城市扩展下大气污染物浓度的空间格局变化趋势研究--以乌鲁木齐市为例

城市环境污染是由于人类的生产和生活活动造成,而不断的城市扩展势必导致环境污染物浓度的空间变化。乌鲁木齐市作为中国西部的内陆城市,由于特殊的地理位置和能源结构,在发展经济的同时也造成了严重的大气环境污染,也给人们的生产生活带来了严重的影响。为了治理污染当地政府采取了一系列措施。分析了2004-2009年城市3个不同区域（市南区、市中区和市北区）大气环境质量监测点位的数据,研究了在城市不断扩展的前提下,污染物浓度在空间上的迁徙变化趋势。结果表明,PM10、SO2和NO2污染最严重的时段均出现在冬季采暖期（12月至来年1月）,主要是因为采暖消耗大量原煤和高逆温频率所致。其峰值分别达到0.379、0.510、0.120 mg·m-3。随着城市空间结构的不断北扩,PM10和SO2的浓度呈现出向北迁徙的趋势,原本污染最严重的市南区浓度逐步下降,而市北区呈现出不断增加的态势。NO2浓度则表现出不断南迁的趋势,即原本 NO2浓度高的市北区变化不大,而市南区和市中区则呈现出快速增加的态势。说明大气环境中的污染物浓度随着城市空间结构的调整和人类活动频率的不断增加,正发生着空间上迁徙变化。由于污染排放源的差异性,导致大气污染物浓度在空间上的不同。通过分析得出,乌鲁木齐市的大气环境污染主要是“煤烟型”污染,随着产业的空间分布和城市的扩展,污染物浓度在空间上呈现出了不同的迁徙变化特征,是今后城市发展和环境治理值得关注的问题。     

SO2和NO2胁迫对红花荷等植物光合生理影响及抗性评价

为探讨红花荷(Rhodoleia championii)等12种园林植物抗SO2和NO2污染能力,以1～2年生实生苗为材料,通过人工气候室的盆栽实验,研究不同SO2和NO2混合气体胁迫对园林植物苗木光合参数和相对叶绿素含量的影响,并利用隶属函数法及系统聚类分析法对其抗SO2和NO2污染能力进行了综合评价。结果表明,植物叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和相对叶绿素含量基本上随着SO2和NO2胁迫的加剧而逐渐降低,但水分利用效率受净光合速率和蒸腾速率变化的影响规律不明显。综合隶属函数和聚类分析可知,红花荷和红千层(Callistemon rigidus)抗污染能力强,杜鹃红山茶(Camellia azalea)和粉红羊蹄甲(Bauhinia blakeana)抗污染能力较强,红花银桦(Grevillea robusta)和无忧树(Saraca divespierre)抗污染能力中等,大叶紫薇(Lagerstroemia speciosa)、金花风铃木(Tabebuia chrysantha)和腊肠树(Cassia fistula)抗污染能力较弱,而本地火焰木(Spathodea nilotica)、复羽叶栾树(Koelreuteria bipinnata)和樱花(Prunus serrulata)抗污染能力弱。研究结果为火电厂、陶瓷厂、钢铁厂、石化厂等重度酸污染地区植物选择提供参考。     

亚热带土壤氮素反硝化气态产物研究

亚热带可变电荷土壤化学性质与温带地区恒电荷土壤有诸多不同特点,使得反硝化具有一些与温带土壤不同的特性,进一步深入研究亚热带土壤反硝化气体产物的组成比例、主要影响因素和机理,将有助于加深对亚热带环境条件下土壤N循环的理解和认识,以及为正确评价亚热带土壤反硝化环境效应提高科学依据。因此,就亚热带土壤厌氧培养条件下反硝化的气态产物问题进行了探讨。土样采自江西典型亚热带红壤地区,在加入K15NO3（10 atom%15N,加入N量为200 mg·kg-1）条件下进行了7 d 30℃、密闭、淹水、充N2的严格厌氧培养试验。试验结果表明：随培养时间推移,15N回收率逐渐下降,土壤总残留的15NO3-质量分数和回收率之间存在显著正相关关系（p〈0.001）,表明反硝化作用越弱的土样回收率越高。总气态氮损失率的估计值和实测值都随培养时间延长呈上升趋势,两者之间存在显著正相关性（p〈0.001）。根据稳定性同位素15N示踪试验结果初步估计,厌氧培养7 d内反硝化作用产生的气态产物中N2O占总气态氮损失的17.1%,N2占8.7%,估计NO可能是主要的反硝化产物之一。以未能回收的氮计算,NO约占总气态氮损失的67.5%~78.6%,平均为74.1%。反硝化气态产物中NO和N2O总量占总气态氮损失的91.3%。NO、N2O和N2分别占总施入氮量的18.6%、4.4%、2.0%。因此,亚热带土壤氮素反硝化过程中主要气态产物可能为NO和N2O,而非对环境无害的N2。     

模拟烟气中NO、NO_x的微生物净化效率强化研究

NO的脱除效率已成为微生物净化燃煤烟气NOx双塔流程的瓶颈。为了提高微生物净化烟气中NO、NOx的效率,分别研究了脱硫塔添加Fe SO4·7H2O、脱氮塔添加Na NO2对微生物净化模拟烟气中NO、NOx效率的影响作用。结果表明:脱硫塔添加0.23 g/L Fe SO4·7H2O,其NO平均脱除率为61.04%,比空白试验的35.31%提高明显;脱硫塔NOx平均脱除率为62.16%,比空白试验的31.10%提高约1倍;双塔NOx平均总脱除率从空白试验的61.8%增至86.9%。浓度梯度试验结果表明:0.23 g/L Fe SO4·7H2O是脱硫塔内较为合适的添加浓度。脱氮塔添加0.50 g/L Na NO2后,脱氮塔NO平均脱除率从空白试验的39.92%提高到52.11%;脱氮塔NOx平均脱除率从空白试验的47.67%增至58.90%;双塔NOx平均总脱除率从空白试验的70.75%增至79.32%。反复多次验证试验均证明:Fe SO4·7H2O和Na NO2的分别添加的确大幅度地强化了烟气中NO、NOx的微生物净化效率。     

Ce-Fe/ZSM-5催化剂NH3选择性催化还原NO性能研究

通过浸渍法将Ce和Fe负载在ZSM-5载体上,制备了1.40%Fe/ZSM-5（数字为金属组分的质量分数,下同）、0.25%Ce/ZSM-5、0.25%Ce-1.40%Fe/ZSM-5和0.50%Ce-1.40%Fe/ZSM-5催化剂。对催化剂进行了表征并研究了其NH₃选择性催化还原（NH₃-SCR）NO的性能。实验结果表明,双金属改性的0.25%Ce-1.40%Fe/ZSM-5催化剂的活性温度窗口范围最广,在350~450 ℃范围内NO转化率超过98%。Ce和Fe以无定型氧化物的形态良好分散在ZSM-5载体表面,没有改变ZSM-5分子筛的微孔结构。0.25%Ce-1.40%Fe/ZSM-5催化剂的有效还原峰面积更大,孤立Fe³⁺和Ce⁴⁺物种含量更多,氧化还原性能显著,催化剂表面具有丰富的中等强度酸性位且酸量较大,有利于 NH₃-SCR 反应的进行。     

燃煤流化床钙基脱硫剂对NO转变率的影响及机理

在φ150mm×1000mm流化床试验台上,温度区间840℃～960℃,研究了钙基脱硫剂品种、粒径和Ca/S比对NO转变率的影响.阐述了钙基脱硫剂使NO转变率增加机理试验发现,同等质量钙基脱硫剂使NO增加的次序为氧化钙、石灰石、方解石;Ca/S比越大,NO转变率越高;粒径为1～2mm时NO转变率最大,2～3mm时次之,0.2～1mm时最小.加入脱硫剂降低了HCl、HF、SO₂的浓度,导致O、H、HO₂浓度升高,CO的氧化反应加速,在床料、燃料灰催化作用下CO与NO的反应减慢,最终导致NO浓度升高.     

低温等离子体技术及其在柴油机排气处理中的应用

概述了等离子体特点及分类 ,介绍了低温等离子体的产生及其净化柴油机排气的应用进展 ,分析了低温等离子体技术有效处理柴油机排气的机理 ,阐述了未来低温等离子体处理柴油机排气的主要方向与应用前景。     

UASB反应器中厌氧氨氧化菌的影响因素研究

在UASB反应器中接种实验室已经驯化好的厌氧氨氧化颗粒污泥,对其进行厌氧氨氧化菌活性提高和影响因素的实验研究。研究表明厌氧氨氧化菌对NH4＋-N和N02--N的适宜浓度负荷均为200mg／L,适宜水力停留时间HRT、温度、pH和进水基质比（N02--N／NH4＋-N）分别为2h、30～35℃、7．5～8．5和0．95～1．2,NH4＋-N、NO2--N和TN的平均去除率分别为97．1％、98．3％和92．7％。     

Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂的结构和脱硝性能

研究以纳米TiO2为载体,浸渍负载过渡金属氧化物,以CO为还原剂的脱硝催化剂的脱硝性能。实验中以计算量的Ni（NO3）2和Fe（NO3）3混合溶液浸渍纳米TiO2粉末,室温下搅拌30 min至混合均匀,放入旋转蒸发器中,70℃下至水分蒸干为止;所得粉末在550℃下、空气气氛中焙烧4 h即得所需催化剂。用以上方法分别制备2%Fe2O3-10%Cr2O3/TiO2、4%Fe2O3-8%Cr2O3/TiO2、6%Fe2O3-6%Cr2O3/TiO2、8%Fe2O3-4%Cr2O3/TiO2与10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2等5种催化剂样品。实验结果表明,制备的催化剂具有较好的结构,分散较为均匀。对于CO＋NO反应,Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂具有较好的催化活性,NO的转化率都达到了100%。其中,10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2样品具有最好的低温活性,H2-TPR结果表明,这是由于10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2催化剂更易于被CO预还原。