电场与MnxCey催化剂在苯氧化反应中的协同效应及机理探究

挥发性有机物（VOCs）大量排放已成为日益严重的环境问题,为了实现VOCs的高效去除,本文采用自蔓延燃烧合成法制备了一系列锰铈复合氧化物催化剂,将稳恒直流电场引入典型VOCs气体苯的催化氧化过程,并基于不同电场条件下催化剂的理化性质表征结果进行机理分析.实验结果表明,Mn_xCe_y催化剂对含苯废气的去除有良好的效果,稳恒直流电场显著促进了催化剂的活性,其中Mn₁Ce₃的催化性能最佳,电流为5 mA时,Mn₁Ce₃催化剂在155℃可达到50%的苯转化率,在202.4℃可达到90%的苯转化率,对应的转化温度T₅₀和T₉₀比传统方法分别降低了62.4℃和48.3℃,且电场中的反应活化能由52.32 kJ·mol^-1降低至32.31 kJ·mol^-1.根据实验现象及表征结果,发现协同效应与活性位点的快速持续再生及活性氧物种的转化有关,由此提出苯在Mn_xCe_y催化剂上的氧化机理及电场协同催化的反应模型.     

环境监测促进环境监理工作的探索

环境监测和环境监理是环境保护工作的两个重要组成部分。在当期环境形势十分严峻的情况下,正确处理环境监测与环境监理之间的关系,环境监测为环境监理工作提供强有力的技术支持,环境监理必须依靠环境监测,对推动环境监理工作的科学化、规范化、法制化具有积极作用,对促进环境保护事业的发展具有十分重要的意义。     

填埋场内温度场下渗滤液饱和带内硫酸盐还原行为表征

填埋场内渗滤液饱和带是物质交换和生化反应的活跃区域,也是含硫恶臭的主要发生源.本研究探究了填埋场内温度场下渗滤液饱和带内硫酸盐还原行为特征,结果表明,在25～55℃逐步升温的温度场下,渗滤液饱和带内的硫酸盐还原行为逐步增强且差异显著.渗滤液饱和带纵向SO42-和DOC迁移转化规律各异但趋势相同.硫酸盐还原行为主要发生在固液交界区和固相区,且固液交界区的电子供、受体呈特定化学计量关系.电子供体是引起硫酸盐还原行为差异的主要原因.本研究揭示的温度场下渗滤液饱和带内硫酸盐还原行为可为填埋场精准除臭提供重要依据.     

中国加油站VOC排放污染现状及控制

应用排放因子法估算了2002年度全国加油站VOC的排放量.在综合考虑经济,社会,人口等各方面因素后,通过调整现有的活动水平估算了未来20a内全国的燃油消耗情况,以及VOC排放的增长趋势.结果表明:2002年我国加油站VOC排放量为187.6×10³t,由此造成的经济损失达到了7.5×10⁸元人民币.在维持现有控制水平情况下,到2030年VOC排放量将达到1196×10³t,经济损失高达47.8×10⁸元人民币.比较了StageⅠ、StageⅡ油气回收系统以及ORVR的回收效率和成本,并对其可行性和经济适用性进行分析.结果表明:这3种回收技术的引进将会大规模的消减加油站VOC的排放,并且选择性的措施组合能够取得更好的效果.相对于StageⅡ回收系统,ORVR的效率更高费用更低.但是ORVR的引进需要比StageⅡ更长的时间,为了达到80%的普及率至少需要11a左右.为在短期内达到一定的控制要求,可优先考虑StageⅡ回收技术;但是从长期的环境和经济效应来看,ORVR才是最终的选择.     

2-丁烯醛生产废水的臭氧脱毒预处理

CMW（crotonaldehyde manufacturing wastewater,2-丁烯醛生产废水）污染物浓度高、毒性强、直接采用生物法处理难度大.为了降低CMW的生物处理毒性,采用臭氧氧化法对CMW进行脱毒预处理,并通过考察不同臭氧氧化条件对废水COD_Cr、TOC（总有机碳）、UV_{254 nm}去除率及SMA（specific methanogenic activity,比产甲烷活性）抑制率的影响,获得了优化的臭氧氧化条件,进一步分析了废水脱毒机理.结果表明:①优化的臭氧氧化条件为接触反应时间180 min、初始pH 3.0、反应温度35℃、气相臭氧浓度30.3 mg/L,进气流量500 mL/min;并且在该条件下,CMW中COD_Cr、TOC和UV_{254 nm}的去除率分别为19.9%、9.9%和70.6%,主要特征有机污染物[包括2-丁烯醛、（E,E）-2,4-己二烯醛、3-（2-甲基-2-丙烯）-5-戊内酯、1,5-二甲基-1-烯-4-羰基-环氧己烷、山梨酸乙酯等]的去除率在74.4%以上.②厌氧产甲烷毒性试验结果显示,CMW的SMA抑制率由臭氧氧化前的82.0%降至臭氧氧化后的47.2%.③反应动力学研究显示,CMW中COD_Cr、TOC及UV_{254 nm}的去除过程均符合一级反应动力学方程,R2分别为0.82、0.97、0.94.研究显示,臭氧氧化预处理可以较好地去除CMW中的特征有机污染物,降低废水的厌氧生物处理毒性,是一种可行的脱毒预处理方法.      

基于[火用]分析法的矿区工业生态链物质能量流动研究

从工业生态学角度研究矿区工业生态系统的工业代谢和工业生态链，建立矿区物质循环与能量流动[火用]分析和[火用]效率模型。根据生态效率的理念，矿区发展需要五项关键支撑技术，为合理选择煤炭的产业链延伸途径打下理论基础，促进矿区可持续发展。     

基于深度学习的大气细颗粒物污染时空预报

为尽可能减少PM_2.5重污染带来的环境和健康危害,对其进行及时准确的预报预警显得十分关键。文章使用WRF气象模型和CMAQ空气质量模型输出的2015年1-12月逐小时的中国地区27 km×27 km网格化气象场、污染排放和细颗粒物模拟浓度数据,训练深度学习预报模型。研究结果显示,深度学习预报结果与CMAQ模拟结果在测试集上的均方误差为10.52μg/m³,优于已有的大部分其他研究,深度学习在重点城市的PM_2.5预测浓度趋势与CMAQ基本一致,其RMSE为28.82μg/m³,整体空间分布也具有较好的一致性,可以准确重现CMAQ模拟结果。该研究进一步使用国控点实际观测数据对训练完成的深度学习预报模型进行优化,以减少CMAQ理论模型所带来的固有误差。优化后的深度学习模型预报结果在总体上更接近实际观测的真实结果。此外,深度学习模型的预报速度在相同CPU环境下比CMAQ模型提升93倍,在GPU加速环境下提升高达465倍,可以做到快速实时的浓度预报响应。该研究构建的耦合数值模型和实际观测数据的深度学习预报技术...     

进博会期间吴江地区污染特征分析

为分析2019年11月5-10日在上海召开中国国际进口博览会(简称"进博会")前后吴江地区的污染物变化特征与污染来源,该文采用吴江气象局的气象数据和环境监测数据对进博会前后污染物的变化趋势、气象条件影响和各种气团传输路径进行分析。结果表明,进博会期间,吴江地区实施的管控措施有效地降低了本地污染物的生成,PM_2.5和PM₁₀浓度分别下降了31.0%和47.3%,最大程度排除本地污染对外来传输分析的干扰。气象条件分析显示,在风速<3 m/s时,南风容易导致SO₂传输,当风速>4 m/s,西风容易导致颗粒物和SO₂浓度升高。HYSPLIT4.9模型显示,来自江苏和安徽中部地区(高度500 m左右)的污染气团,出现频率虽较低,却是导致吴江地区污染物浓度短时上升的重要原因;激光雷达监测结果显示,会议期间吴江地区出现2次污染传输过程,与气象条件分析以及轨迹聚合分析结果相一致。研究结果排除了本地污染对传输分析的干扰,客观评价了外来传输的影响,对于加强长三角区域联防联控具有重要的指导意义。     

广东省臭氧污染特征及其成因分析

该研究发现2014-2019年广东省与珠三角O₃-8h第90百分位数浓度、O₃年平均浓度以及超标率均呈现波动上升趋势;O₃年度最大值常年居高不下,且污染区域主要集中在珠三角中部和西南部区域。珠三角、长三角和京津冀区域O₃均保持上升趋势,珠三角浓度水平介于其它2个区域之间。导致广东或珠三角出现较重臭氧污染的原因主要是臭氧前体物排放量巨大,珠三角VOCs排放强度居全国前列;全国背景臭氧浓度总体呈现逐年上升的趋势;广东省天然源VOCs排放量较大,高温强日照的气象条件有利于臭氧生成;夏秋季台风外围下沉气流和副热带高压等不利气象条件,导致臭氧污染进一步加剧。     

大气沉降向华中丘陵区稻田输入硫通量的观测

选取我国华中丘陵区的湖南省长沙县一个典型水稻种植区,对2015与2016年2年雨水样中的SO₄²-S和大气SO₂的沉降量进行监测,分析雨水中SO₄^2-、NO₃^-的关系,解析大气硫沉降的主要来源.结果表明,研究区大气中SO₂-S和雨水中SO₄^2--S的年均浓度分别为8.5 μg/m³和1.1mg/L,大气硫沉降年均总量为26.8kgS/（hm²·a）,其中年均降雨混合沉降量18.2kgS/（hm²·a）,年均干沉降量为8.6kgS/（hm²·a）.研究区域硫素干、混合沉降量存在明显的季节差异,硫素混合沉降春季高于夏、秋、冬季,而硫素干沉降冬季高于春、夏、秋季.雨水中NO₃^-/SO₄^2-的质量比大多小于1,表明研究区大气硫素主要来自固定污染源（燃煤）.华中丘陵区稻田具有较高的硫沉降,但硫沉降量已较21世纪初出现了较大幅度下降,农业生产中需要根据农田硫素收支状况酌情补充硫肥来保证作物高产稳产.