城市生活垃圾不同处理方式下的温室气体排放分析——以秦皇岛为例

当前,以全球变暖为主要特征的气候变化已成为世界各国共同面临的严重危机和挑战。政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的《气候变化2007综合报告》中,明确将消费后废弃物(postconsumer waste)作为一个独立对象来计算其温室气体排放量。废弃物的处理方式有卫生填埋、焚烧、堆肥等多种,本文采用《省级温室气体清单编制指南(试行)》中的计算方法,对卫生填埋和焚烧两种处理方式下温室气体的排放情况进行计算并展开比较分析,以期为城市生活垃圾处理温室气体减排提供科学依据。     

城市污水管网中产甲烷菌的分布特性规律

实验通过一套1 200 m的PVC管式反应器来模拟城市污水管网,利用气相色谱法、液相色谱法和454高通量测序等手段,研究了城市污水管网中产甲烷过程中的物质变化和产甲烷菌分布特性规律.结果表明,管网中甲烷含量沿程升高,说明管网中存在产甲烷菌;产甲烷菌主要包含甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)、广古菌门中的菌属(Euryarchaeota_unclassified)和甲烷杆菌科中的菌属(Methanobacteriaceae_unclassified)这3种优势菌属,且在管网800~1 000 m处有广古菌门中的菌属(Euryarchaeota_unclassified)取代甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)成为第一优势菌属的演替现象;管网中产甲烷可利用基质有甲酸、甲醇、甲胺、乙酸,其中乙酸为主要基质,这些基质在管网中先增加后降低的变化趋势导致了管网中产甲烷菌演替现象的发生.     

闽江口鳝鱼滩芦苇湿地沉积物甲烷产生与氧化潜力对外源物质输入的响应

研究河口湿地沉积物甲烷(CH4)产生和氧化对外源物质输入的响应,对环境保护及温室气体减排具有重要意义.本研究基于室内培养-气相色谱法,探讨了闽江河口半咸水芦苇(Phragmites australis)沼泽湿地沉积物CH4产生与氧化对不同外源物质(底物、电子受体和营养物质)输入的响应.结果表明:CH3OH(500 mg·kg-1)、C3H9N(500 mg·kg-1)和Fe2+(0~500 mg·kg-1)对CH4产生潜力起促进作用(p0.05);NO-3(0~500 mg·kg-1)、NO-2(0~500 mg·kg-1)、Fe3+(50 mg·kg-1)和NH+4(50~500 mg·kg-1)表现为抑制CH4产生潜力(p0.05);而0~50 mg·kg-1的CH3OH和C3H9N、0~500 mg·kg-1的CH3COOH、SO2-4、Mn4+、PO3-4和低剂量的NH+4(0~5 mg·kg-1)对CH4产生的影响不显著(p0.05).实验剂量内(0~500 mg·kg-1),Fe3+和Mn4+的添加可促进CH4氧化(p0.05);CH3COOH、CH3OH、C3H9N、NO-3、NO-2、SO2-4、NH+4和低剂量的PO3-4(0~50 mg·kg-1)对沉积物CH4氧化潜力均有显著的抑制作用(p0.05);而Fe2+对CH4氧化没有显著影响(p0.05).综合分析表明,CH3COOH、CH3OH、C3H9N、NO-3、NO-2、SO2-4、PO3-4、NH+4和Fe2+的输入对沉积物CH4产生和氧化的综合作用为增加CH4排放通量,而Fe3+和Mn4+输入的综合作用则与之相反.     

节水灌溉模式对稻田CH4排放规律的影响

基于水稻节水灌溉技术和密闭静态箱技术田间原位采集甲烷气样,试验研究了水稻节水控制灌溉模式对稻田CH₄排放规律的影响.结果表明,控制灌溉稻田CH₄排放呈现明显的下午极大值型日变化,CH₄排放高峰主要出现在下午13:00,淹水处理CH₄排放峰值在1 d中各个时刻的出现具有一定的随机性.控制灌溉稻田CH₄排放呈现明显的单峰型季节排放规律,排放高峰发生在分蘖前期,比淹水处理提前了10 d.所以,控制灌溉模式在水稻返青期后的水分调控及生产性用水等水管理措施对稻田CH₄排放的影响至关重要.控制灌溉水稻全生育期的稻田CH₄排放总量为24.46 g·m^-2,比淹水稻田减少了39%,平均排放率为7.96 mg·(m²·h)^-1,但返青期和分蘖前期的CH₄平均排放率比淹水稻田高,在以后的各个生育阶段均低于淹水稻田.     

SO_2体积分数对ZL50活性炭吸附脱硫行为的影响和动力学分析

通过动态吸附烟气脱硫实验,考察了烟气中不同SO2体积分数对ZL50脱硫脱硝活性炭脱硫行为的影响,并进行了动力学分析.随着烟气中SO2体积分数增大,脱硫率和ZL50脱硫脱硝活性炭的活性度下降;SO2吸附量和吸附速率增大.模拟结果表明,Bangham模型模拟效果最优,SO2的催化氧化反应对化学吸附有重要影响;Lagergren准一级吸附速率常数随SO2进口体积分数的增加而增大,表明SO2的催化氧化反应在吸附前期可能为速控步骤.推导和定义了Lagergren模型和Bangham模型的初始吸附速率;推导了文献上的Ho模型和Elovich模型的初始速率式。定义的Bangham初始吸附速率与初始吸附速率实验值吻合最好;建立的Bangham吸附反应动力学模型能较好地描述SO2动态吸附速率.结果表明,SO2的初始反应速率分级数为1或接近1,而O2和水蒸气的初始速率分级数分别为0.15～0.20和0.45～0.50之间的常数.     

长江三角洲典型城市站点甲烷浓度时间变化特征和影响因素分析

甲烷(CH₄)是一种具有显著全球变暖潜力的温室气体,其变化特征和影响因素十分复杂,尤其是在人为活动频繁和自然资源丰富的地区。苏州作为长三角经济发达典型城市之一,分析其CH₄的变化特征和影响因素具有重要意义。本研究基于2018～2022年苏州甲烷在线观测数据,结合多种统计分析方法(包括机器学习算法、HYSPLIT后向轨迹和潜在贡献因子)分析了苏州的CH₄变化特征、相关性及其主要潜在源区。结果表明,苏州CH₄浓度整体呈秋季高春季低的特征,日变化呈单峰型;气象归一法表明2019年甲烷浓度在近四年中最高,受人为排放原因为主;风速与CH₄的相关性明显高于温度和湿度;苏州来自海面的气团较为洁净,起始于内陆的轨迹CH₄浓度较高,存在上游城市的传输影响;CH₄主要潜在源区分布在安徽省东南部和浙江省西北部一片,潜在源区浓度贡献值呈现以苏州为中心向四周逐渐降低的环状分布特征。     

水中天然有机物的臭氧化处理

综述了臭氧化处理用于去除水中天然有机物（Natural Organic Matter即NOM）、降低三卤甲烷（TriHalideMethane即THM)生成能方面的国内外研究进展和工程实践情况。指出了臭氧化的功效主要在于（1）直接去除总有机碳（Total Organic Carbon即TOC）或降低三卤甲烷生成能（TriHalideMethane Formation Potential即THMFP);(2)改变有机物分子大小或结构；（3）提高有机物的生化降解性能。     

有机生活垃圾多组分联合厌氧降解产甲烷性能研究

为了阐明生活垃圾多组分的混合对其厌氧降解产气性能的影响,通过在中温（37±1）℃下对餐厨类、纸类和园林类垃圾组分进行单独和联合厌氧降解产甲烷实验,研究接种物来源对单组分和多组分物料厌氧降解产甲烷性能的影响,应用修正的Gompertz模型拟合和分析物料产甲烷过程动力学特征,并借鉴和发展评价混合物料联合厌氧降解性能的量化指标方法.试验与模型拟合结果均表明：接种物来源对各组分及其组合的厌氧生物可降解程度无显著影响,但对其降解速率存在明显影响.此外,尽管物料的混合对试验初期物料降解产甲烷速率存在促进作用,但仅有3组分混合试验组在最终累计甲烷产率方面表现出显著的协同促进,在2种接种物条件下,相比于3组分单独降解的甲烷产率分别增长了16%和14%.     

白塔堡河不同粒级有机物的三维荧光特征解析

利用三维荧光扫描(3DEEM)和体积积分法(FRI),分析了辽河流域白塔堡河在春汛期水中溶解性有机物(DOM)、小粒径有机物(0.22~0.7μm)和大粒径有机物(>0.7μm)的分布。结果显示:白塔堡河中有机物以芳香类蛋白质和溶解性微生物代谢产物为主,腐植酸类物质含量极少;5类组分在不同粒径有机物中分布相似,在0.22μm以下的DOM中分布最多;溯源分析显示,DOM来源较单一,表现出较强的内源生物降解特性,而颗粒状有机物则表现出内源和陆源的双重特性;多元统计分析显示,白塔堡河点位有机物分布基本上呈现区域性分布特征。     

羧基化碳纳米管强化臭氧化脱色三苯甲烷染料废水

利用羧基化碳纳米管作为催化剂,强化臭氧化脱色三苯甲烷染料废水。结果表明,当羧基化碳纳米管存在下,碱性品红废水的脱色率显著增加,在初始pH值为6.0,温度为25℃,初始染料浓度为100 mg/L,羧基化碳纳米管用量为6 mg/L时,30 min后脱色率达到94%。羧基化碳纳米管的催化性能高是由于碳纳米管特殊的纳米结构和—COOH基团,从而促进了臭氧化过程。羧基化碳纳米管可以强化臭氧化脱色三苯甲烷染料废水,对碱性品红、结晶紫、灿烂绿和孔雀石绿4种染料废水均能达到良好的脱色效果。