Comparative study on the efficiency and environmental impact of two methods of utilizing polyvinyl chloride waste based on life cycle assessments

Two processes of utilizing polyvinyl chloride （PVC） waste, an incineration process and a vacuum pyrolysis process, for energy conversion were compared to determine their efficiency and environmental perfor- mance. We carried out a life cycle assessment with each of the two processes to evaluate their environmental impact and defined the goals and limits of our remit. As well, we established an inventory of PVC waste from incineration and vacuum pyrolysis based on process analysis, data collection and calculations. The results show that electrical power output per unit mass of PVC waste in the incineration process was twice as high as that of the vacuum pyrolysis process. Incineration had a larger total environmental impact potential than vacuum pyrolysis. The total environmental impact potential of PVC waste from incineration was three times higher than that from vacuum pyrolysis. Incineration of PVC disposed 300 ng. 100 kgI of dioxins and vacuum pyrolysis 98.19 ng- 100 kgI of dioxins. As well, we analyzed the data for their uncertainty with results quantified in terms of three uncertainties： basic uncertainty, additional uncertainty, and computational uncertainty. The coefficients of variation of the data were less than 25% and the quality of the inventory data was acceptable with low uncertainty. Both PVC waste disposal processes were of similar quality and their results comparable. The results of our life cycle impact assessment （LCIA） showed considerable reliability of our methodology. Overall, the vacuum pyrolysis process has a number advantages and greater potential for development of PVC disposal than the incineration process.     

石墨烯纳米材料对哺乳动物的毒性及其作用机制

石墨烯是一种应用广泛的新兴非金属纳米材料,具有独特的电学机械性能、超大的比表面积以及潜在的生物相容性,在材料、电子、能源、光学以及生物医学等领域得到广泛应用。与此同时,石墨烯的环境行为和生物毒性也随之引起日益广泛的关注。本文通过对石墨烯纳米材料的动物毒性、细胞毒性、毒性影响因素和毒性机制等相关研究进展进行总结。石墨烯纳米材料可通过气管滴注、吸入、静脉注射、腹腔注射以及口服等方式进入体内,通过机械屏障、血脑屏障和血液胎盘屏障等积累在肺、肝、脾等部位引起急性或者慢性损伤;目前有关石墨烯毒性机制的研究主要集中于线粒体损伤、DNA损伤、炎性反应、凋亡等终点及氧化应激参与的复杂信号通路,不同石墨烯纳米材料的浓度、尺寸、表面结构和官能团等对石墨烯的生物毒性影响不同。鉴于当前该领域研究的局限性,对石墨烯纳米材料生物毒性研究的发展方向进行了展望,进而为石墨烯材料的安全应用提供理论借鉴和实践参考。     

OH自由基降解二英OCDD的反应机理及动力学研究

采用量子化学计算研究了OH自由基降解八氯代二苯并对-二英（OCDD）的微观反应机理,计算分析了微观反应进程,结果表明该反应存在两条途径：①α-氯取代：1,4,6,9位置氯取代,该路径反应活化能较高,反应难以进行,并以中间产物积聚,无法使OCDD的毒性消失;②β-氯取代：2,3,7,8位置氯取代,该路径的反应能相对较低,且能使OCDD的毒性消失,是有效降解OCDD的主要途径.结合过渡态理论,计算获得动力学参数：反应活化能为8.32 kJ·mol^-1（B3LYP/6-311G++（d,g）//B3LYP/6-31G（d））,阿仑尼乌斯表达式为k=1.29×10¹⁴exp（-1049.6/T）（cm³·mole^-1·s^-1）.这与文献实验结果取得了很好的吻合,说明本文对OH自由基降解OCDD的反应机理及动力学研究是合理且可靠的.本文的计算结果可为催化氧化降解二英的进一步研究提供理论参考.     

广东省生活垃圾焚烧设施环境与健康风险评估构架研究

生活垃圾焚烧设施的建立是解决城市生活垃圾逐年增多的有效方式之一,但其所引发的环境与健康问题成为公众关注的热点。基于广东省对生活垃圾焚烧设施的研究,以环境管理为目标,结合国内外在该领域的研究现状,提出广东省生活垃圾焚烧设施环境与健康风险评估构架。通过该构架的多年实践,总结了广东省生活垃圾焚烧设施环境与健康风险评估研究所取得的成效,有望将该成果推而广之,从而使该行业实现绿色生态的蓬勃发展。     

重度雾霾环境下篮球运动对人体心肺机能的影响研究

雾霾一直是影响人体健康的始作俑者之一,重度雾霾环境下人体的各项机能均会下降,甚至衰竭。针对重度雾霾环境下篮球运动对人体心肺机能的影响开展下列研究:对雾霾天气形成因素进行详细研究,经研究发现在城市中,有毒的颗粒物主要来源于汽车尾气、北方抵御冬季供暖生成的废气、工业生产中排放的气体、建筑工地与马路交通生成的扬尘等方面,特别是在长三角和珠三角地区,每年出现雾霾的天数要在100天以上,且个别城市超过了200天;将雾霾环境下篮球运动对人体心肺机能的影响划分为:易导致呼吸道及肺组织交叉感染、易导致慢性阻塞性的肺部疾病、易导致肺癌三大模块,并对形成的原因进行详细阐述。     

天津市滨海新区PM_(2.5)污染时空分布及影响因素研究

为了降低天津市滨海新区中PM_(2.5)的污染,需要对天津市滨海新区PM_(2.5)污染的时空分布和影响因素进行研究。研究天津市滨海新区近年来PM_(2.5)的时空分布特征,并选取PM_(2.5)的相关指标,对天津市滨海新区PM_(2.5)污染影响因素进行分析。结果表明,在天津市滨海新区的冬季时,PM_(2.5)的质量浓度值最高,在滨海新区的夏季时,PM_(2.5)的质量浓度值最低。PM_(2.5)在天津市滨海新区昼间大气中的质量浓度低于夜间大气中的质量浓度。     

户外长距离运动中雾霾影响的指标分析研究

居民在雾霾天气进行户外长距离运动会使心肺功能受到影响,对户外长距离运动中雾霾影响的指标进行分析,从人数、心情和健康三个角度研究,研究方法为调查对比法,通过分析在雾霾天气下和正常天气下运动员的不同表现,验证雾霾对户外长距离运动的影响。研究结果表明,雾霾天气会打消居民进行户外长距离运动的积极性,减少运动人数,同时使人们感到抑郁烦闷,心情低落。长时间在雾霾天气下运动心肺功能也会受到影响,调查结果具有统计学意义。     

二氧化碳捕集、利用与封存环境风险问卷调查研究

基于对从事应对气候变化的政府管理人员、科研人员和相关企业人员开展问卷调查,分析他们对CCUS技术和相关项目的环境安全性认知程度,为完善《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》(以下简称《指南》)提供重要依据。结果显示,大部分被调查对象对CCUS技术有所了解,但是对于CCUS项目的环境安全性认识还比较模糊,未来《指南》的评估范围应侧重于采用最大可信事故计算CO_2在大气、地表水、地下水等扩散来定义或者根据CO_2运移分布来定量评估。CCUS技术各环节对环境风险影响大小进行排序,捕集环节应该重点考虑捕集工艺和环境风险物质,运输环节重点考虑运输设备材质、运输方式和运输规模,利用和封存环节建议4项因素均需充分考虑。     

FeCl3改性MOFs在低温下对Hg0的吸附性能

为提高吸附剂对Hg0（零价汞）的吸附效率,利用MOFs（金属有机框架）材料发达的孔隙结构和高比表面积（1 997.010 0 m2/g）,采用FeCl₃溶液浸渍改性,制备了吸附剂FeCl₃@MIL-101（Cr）用于脱除Hg0.在小型固定床反应器上考察了浸渍浓度、反应温度、氧含量等对Hg0去除的影响.结果表明:FeCl₃@MIL-101（Cr）在进口ρ（Hg0）为2×10-3 mg/L,c（FeCl₃）为0.2 mol/L,反应温度60℃,气体流速400 mL/min,φ（O₂）为1%的条件下,吸附穿透时间长达62 h,相应的吸附容量为14.27 mg/g.在此基础上,进一步利用BET（比表面积测试）、SEM（扫描电镜）-EDX（能量色散X射线光谱）、XRD（X射线衍射）、XPS（X射线光电子能谱）等常用表征手段研究了改性前后吸附剂的物理化学特性,证明了吸附剂FeCl₃@MIL-101（Cr）吸附零价汞是物理吸附与化学吸附共同作用的结果,含氯官能团在吸附Hg0过程中也发挥了相当大的作用,并且氧气可促进其吸附效果.最后,分析了其吸附机理.研究显示,该种吸附剂在低温条件下具有较为优良的脱汞性能,应用前景良好.      

小流域大气氮干湿沉降特征

大气氮沉降是陆源污染物和营养物质向水生生态系统传输的重要途径之一.在人类活动影响较大的流域,大量氮素通过大气沉降的形式输入到水体中,能够对地表水体的营养结构、水生生物的生存环境等造成严重的负面生态效应.本文以密云水库石匣小流域为例,采集并分析了研究区大气氮沉降(颗粒态干沉降与湿沉降)样品,探讨了该流域大气氮沉降通量的变化特征及其主要影响因子,进而明确了大气氮沉降对流域氮输入的贡献程度.结果表明:(1)石匣流域大气氮总沉降(颗粒态干沉降与湿沉降之和)呈现出明显的季节变化特征;对湿沉降而言,总氮、氨氮在夏季沉降通量最大,溶解性有机氮沉降通量在春季最大,而硝态氮季节变化并不明显;对颗粒态干沉降而言,总氮和氨氮的沉降通量在冬季最高;硝态氮在不同季节变化不明显,但其沉降趋势与总氮基本一致;溶解性有机氮在秋季出现最高值.(2)该流域氮沉降通量为43. 14 kg·hm-2,其中湿沉降通量占39. 85%,颗粒态干沉降通量占60. 15%.(3)降雨和风速条件是影响大气氮沉降的重要影响因子,其中雨量和雨强与氮湿沉降浓度均呈明显的负相关关系;对颗粒态干沉降而言,监测期内平均风速是影响颗粒态氨氮干沉降通量的重要因子.(4)大气氮沉降占该流域总的氮素输入量的15. 09%,是仅次于畜禽养殖和农村生活的重要污染源.本研究结果可为密云水库上游流域氮素综合管理提供科学参考.