生物炭技术缓解我国温室效应潜力初步评估

热解制备的生物炭在实现了将植物吸收的大气CO2封存在土壤中的同时,还将产生多重农业生产效应.在调查我国农林废弃物资源可利用潜力的基础上,利用生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法对热解生物炭技术在缓解温室效应方面的潜力进行了初步评估.研究表明,我国每年可供生物炭生产的农林生物质资源总量为6.04×108t;温室效应净潜力(以CO2e计,CO2e为CO2当量)为5.32×108t,相当于每t原料可封存0.88 t.在整个温室效应潜力中,贡献最大的是大气CO2以生物炭形式在土壤中的封存,约为73.94%,其次是副产物可更新能源生产所产生的温室效应潜力,占总潜力的23.85%.由此可见,以农林废弃生物质资源为原料热解制备生物炭的技术对于缓解我国严峻的温室气体排放压力具有巨大的潜力.     

我国日化用品使用挥发性有机物(VOCs)排放及臭氧生成潜势研究

溶剂使用源是挥发性有机物（VOCs）的重要排放源之一.近年来,VOCs排放清单中对工业生产类溶剂的VOCs排放估算较多,但对于生活类溶剂使用的研究有所欠缺.本研究以日化用品为研究对象,基于产品消费量、产品中的溶剂含量及其挥发特性,建立了我国2000—2017年日化用品使用的VOCs排放清单,并基于最大增量反应活性值（MIR）评估了日化用品对臭氧生成的潜在贡献.结果表明,2000年我国日化用品VOCs排放量为36.1×10⁴ t,到2017年排放量达218.5×10⁴ t,年平均增长率为11%.护肤品、香水和洗护用品是日化用品中VOCs的主要排放类别,2017年这3类的VOCs排放量分别占总量的40%、30%和21%.上海（8.0×10⁴ t）、北京（7.0×10⁴ t）、广州（4.5×10⁴ t）、重庆（4.5×10⁴ t）、深圳（3.7×10⁴ t）是日化用品VOCs排放量前5的城市.含氧VOCs是日化用品排放的主要VOCs组分,其排放量贡献达到64%.2017年日化用品VOCs产生的臭氧生成潜势（OFP）为306.4×10⁴ t,含氧VOCs、烯烃和烷烃分别占OFP总量的67%、18%和14%.对OFP贡献最大的前8个物种是乙醇、柠檬烯、异丁烷、丙二醇、二丙二醇、异戊烷、二甲醚和异丙醇,其排放量占VOCs总量的77%,但贡献了OFP总量的93%.针对日化用品的VOCs排放及其引起的臭氧污染防控应重点关注护肤品、香水和洗护用品3类产品.     

COVID-19疫情期间成都市地面臭氧污染特征及气象成因分析

受COVID-19疫情影响,我国各地采取了一系列封锁管控措施,由此导致大气污染物排放强度降低.本文以成都市为例,分析了2020年上半年的气象条件和大气污染浓度特征,并重点对臭氧浓度变化及同期对比结果进行了细致分析.结果表明：①与2019年同期相比,除O₃外的5种污染物（NO₂、CO、SO₂、PM₁₀、PM_2.5）浓度均降低,降幅分别为13.60%、8.96%、6.30%、4.56%、1.80%,而O₃浓度却异常升高,升幅最大值分别出现在2月（35.1%）和5月（36.1%）.②2020年上半年,O₃浓度高值出现时间较2015—2019年提前,气象条件较有利于臭氧的生成.100 hPa和500 hPa位势高度为正距平,气温、日照时数较往年升高,相对湿度和降水量下降,以静小风为主.③2020年4月25日—5月6日臭氧污染持续时间长,主要是由于复工复产导致臭氧前体物排放增加,以及稳定的天气形势,使成都长时间处于高温（>30℃）、低湿（40%~60%）、静小风（1.3 m·s^-1）等不利扩散的气象条件下.气团后向轨迹和污染潜在源区表明研究区受到来自成都偏东一带及川南地区高污染气团短距离输送的影响.     

PM2.5污染对我国健康负担和经济损失的影响

开展全国范围归因于PM_2.5污染的健康负担和经济损失研究,对于污染防控政策至关重要.首先利用空气质量模型（WRF-Chem）模拟结果,分析2016年PM_2.5的时空分布和暴露水平;同时结合环境健康风险及环境价值评估方法,评估PM_2.5污染引起的健康负担和经济损失;最后基于情景分析方法,预估实现具体PM_2.5控制目标的健康经济效益.结果表明,2016年,我国PM_2.5污染主要集中在京津冀及周边地区、长三角地区、四川盆地以及西北沙漠地区,且71.49%的人口暴露在PM_2.5浓度高于35 μg·m^-3的环境空气中;PM_2.5污染造成约106.04万人过早死亡,约占总死亡人数的10.9%,其中冠心病和中风约占80%;PM_2.5污染造成健康经济损失7059.31亿元,约占国内生产总值（GDP）的0.95%.PM_2.5污染造成的健康负担和经济损失存在显著空间差异,主要分布在PM_2.5浓度和人口密度高的中东部地区;情景分析表明,我国所有地区PM_2.5浓度降至35 μg·m^-3,只能避免17.11%的健康经济损失,而降至10 μg·m^-3可以带来80.47%的健康经济效益.建议环境管理者进一步加强控制力度,更好地保障居民的健康和财富利益,尤其是心脑血管疾病患者等敏感人群以及归因死亡率高的地区.     

麦饭石矿物材料絮凝剂的制备及特性研究

利用矿物材料麦饭石高含铝量的组分特性,根据絮凝过程的基本原理,初次研制了具有特殊絮凝效果的无机絮凝剂。使用XRD分析仪和SEM扫描电镜对原材料和处理后的絮凝剂表面特性进行了表征分析,以水质的浊度和COD为处理目标函数,深入考察了投加量和p H的影响,得到了最佳的操作条件,并使用了Zeta电位仪,进一步探讨了絮凝前后水中Zeta电位对絮凝效果的影响。在投加量为600mg/L,p H为8时,污水浊度和COD去除率分别可以达到96.22%和82.50%,且絮凝过程具有矾花大、结构紧实、沉降速度快等特点。     

郑州市夏季大气VOCs污染特征及来源解析

采用GC5000在线气相色谱仪,于2019年和2020年夏季6~8月分别对郑州市城区中大气环境挥发性有机化合物（VOCs）进行监测,探究了VOCs的污染特征,并重点利用比值分析,PMF受体模型和条件概率函数（CPF）模型对比研究了其来源贡献.结果表明,2019年和2020年夏季ρ（VOCs）平均值分别为65.7 μg·m^-3和71.0μg·m^-3.2019年烷烃占比逐月变化幅度不大,占比在55%左右,芳香烃整体呈上升趋势,烯烃呈下降趋势;前10物种占总VOCs的65.5%,主要物种依次为异戊烷、乙烷、丙烷、甲苯、正丁烷和间/对-二甲苯等.2020年烷烃和烯烃占比呈逐月升高趋势,芳香烃呈逐月降低趋势;前10物种占总VOCs的71.1%,主要物种依次为乙烷、乙烯、丙烷、异戊烷、正丁烷、甲苯和间/对-二甲苯等.2019年夏季OFP平均值为224.9 μg·m^-3,其中芳香烃对OFP贡献率逐月升高,烯烃逐月降低;对OFP贡献的物种主要为间/对-二甲苯、异戊二烯、反式-2-丁烯、甲苯和乙烯等.2020年夏季OFP平均值为243.6 μg·m^-3,其中芳香烃对OFP贡献逐月降低,烯烃逐月升高;对OFP贡献的物种主要为乙烯、间/对-二甲苯、异戊二烯、甲苯和间-乙基甲苯等.PMF和CPF模型解析表明,2019年对VOCs贡献较大的是溶剂使用源和油气挥发源,贡献率分别为36.7%和25.1%,其对OFP贡献也较大,分别为39.9%和23.3%,需重点关注西南部区域.2020年对VOCs贡献较大的仍为溶剂使用源和油气挥发源,贡献率分别为24.9%和22.5%;对OFP贡献较大的为溶剂使用源和机动车尾气排放源,贡献率分别为33.6%和22.9%,需重点关注北部和南部区域.因此,今后应重点关注溶剂使用、机动车尾气排放和油气挥发源的排放,尤其监测点位的西南部、北部和东南部区域污染源.     

保定市冬季PM2.5的氧化潜势特征及其影响来源分析

为了探究保定市郊区2018年冬季PM_2.5氧化潜势的特征及其影响来源,利用二硫苏糖醇（DTT）测定法对PM_2.5中活性氧进行测定,采用皮尔逊相关分析PM_2.5中各化学成分与氧化潜势的关系,并且利用PMF对DTT_v进行污染源解析.结果表明,冬季保定市ρ(PM_2.5)平均值为（140.96±70.67）μg·m^-3,高于同时期北京PM_2.5浓度.氧化潜势的DTT_v和DTT_m值均表现出白天高于夜间的情况[DTT_v白天为（2.37±0.76） nmol·（min·m³）^-1,夜间为（2.14±1.17） nmol·（min·m³）^-1; DTT_m白天为（0.96±0.60） pmol·（min·μg）^-1,夜间为（0.76±0.41） pmol·（...     

东莞工业集中区夏季臭氧污染与非污染期间VOCs组分特征及其来源

为探讨东莞典型工业区夏季大气挥发性有机物（VOCs）污染特征及来源,于2020年夏季在厚街镇对大气环境中56种VOCs开展了在线观测,并同步收集了臭氧（O₃）、氮氧化物（NO_x）和一氧化碳（CO）等气体污染物浓度和气象因子等资料,在此基础上分析了VOCs总体积分数和主要物种体积分数特征,进一步估算了主要VOCs物种对臭氧生成潜势的贡献和不同臭氧浓度下VOCs的主要污染源贡献率.结果表明,观测期间56种VOCs的体积分数平均值为53.1×10^-9,其中φ（芳香烃）、φ（烷烃）、φ（烯烃）和φ（炔烃）分别为24.7×10^-9、23.7×10^-9、3.9×10^-9和0.7×10^-9.与非臭氧污染期间相比,臭氧污染期间φ（芳香烃）、φ（烷烃）、φ（烯烃）和φ（炔烃）分别上升约10%、43%、38%和98%.无论是臭氧污染还是非臭氧污染期间,芳香烃对臭氧生成潜势的贡献率均最大,其次为烷烃、烯烃和炔烃.整个夏季观测期间,溶剂源、液化石油气泄漏、化石燃料燃烧源和油气挥发源对VOCs的贡献率分别为60%±20%、16%±11%、15%±11%和9%±6%;臭氧污染期间,溶剂源的贡献率下降到44%,而液化石油气泄漏和油气挥发源的贡献率分别上升到21%和16%.     

典型气田土壤铁还原活性与微生物群落关系研究

由微生物驱动的土壤铁还原过程在铁的生物地球化学循环中起到重要作用,该过程还可与土壤重金属的转化及石油烃类有机污染物的降解等过程相偶联.油气田土壤常具有潜在有机污染物风险,本研究以重庆涪陵页岩气田的土壤（潜在烃类有机物污染风险）为对象,测定土壤铁还原活性（Iron Reducing Potential,IRP）,并利用Illumina Miseq测序解析其中的铁还原微生物类群,进而探讨IRP、土壤基本性质及微生物群落之间的关系.结果表明,该区域土壤铁还原菌群的优势菌门为厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）.与低IRP样品相比,高IRP样品中Pseudomonas、norank Peptococcaceae及Lentimicrobium等菌属具有较高的相对丰度.基于各样品OTU （Operational Taxonomic Unit）组成的PCoA （Principal Co-ordinates Analysis）分析表明,高、中及低IRP样品中铁还原菌群落结构差异显著（R²=0.25,p<0.01）,且一些分别属于Acetoanaerobium、Proteiniphilum、Petrimonas、Tessaracoccus及Exiguobacterium菌属中的OTUs在高IRP样品中显著上调.结构方程模型表明,铁还原微生物的群落结构是直接决定土壤IRP的主要因子,土壤氨氮及有效磷均可通过影响微生物群落结构来间接影响IRP,且氨氮还可通过直接影响有效磷来间接影响土壤IRP.本研究揭示了影响典型页岩气田土壤铁还原活性的关键因子及微生物机制,为进一步深入研究铁还原条件下土壤有机污染物去除的微生物机制打下基础.     

济源市疫情防控期间VOCs的变化特征、臭氧生成潜势及来源解析

采用挥发性有机物（VOCs）在线监测仪（EXPEC 2000-MS）于2020年1月1日-2月11日对济源市环境空气中VOCs进行监测,分析了疫情防控前和期间TVOCs及其组分的变化特征、臭氧生成潜势（OFP）及来源解析.结果表明,疫情防控期间济源市TVOCs浓度均值为121.7×10^-9,比疫情防控前增加了61.2%.烷烃、炔烃和烯烃的平均浓度和占比相对于疫情防控前明显减少,而卤代烃的平均浓度上升了79.5%,占比增加2.6%,OVOCs的平均浓度升高了5.5倍,占比显著增加了31.4%,主要来自乙醇、丙酮、三氯甲烷、溴甲烷和氯乙烷等化合物的排放.疫情防控前济源市的OFP主要以烯烃的贡献为主,关键活性物种为乙烯、1-丁烯、乙炔等,而疫情防控期间OVOCs对OFP的贡献不容忽视,关键活性物种主要是乙醇、乙烯、丙烯醛、甲苯等.用PMF模型法判断济源市VOCs的来源贡献,疫情防控期间对TVOCs贡献占比较高的来源依次是：燃烧源（33%）>消毒剂（31%）>工艺过程源（17%）>植物源（8%）>溶剂使用源（7%）、汽油车尾气（7%）>柴油车尾气（6%）.受疫情的影响,机动车尾气、工艺过程和溶剂使用源对济源市TVOCs的贡献大幅降低,分别降低了17%、17%和10%,来自于消毒剂使用的乙醇、含氯的消毒剂（三氯甲烷、氯乙烷等）对济源市TVOCs的贡献明显增加了29%.