳,采用13C稳定同位素标记技术,在室内模拟培养实验,基于土壤微生物生物量碳(MBC)设置不同水平葡萄糖碳(0×MBC、0. 5×MBC、1×MBC、3×MBC和5×MBC共5个MBC倍数梯度水平),明确其转化与分配规律;并利用96微孔酶标板荧光分析法,测定参与土壤碳转化过程关键酶纤维二糖水解酶(CBH)和β-葡萄糖苷酶(β-Glu)活性.结果表明,培养2 d时,葡萄糖碳(13C)占可溶性有机碳(13C-DOC)和土壤有机碳(13C-SOC)的比例与其添加量成显著正相关;向13C-MBC的分配在3×MBC处理时达到最大值(18. 96 mg·kg-1),随后降低;13C分配率主要与MBC、Olsen-P和DOC存在显著正相关关系. 60 d时,土壤13C-DOC、13C-MBC和13C-SOC显著下降,分别小于或等于0. 02、2和10 mg·kg-1;与CK相比,添加葡萄糖后CBH酶活性显著提高,其中3×MBC处理提高了22. 6倍,显著高于其它处理(P 0. 05);高量葡萄糖(3×MBC和5×MBC)添加促进了β-Glu酶活性,但促进效果随葡萄糖添加量的增加而减少; NH+4-N、p H、β-Glu和CBH成为13C分配率的主要影响因子.综上,外源碳向土壤有机碳的转化随添加量的增加而增加,改变了土壤酶活性,但微生物对外源碳的利用可能存在一个饱和阈值,饱和阈值之内,有机质的转化速率与添加量成正比;超出饱和阈值,有机质的转化速率反而变慢.因此,适量地添加外源碳有利于提高稻田土壤有机碳,优化作物生长环境质量.     

An analytical solution for estimating percolation rate by fitting temperature profiles in the vadose zone

We present a simple analytical solution for one-dimensional steady heat transfer with convection and conduction through a multilayer system such as a vadose zone. We assume that each layer is homogeneous and has a constant thermal diffusivity. The mass/heat flow direction is perpendicular to the layers, and the mass flow rate is a constant. The analytical solution presented in this study also assumes constant known temperatures at the two boundaries of the system. Although the analytical solution gives the temperature as a function of a few parameters, we focus on the inverse application to estimate the percolation rate in a vadose zone. Example applications have shown that with reliable field observation data, the solution can be used to determine the percolation rate to high degree of accuracy (e.g., to mm/year). In some other cases, the solution may also be helpful in characterizing potential lateral flow along layer divides.     

环境工艺方法论研究——取长补短法

取长补短法是哲学意义上的一类非常重要的方法。本文论述了取长补短法的定义,列举了此法在环境工艺中的成果,并对其哲学内涵进行了探讨。