中国旱作农田一氧化氮排放及减排:Meta分析

农田是大气污染物一氧化氮（NO）的主要排放源之一.与水稻田相比,旱作农田NO排放量和排放系数高,但其异质性及影响因素尚不明确.目前,我国农田NO排放和减排的研究以原位观测为主,缺乏系统的整合（Meta）分析.通过收集文献数据,定量分析玉米-冬小麦、水稻-冬小麦旱地阶段、蔬菜、茶园和果园等旱作体系NO排放量和排放系数的异质性及主要影响因素;定量评价减量施氮、有机肥替代化肥、配施新型增效氮肥和施用生物质炭等管理措施对NO排放量和排放系数的影响.收集相关文献共计49篇（发表于2006~2021年）.结果表明,玉麦轮作、茶园和果园体系年排放量平均值分别为1.44、7.45和0.92 kg ·hm^-2,在这3个体系间有显著性差异（P<0.05）,稻麦轮作旱地阶段和蔬菜季节排放量平均值分别为2.13 kg ·hm^-2和2.09 kg ·hm^-2.在玉麦轮作、稻麦轮作旱地阶段和茶园体系中,NO排放量均与施氮量呈正相关关系（P<0.01）,但在蔬菜和果园体系中二者无显著相关性.玉麦轮作、稻麦轮作旱地阶段、蔬菜、茶园和果园体系排放系数平均值分别为0.31%、0.71%、0.96%、1.74%和0.13%,除玉麦轮作分别与稻麦轮作旱地阶段和蔬菜体系间的差异不显著外（P>0.05）,在其余体系间均有显著性差异（P<0.01）.由于各体系间排放系数差异大,在编制区域或全国农田NO排放清单时,有必要对各作物体系采用不同的排放系数.减量施氮仅在减氮比例高于25%时可显著降低NO排放量（36%）,但对排放系数的影响不显著.由于减氮比例过高可能会造成作物减产,尚需进一步确定既不影响作物产量又降低NO排放的减氮比例.有机肥替代化肥在土壤有机碳含量低［ω（SOC）<15 g ·kg^-1］或酸性（pH<7）条件下以及配施新型增效氮肥在玉麦轮作农田中可显著降低NO排放量（-46%~-38%）和排放系数（-62%~-45%）,施用生物质炭的影响不显著.可为不同田间条件下分别采取有效的NO减排措施提供依据.     

携带流反应器中煤粉再燃烧NO还原特性

在一携带流反应器上进行了３种煤粉及１种石油焦再燃烧还原ＮＯ试验,燃料挥发分分布在１０．０２％－３９．８１％之间。研究结果表明：在相同的试验条件下,ＮＯ再燃还原效率随煤级别提高而降低;随空燃比增而降低;反应区温度增加有利于ＮＯ与煤还原反应。     

不同方法制备的铟催化剂选择性还原NO

不同负载量的In/Al₂O₃催化剂分别以浸渍法、共沉淀法和溶胶-凝胶法制得,对比评价了不同方法制备的样品在富氧条件下以丙烯为还原剂,选择性催化还原NO的活性,考察了氧气浓度、H₂O对活性的影响.研究表明,铟催化剂有较高的去除NO活性,制备方法对催化剂活性具有显著影响.其中,溶胶-凝胶法和共沉淀法最高活性都可达90%左右;而浸渍法样品的活性较差,最高转化率不到60%.氧气浓度对NOx最高转化率及其相应反应温度均有重要影响.随着O2浓度的提高,最高活性对应的反应温度降低.反应气氛中H₂O的加入使铟催化剂活性大幅降低.铟与其他多种金属活性组分相比,一个突出的不同表现是,3种方法各自的最佳负载量相差不大.     

我国农田土壤的主要温室气体CO2、CH4和N2O排放研究

讨论土壤主要温室体ＣＯ２,ＣＨ４和Ｎ２Ｏ的排放过程,计算我国农田生态系统排放ＣＯ２、ＣＨ４和Ｎ２Ｏ的总量。１９９０年,中国地区ＣＯ２、ＣＨ４和Ｎ２Ｏ农田排放源强分别是２６０ＴｇＣＯ２,１７．５ＴｇＣｈ４和０．０９６ＴｇＮ,它们占我国相应这些气体排放量的８％,５０％和１０％,论述了温室气体浓度增加可能以农业产生的影响及应采取的控制对策。     

含灰含水烟气的脉冲放电脱除NO和NOx的研究

脉冲放电脱除ＮＯ和ＮＯｘ（ＮＯ＋ＮＯ２）的实验表明,烟气中的飞灰对ＮＯｘ具有２％－４％的吸附脱除作用,对脉冲放电又有抑制作用,使ＮＯ和ＮＯｘ脱除具有降低的趋势,增加烟气含水量增强了飞灰粒子表面的化学吸附能力,使得在烟气含水量为１５％和单位体积烟气注入能量小于３Ｗ．ｈ／Ｎ,＾３时,ＮＯ和ＮＯｘ脱除率提高５％－１５％。     

CuCoO_x/TiO_2催化氧化NO性能研究

采用浸渍法制备了CuCoOx/TiO2催化剂,考察了焙烧温度、反应温度、氧含量、NO浓度和空间速度对催化剂催化氧化NO性能的影响,并考察了催化剂的抗硫抗水性能.XRD、TPR和BET分析表明,350℃焙烧的催化剂具有Cu-Co2O4尖晶石结构,比表面积大,对N0的氧化效果好.在空速为5 000 h-1,NO进口浓度500 mg/m3,含氧量10%的条件下,反应温度300cc时N0转化率可达79.5%,250℃时N0转化率接近50%.该催化剂具有良好的单独抗SO2、抗H2O毒化性能,H2O和SO2同时存在时很快失活.该催化剂可用于不同时含H2O和SO2的含NO气体催化氧化后再吸收处理.     

ACF负载复合金属氧化物催化还原NO的研究

为了研究活性碳纤维（ACF）负载复合金属氧化物催化还原NO的效果,采用浸渍法制备了系列负载氧化铈和氧化铜的ACF,在微型反应器中进行程序升温反应,通过正交试验,确定催化反应的最佳条件,考察了反应温度和复合金属氧化物的不同含量对催化活性的影响,并与ACF负载单金属氧化物作了比较,同时对催化剂进行了扫描电镜和傅里叶红外光谱分析实验。实验结果表明,在氨氮比是1.1∶1,氧气体积比为5%,体积流速为4 000 h^-1的条件下,负载复合金属氧化物的ACF低温活性相差很大,随着温度的升高,催化效率持续提高。当氧化铈与氧化铜的含量分别为10%和30%,在120～300℃区域内去除率维持80%以上,是低温催化中理想的催化剂。     

FeⅡ(EDTA)协同生物转鼓过滤器去除NO的实验研究

采用自行研制的生物转鼓反应器(RDB)处理难溶于水的NO废气,为提高NO的传质系数和去除效率,实验考察了营养液中添加FeⅡ(EDTA)络合剂协同RDB以提高NO去除效率的过程.结果表明,当空床停留时间(EBRT)为0.96 min时,在营养液中添加FeⅡ(EDTA)至100mg/L后,NO的去除效率从70.78%升至7...     

液相络合吸收脱除燃煤烟气中NO的研究

本实验利用乙二胺合钴([Co(en)3]2+)能络合吸收一氧化氮气体(NO)和活化氧分子的特性,进而将烟气中难溶于水的NO气体进行络合吸收,从而达到烟气脱硝的目的。通过对[Co(en)3]2+脱除NO的反应条件、机理等方面进行初步探索,进而研究了pH值、反应温度和不同脱硫剂等条件对NO脱除效果的影响。研究结果表明:有氧条件下,[Co(en)3]2+络合吸收液对NO的脱除效率较高。当氧含量为5%,反应温度为50℃和溶液pH=13.0时,以0.025mol/L[Co(en)3]2+作为吸收液通过鼓泡反应装置对NO进行催化络合,脱硝率可达到99%以上,并可长时间维持对NO的络合吸收作用。     

Zn2+/TiO2薄膜光催化剂的制备及对NO的去除

为研究Zn^2＋／TiO2薄膜光催化剂对NO的去除效果,以钛酸四正丁酯和Zn（NO3）2为前驱体、石英玻璃片为基片,用在溶胶中进行浸渍提拉的方法,于500℃下煅烧制备出Zn^2＋加入量不同的Zn^2＋／TiO2薄膜光催化剂,重点考察了Zn^2＋加入量对NO去除率的影响。实验结果表明,Zn^2＋的加入可进一步提高NO的去除率,当Zn^2＋加入量为4％时,NO最高去除率为89％。对各种试样的扫描电镜和X射线衍射表征结果表明,适当加入Zn^2＋可改善纳米TiO2的分散状态,减小粒径尺寸,从而达到提高NO去除率的目的。