模拟生物反应器加速产甲烷过程研究

渗滤液原液回灌易导致填埋垃圾产甲烷过程的滞后,从而对甲烷收集利用产生不利影响。通过3根实验室模拟生物反应器,研究了原液回灌(C1)、渗滤液好氧预处理后回灌(C2)和原液回灌+垃圾层上部通风曝气(C3)3种填埋方式下的填埋气产气规律。结果表明,C1甲烷浓度经历短暂上升,达到19.5%后开始逐渐降低,产甲烷速率和产甲烷总量均很低;C2甲烷浓度逐渐上升,在第121天时甲烷浓度达到50%,产甲烷最高速率和产甲烷总量分别为0.31 L/(kg·d)和25.2 L/kg。在停止上部垃圾层通风曝气后,C3甲烷浓度迅速上升,在81 d时甲烷浓度便达到50%以上,最大产甲烷速率和产甲烷总量分别为0.22 L/(kg·d)和16.0 L/kg。对各模拟柱填埋气可回收性评价结果表明,C3填埋气可回收利用比例最高,C2略低,C1在实验期间内则无可回收利用气体产生。     

气相色谱法检测废气中甲烷、非甲烷总烃的问题研究

气相色谱法检测废气中甲烷、非甲烷总烃的方法存在诸多问题。针对标准参考气体的选择、采样方式、样品保存、配气方式、仪器配置等方面做了重点研究。结果表明,使用甲烷作为标准参考气体最佳,根据污染源的实际状况,可选择动力采样或玻璃注射器手动采样。样品气保存在惰性气袋中比玻璃注射器更好,实验分析更推荐双柱配置的气相色谱,手工配制标准气系列、使用填充柱也可很好的满足检测的质量要求。     

气相色谱法测定废气中非甲烷总烃的标准气体选择

气相色谱法测定废气中非甲烷总烃,国内外相关标准选用的标准气体各不相同,通过试验考察各标准气体对测定的影响,并比对相关文献信息。结果表明:甲烷和丙烷(浓度以碳计)在填充柱气相色谱仪和毛细管柱气相色谱仪FID检测器上的响应无明显差异,而采用甲烷作为标准气体,分析时间短,工作效率高。     

一种快速便捷的温室气体本底浓度采样方法初探

引入生态和气象研究领域的本底大气观测技术,提出一种便捷快速的温室气体本底浓度采样方法。该方法需要的设备简单,便于携带,能够快速完成采样。2011年5—7月,利用该方法,自西向东分别在处于我国三大阶梯的青藏高原东北缘、秦巴山区、长江中下游平原,选择不同类型的土地覆盖下垫面开展了地面采样实验,获得了33组以CO2和CH4为主的温室气体浓度数据。根据获得的采样结果,分别开展了人工采样数据分析及其与器测本底数据、卫星反演同期数据产品的对比分析,结果显示,几类数据趋势相符,数值相对偏差较低。总体认为,该方法获得的采样数据可靠、采样效率高,且成本低廉,这在我国温室气体自动监测站还比较少的现实情况下,不失为一种可选的快速便捷监测技术手段。     

大气红外辐射超高光谱探测仪临边探测—污染气体的反演精度和光谱通道评估

利用RFM模式,模拟计算了在研仪器—大气红外辐射超高光谱探测仪的临边探测模式下大气污染气体体积混合比的权重函数.结合仪器的可探测亮温阈值（0.3 K）,利用权重函数线性化方法,计算并分析了6种大气状态下,气体混合比廓线在不同反演精度条件下可获得的光谱通道数随切点高度的变化,并给出了可用光谱通道在不同切点高度的位置.结果表明,随着相对反演精度的降低,可用光谱通道数量增加,除热带大气外,其它5种大气在10%臭氧反演精度和5%甲烷反演精度条件下有足够的通道,可用于反演4.6 km以上的混合比廓线.CO在15%反演精度条件下,6种大气均能获得反演6.9 km以上廓线的光谱通道.近地面切点高度反演比较困难,很难获得较高的反演精度.可用光谱通道位置与气体吸收线位置特别是峰值区域一致,也与气体模拟亮温高值区一致.     

Effects of Ce on catalytic combustion of methane over Pd-Pt/Al2O3 catalyst

Activity and stability of 1%Pd-0.2%Pt/Al₂O₃ and 1%Pd-0.2%Pt/0.6%Ce/Al₂O₃ catalysts prepared by impregnation method for catalytic combustion of methane in air were investigated. The catalysts before and after reaction were characterized by BET, CO chemisorption, XRD and XPS techniques. Results showed that the presence of Ce significantly increased the activity and thermal stability of the Pd-Pt/Al₂O₃ catalyst towards methane combustion, which could be attributed to more highly-dispersed active PdO particles over the Pd-Pt/Ce/Al₂O₃ catalyst surface as well as the retarded sintering of PdO and the maintained oxidized state of surface Pd during the combustion process in the presence of Ce.     

铁碳微电解填料对人工湿地温室气体排放的影响

随着全球气候变暖的问题日益严重,人工湿地中温室气体的减排措施也受到越来越多的关注.铁碳微电解填料对废水处理效果良好且具备温室气体减排的潜力,为探究铁碳微电解对间歇曝气人工湿地温室气体排放的影响,本研究构建了以铁碳微电解填料+砾石（湿地Ⅰ）、铁碳微电解填料+沸石（湿地Ⅱ）、沸石（湿地Ⅲ）以及砾石（湿地Ⅳ）为基质的4组人工湿地,并利用间歇曝气技术对湿地系统进行了增氧.结果表明,铁碳微电解填料显著提高了间歇曝气人工湿地的脱氮效果,且具备对人工湿地温室气体的减排作用.与湿地Ⅳ相比,湿地Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的CH₄排放通量分别平均降低了32.81%（P<0.05）、52.66%（P<0.05）和54.50%（P<0.05）,其中沸石对CH₄的减排效果较优,能显著降低曝气段和非曝气段人工湿地CH₄的排放.铁碳微电解填料明显减少了N₂O的排放,与湿地Ⅳ相比,湿地Ⅰ和Ⅱ分别实现N₂O减排30.29%~60.63%（P<0.05）和43.10%~73.87%（P<0.05）.各组湿地系统在典型周期内排放的CH₄和N₂O引起的综合GWP（以CO₂-eq计）分别为（85.21±6.48）、（49.24±3.52）、（127.97±11.44）和（137.13±11.45）g·m^-2,铁碳微电解填料与沸石的联合使用有效实现了人工湿地温室气体的减排.总体而言,湿地Ⅱ在间歇曝气的条件下对污水净化效果最好,温室气体的减排效果最佳.     

长江口沉积物甲烷产生潜力与产甲烷菌群落特征

采用室内培养与高通量测序技术,研究了长江口沉积物产甲烷潜力及其产甲烷菌群落组成特征.结果表明,研究区沉积物甲烷排放速率为4.15～7.12 nmol·g~(-1)·d~(-1),且表现出厌氧区高、丰氧区低的特点.甲烷产生潜力为丰氧区大于厌氧区,说明甲烷在水体中氧化是减少甲烷排放的重要环境过程.研究区沉积物中产甲烷菌群落组成具有明显的差异.厌氧区沉积物产甲烷菌的优势群落为Methanococcoides(拟甲烷球菌属)、Methanosarcina(甲烷八叠球菌属)和Methanosaeta(甲烷鬃菌属),丰氧区沉积物为Methanosarcina(甲烷八叠球菌属)、Methanosaeta(甲烷鬃菌属)和Methanocella(甲烷胞菌属),因而缺氧过程会对产甲烷菌群落产生重要的影响.通过估算发现,研究区甲烷的排放量为2487～6819 t·a~(-1),表明长江口是甲烷排放的净产生源.因此,由缺氧过程导致的河口环境因子变化会影响甲烷的代谢循环过程及其微生物群落组成,进而对河口生态系统甲烷排放产生重要的影响.     

有机垃圾填埋过程产甲烷量化模型研究

垃圾填埋场产生大量甲烷,收集这些甲烷不仅可减少温室气体排放,并且可将其作为能源利用,而填埋场甲烷产量的预测是其利用过程中的首要环节. 笔者介绍并分析了现有几种有关垃圾填埋场甲烷产量预测模型的不足;并从可降解有机组分的厌氧降解机理出发,对降解主要反应方程进行量化,由此推导出产甲烷量化模型. 结果表明:每kg动物、植物、纸类和木竹类垃圾(净垃圾)分别可产生0.578,0.331,0.270和0.319 kg甲烷;在此基础上,推导出有机垃圾填埋过程产甲烷量化预测模型,验证结果显示,该模型预测结果可靠,且结构简单、参数较少、易于量化,由于在计算过程中舍弃了其他不可降解组分的含碳量,因而比现有模型更加精准.      

硫酸盐在厌氧生物过程中的行为 Ⅱ.硫酸盐还原行为及对体系抑制作用机理

采用半连续实验方法，研究了中温厌氧条件了硫酸盐的还原行为及产生抑制作用的机理。实验结果表明，ＳＯ４＾２－在厌氧体系中被硫酸盐还原菌全部或部分还原为硫化物，其还原率与ＳＯ４＾２－累积加入浓度有关，还原产物的形态与体系中ｐＨ值有关，较高的ｐＨ值（７．６－８．４）使体系中Ｈ３Ｓ含量下降。ＳＯ４＾２－对厌氧体系的抑制与ＳＯ４＾２－还原过程中ＳＲＢ与产甲烷菌的底物竞争及还原产物的毒性相关。前者受ＣＯＤ／ＳＯ