三维电极耦合臭氧技术处理油田压裂返排液

构建了一种活性炭三维电极耦合臭氧（3D/O₃）的反应体系,研究了其对胜利油田压裂返排液COD的去除效果,探究了3D/O₃体系的反应机制,考察了电流、臭氧浓度等过程参数对COD去除性能的影响.压裂返排液经3小时3D/O₃处理后,COD去除率可达到78%,且在多个多周期运行后保持在60%以上.与之相比,单独三维电极和臭氧氧化仅能去除37%和17%的COD.研究结果表明,3D/O₃体系可有效耦合活性炭吸附、电化学氧化、催化臭氧等多种反应机制,高效产生·OH氧化降解压裂返排液中的有机污染物和原位再生活性炭,有望为油田压裂返排液提供一种有效的处理技术.     

海风环流对上海一次臭氧污染过程影响的数值模拟研究

本文针对上海2017年夏季的一次臭氧污染过程,利用WRF-Chem模式模拟了海风环流在臭氧输送、聚集和消散过程中所起的作用.结果表明,白天的海风在沿海区域对500 m高度以下的近地面大气起到清洁作用,但海风环流上支离岸气流也会将海风辐合带的高浓度臭氧输送回到近海的边界层中上部,同时,海风环流和热岛环流的加强效应有助于臭氧前体物（VOC和NO₂）在辐合带和近海边界层中上部的聚集,从而加快生成臭氧的光化学反应,进一步地加剧臭氧高值区的臭氧污染.在此基础上设计的敏感性实验分析了城市化和海温的贡献.结果发现,城市化会加重上海地区边界层上部的臭氧污染,白天城市热岛环流对海风环流存在正向叠加作用,增强近地面的向岸风;而海温升高会削弱海风,对臭氧的分布产生很大的影响,进一步证明海风环流在臭氧分布的变化中起到了重要的作用.     

高能电子沉降对北半球冬季中高层大气活性氮和臭氧影响的数值模拟

高纬度地区平流层臭氧浓度对极地地表生物地球化学过程影响巨大,近年来高能电子沉降对大气臭氧和活性氮的影响成为新的关注点。本工作基于化学-气候耦合模式SOCOL3.0,参考第六次耦合模式比较计划（CMIP6）推荐的低能量电子（LEE）和中能量电子（MEE）的参数化方案构建了SOCOL-EPP-ECNU化学-气候模式,利用该模式对高能电子沉降对中高层大气活性氮（NO_x）和臭氧的影响进行了敏感性试验和评估。结果表明,中高层大气对于LEE效应产生的NO_x通量的上边界条件设定敏感度很高,该设定对模式模拟效果有决定性意义。加入LEE和MEE通量后,模式对北半球冬季平流层中下层NO_x浓度的模拟精度得到提高,同时也使北半球冬季平流层中下层气温的模拟得到改善。模拟结果指示,加入LEE和MEE,进一步完善对高能粒子沉降的模式描述,有助于提高模式对大气化学成分及气候要素模拟的准确度。     

臭氧和干旱交互作用对杨树叶片抗氧化酶活性的影响

地表臭氧(O_3)污染和干旱成为严重威胁植物正常生长的主要环境胁迫因子.本文研究3种O_3浓度(CF:过滤空气O_3;NF:未经过滤的环境空气;NF40:NF+40 nmol·mol-1O_3)和2种水分处理(充分灌溉;干旱,60%灌溉)及其交互作用对敏感性杨树品种‘546’(Populus deltoids cv.55/56×P.deltoides cv.Imperial)叶片饱和光合速率、抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量的影响.结果表明,O_3浓度升高显著降低饱和光合速率,干旱处理对饱和光合速率的影响不显著,O_3和干旱的交互作用显著.干旱显著降低过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,且随着处理时间的延长CAT和SOD活性降低显著.处理时间的延长也显著降低抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,增加了可溶性蛋白含量.过氧化物酶(POD)不受O_3、干旱及O_3与干旱交互作用的显著影响.O_3处理以及O_3与干旱的交互作用均未对抗氧化酶活性产生显著影响.该研究结果为应对环境变化背景下O_3浓度升高与干旱加剧对杨树的伤害提供科学依据.     

大连地区夏季非甲烷烃(NMHC)特征及其来源解析

非甲烷烃(NMHC)是臭氧的重要前体物之一,对臭氧的生成起着决定性的作用.为研究大连地区大气中NMHC的特征和来源,利用在线NMHC监测仪测定大连地区2014年7月和8月的NMHC组成、日变化并计算该地区的臭氧生成潜势,利用PCA受体模型初步估算大连地区NMHC来源.结果表明,大连地区总NMHC年平均浓度(体积分数)分别为80.7×10-9±62×10-9,其中烷烃所占比例最高,占NMHC总浓度的64%,其次是烯烃19%,芳香烃16%,乙炔1%.正癸烷、乙烯、正辛烷是大连地区NMHC中浓度最高的3种物质,部分物种浓度呈现明显的日变化特征.臭氧生成潜势(OFP)结果显示,大连地区芳香烃对该地区OFP的贡献最大,乙烯、间-乙基甲苯和对-乙基甲苯是对该地区OFP贡献最大的物质.利用主成分分析VOCs物种,提取出6个因子,分别归纳为溶剂使用、液化石油气(LPG)、汽车尾气、植物排放、石化炼制加工和老化气团传输.     

基于主成分分析的上海春季近地面臭氧污染区域性特征研究

为研究上海春季近地面臭氧污染的区域性特征,对长三角地区55个城市国控站点及上海市54个城市监测站点2016年5月的臭氧监测网络数据进行主成分分析(Principal Component Analysis,PCA),并将分析结果与气象条件进行综合分析,结果表明,主成分分析在不同的空间尺度下可以解析出行为模式不同的臭氧生成及传输来源主成分,且在较大的空间尺度下可以解析出区域背景臭氧浓度.长三角地区春季区域臭氧特征复杂,存在9个主成分,第一主成分所能解释的背景臭氧浓度在68.8～154.7μg·m~(-3)之间,而上海市主成分解析结果较为集中,仅能解析出两个主成分,且第一主成分即可解释90.5%的臭氧.对比同时段长三角及上海市主成分分析解析结果,上海市春季臭氧污染主要受到来自海洋的东南风影响,高浓度臭氧污染的本地生成贡献显著.     

京津冀地区严重光化学污染时段O3的时空分布特征

利用MCCM(多尺度气象空气质量模式)对京津冀地区2008年6月严重光化学污染时段的近地面φ(NO_x)和φ(O₃)进行了模拟;同时,为了检验MCCM系统模拟φ(O₃)时空分布的能力,将模拟的气象要素、φ(NO_x)和φ(O₃)与观测数据进行了比对,并利用验证后的模拟结果对该地区严重光化学污染时段O₃时空分布特征进行研究. 结果表明:①MCCM模式可较好地反映气象场和污染物浓度场的时空分布特征. 气温、露点温度和气压的观测值与模拟值的相关系数分别为0.85、0.77和0.95;模拟的化学物种浓度的时空分布与观测结果基本相符. ②城市中心地区φ(NO_x)较高,北京和天津城市地区的φ(NO_x)甚至超过了30×10-9;京津冀平原大部分地区午后14:00φ(O₃)的最大值超过了70×10-9;而太行山沿线φ(O₃)的最大值超过了80×10-9. 结合气象要素的分析表明,午后φ(O₃)在太行山沿线的高值与气压场和流场关系密切. ③利用判断O₃生成敏感性指标——H₂O₂/HNO₃(体积分数比)分析发现,φ(O₃)日最大值和φ(总氧化剂)(总氧化剂=NO₂₊O₃)平均值的高值区域与O₃生成受NO_x和VOCs协同控制的区域极为吻合. 因此,要达到降低区域的光化学污染,应以VOCs的消减为主,同时兼顾NO_x的消减.      

压裂返排液的超声强化臭氧氧化处理

采用超声强化臭氧氧化技术处理经絮凝、沉降脱固、过滤预处理的页岩气压裂返排液,通过实验室实验优化工艺参数,并在自行研制的超声强化臭氧氧化装置上进行了中试验证。实验结果表明,在反应时间为30min、废水pH为10、废水臭氧质量浓度为40 mg/L、超声波功率为200 W时,COD去除率可达55.2%,处理后水质可满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准的要求。中试试验结果表明,研制的臭氧超声氧化处理装置可形成臭氧氧化、超声空化、水力空化的协同作用,处理后出水COD为90 mg/L,具有一定的推广价值。     

臭氧催化氧化VOCs和CO研究进展

臭氧催化氧化是处理污染物的有效方法,而国内对此技术的研究集中于水中污染物的处理,介绍了国内外臭氧催化氧化VOCs和CO的研究进展,主要包括催化剂研究和催化机理两方面。     

污水再生处理臭氧氧化系统运行费用分析

系统掌握污水再生处理臭氧氧化系统的运行费用构成及其影响因素对降低运行费用具有重要意义。文章对污水再生处理臭氧氧化系统的运行费用进行了系统分析,结果表明,其运行费用主要由臭氧发生系统运行费用和臭氧尾气破坏系统运行费用构成,其中前者比重高达95%~99%,后者约为1%~5%。影响污水再生处理臭氧氧化系统运行费用的主要因素是臭氧投加量、臭氧气体浓度等工艺参数。在保证处理效果的前提下,提高臭氧利用率,减少臭氧投加量,以及提高臭氧气体浓度,是有效降低污水处理臭氧氧化系统运行费用的关键。