广州地区秋冬季细颗粒物PM2.5化学组分分析

分析了广州地区2009年-2010年秋冬季节大气中PM2．5样品的水溶性离子、重金属元素、有机碳/元素碳（OC/EC）、多环芳烃质量浓度和粒径分布。初步掌握了广州地区秋冬季节大气中PM2．5的化学组分和特点,有机质（OM）是广州地区秋冬季PM2．5中最主要的成分,其次是硫酸根离子、硝酸根离子和铵根;PM2．5中有机碳和元素碳的空间分布特征相似,并受一次源排放影响;PM2．5中的重金属含量以铝、锌、铅相对较高,且城区高于城郊;PM2．5中17种多环芳烃、苯并（ a）芘（ BaP）的浓度均为城郊高于市区。     

颗粒物粒径和有机物分子量对超滤膜污染的影响

采用不同孔径和截留分子量的膜对原水进行预过滤,研究不同粒径的颗粒物和不同分子量的有机物对膜污染的影响。结果表明,随着预过滤膜孔径或截留分子量的减小,原水中浊度、CODMn、DOC和UV254的去除率逐渐提高,超滤膜运行的跨膜压力(TMP)比直接过滤原水时降低;经孔径为1.2μm和0.45μm的膜预过滤后,超滤膜运行的TMP仍上升较快,而经过截留分子量为100 kDa及以下膜预过滤后,膜污染比较缓慢。对膜阻力构成分析的结果表明,随着预过滤膜孔径或截留分子量的减小,超滤膜运行过程中的表面饼层阻力逐渐减小,堵孔阻力也有明显降低,但预膜滤不能有效降低膜的吸附阻力。超滤膜表面的扫描电镜观察结果表明,经过截留分子量在100 kDa及以下的膜预过滤后,超滤膜表面比较干净,此时的膜过滤阻力主要来源于吸附和堵孔阻力。     

Radiation heat transfer in transient dust cloud flame propagation

This study investigates the impact of radiation heat transfer and heat conduction on dust cloud combustion. Radiation plays a very important role in the stability of dust cloud flame, and increasing the amount of radiation drastically raises the possibility of instability and explosion in a dust cloud mixture. Flame speed, which is a function of mixture characteristics, can exhibit a fluctuating behavior. By using the discrete heat source method, it would be possible to study the transient propagation of dust flames. Thus, the propagation speed of flame can be obtained, and as time goes by, the transient speed of dust flame will reach its steady state value. By considering the radiation effect, better agreement is observed between the obtained results and experimental data.     

Development of a standardized in vitro approach to evaluate microphysical, chemical, and toxicological properties of combustion-derived fine and ultrafine particles

Ultrafine particles represent a growing concern in the public health community but their precise role in many illnesses is still unknown. This lack of knowledge is related to the experimental difficulty in linking their biological effects to their multiple properties, which are important determinants of toxicity. Our aim is to propose an interdisciplinary approach to study fine(FP) and ultrafine(UFP) particles, generated in a controlled manner using a mini CAST(Combustion Aerosol Standard) soot ...     

Coupling magnetic particles with flocculants to enhance demulsification and separation of waste cutting emulsion for engineering applications

Magnetic particles were coupled with a flocculant to enhance the demulsification and separation of waste cutting emulsions. The optimal magnetic particle size and critical magnetic field conditions were investigated to achieve large-scale engineering application of magnetic demulsification separation for waste cutting emulsion treatment. The micro-scale magnetic particles were found to show comparable effects to nano-scale magnetic particles on enhancing the demulsification and separation of cutting emulsions, which are beneficial for broadening the selectivity of low-cost magnetic particles. The critical magnetic separation region was determined to be an area 40 mm from the magnetic field source. Compared to the flocculant demulsification, the magnetic demulsification separation exhibited a significant advantage in accelerating flocs–water separation by decreasing the separation time of flocs from 180–240 min to less than 15 min, compressing the flocs by reducing the floc volume ratio from 60%–90% to lower than 20%, and showing excellent adaptability to the variable properties of waste cutting emulsions. Coupled with the design of the magnetic disk separator, continuous demulsification separation of the waste cutting emulsion was achieved at 1.0 t/hr for at least 10 hr to obtain clear effluent with 81% chemical oxygen demand removal and 89% turbidity reduction. This study demonstrates the feasibility of applying magnetic demulsification separation to large-scale continuous treatment of waste emulsion. Moreover, it addresses the flocs–water separation problems that occur in practical flocculant demulsification engineering applications.     

单纤维捕集过程中亚微米颗粒的布朗团聚

针对亚微米颗粒（0.1~0.5μm）在单纤维捕集过程中的布朗团聚规律,基于计算流体动力学-颗粒群平衡模型（CFD-PBM）对粉尘颗粒在单纤维捕集过程中的布朗团聚行为进行了数值模拟研究,采用分区法对颗粒群平衡方程（PBE）进行求解,综合考虑了停留时间、入口粉尘粒径、气流温度、Pe数对布朗团聚的影响,并将数值模拟与实验结果进行对比.结果表明,布朗团聚核UDF符合数值模拟计算要求.粉尘颗粒的布朗团聚贯穿整个过程,团聚有效时间t=L/v（速度方向模型尺寸长度/入口流速）;粉尘颗粒越小,布朗团聚越强,Bin-7与Bin-0区间的数量浓度差距越小,粒径与布朗团聚强度呈负相关;气流温度是通过改变气流动力黏度以及聚并系数来影响布朗团聚,与布朗团聚强度呈正相关,当T=300K,d_p≥0.5μm时,颗粒的布朗团聚效应可以忽略;Pe数通过扩散系数的变化影响布朗团聚,与布朗团聚强度呈负相关.     

鹤壁市大气挥发性有机物源排放清单研究

采用排放系数法与“自下而上”的活动水平数据收集方法,建立了鹤壁市化石燃料固定燃烧源、工艺过程源、溶剂使用源、储存运输源、废弃物处理源等固定源、移动源、餐饮油烟和生物质燃烧等面源的VOCs排放清单.结果表明：鹤壁市2017年VOCs排放总量为8829.7t.其中,工艺过程源排放量最大（3052.5t）,占VOCs总排放量的32%;其次是移动源（2712.8t）和溶剂使用源（1447.1t）,分别占总排放量的29%和15%;从空间分布看,浚县的VOCs排放量最大（3444.0t）,其次为淇滨区（1519.4t）、山城区（1516.0t）、淇县（1103.8t）和鹤山区（1041.9t）;其中,机动车（1932.0t）、建材冶金（903.6t）、化学制品制造（829.6t）、橡塑（646.8t）等VOCs排放量较大.对比河南省省会郑州市、同为煤炭资源型城市焦作市,鹤壁市的VOCs排放总量是郑州市的1/11,焦作市的1/3.但鹤壁市单位面积的VOCs排放量较大,是郑州市的1/3,焦作市的1/2,且鹤壁市单位GDP的VOCs排放量与郑州市和焦作市非常接近.说明鹤壁市VOCs排放总量低,但排放强度较高,仍需要加大减排力度.根据本清单的研究结果,建议鹤壁市可着重加强工艺过程源和移动源的减排,重点减排区域为浚县、鹤山区和淇滨区的交汇地带,重点减排机动车、建材冶金、化学制品制造等;此外,还应关注橡塑、餐饮油烟、工业生物质锅炉等行业的VOCs排放.     

干气溶胶复折射率的参数化方案

基于成都市2017年10~12月WS600一体式气象站、AURORA-3000积分浊度计、AE-31黑碳仪以及GRIMM180环境颗粒物监测仪的地面逐时观测数据,结合Mie散射理论数值改进算法与免疫进化算法反演了550nm波长处干气溶胶复折射率（DACRI）的实部（n_re）和虚部（n_i）.通过分析DACRI反演结果与颗粒物质量浓度之比（BC/PM₁,BC/PM_2.5,BC/PM₁₀,PM₁/PM_2.5,PM₁/PM₁₀和PM_2.5/PM₁₀）之间的相关性,利用逐步线性回归方法分别构建了n_re和n_i的参数化方案. n_re和n_i的参数化方案拟合值与实测值之间的相关系数（R）分别为0.54和0.85（P<0.0001）,平均相对误差（MRE）分别为2.31%和15.18%.此外,利用该参数化方案计算的DACRI模拟了一次灰霾演化过程中干气溶胶的散射系数b_sp和吸收系数b_ap,其模拟值与实测值之间的相关系数分别为0.98和0.91（P<0.0001）,平均相对误差分别为7.43%和14.97%.     

燃烧温度对柴油固体颗粒物形貌及氧化特性影响的试验研究

依据柴油机缸内的燃烧环境状态,采用TF-1200X管式炉,采集了柴油在不同温度条件下燃烧产生的颗粒物.应用扫描电镜SEM、X射线衍射仪和热重分析仪,对不同燃烧温度下颗粒的平均粒径、计盒维数、元素质量分数、颗粒表面氧化活性等变化规律进行了研究.结果表明:燃烧温度介于523～623 K之间时,柴油燃烧形成的固体颗粒物主要由颗粒状焦组成,呈片状和珠串状,颗粒中的C元素质量分数随燃烧温度的增加而增加,颗粒着火温度、活化能随燃烧温度的增加而降低;燃烧温度大于723 K时,颗粒呈球状和团簇状,平均粒径随温度的增加而减小,颗粒的C元素质量分数、计盒维数及活化能随燃烧温度的增加而增加,颗粒着火温度随燃烧温度的增加呈上升趋势;柴油在523～923 K之间燃烧形成的颗粒物,随着热重氛围气中氧体积分数的增加,颗粒氧化放热速率增加,活化能变化不大.     

北京地区大气颗粒物输送路径及潜在源分析

利用TrajStat软件和全球资料同化系统数据,计算了2005~2016年北京市逐日72h气流后向轨迹,采用聚类分析方法,结合北京同期PM_2.5逐日质量浓度数据,分析北京市年及四季后向气流轨迹特征及其对北京市颗粒物浓度的影响,运用潜在源贡献因子分析法（PSCF）和浓度权重轨迹分析法（CWT）,探讨研究时期内不同季节影响北京市颗粒物质量浓度的潜在源区以及不同源区对北京颗粒物质量浓度的贡献.结果表明,就全年而言,西北输送气流占总轨迹的比例最高,达59.97%,且其输送距离最远、输送高度最高、移速最快.输送高度最低、距离最短、移速最慢的东南气流占比次之,为27.64%,东北气流占比最低为12.40%,其移速和输送距离介于前两者之间.主要污染轨迹来自山东、河北,其次为来自俄罗斯、蒙古国和内蒙古荒漠戈壁地区的西北气流.PSCF和CWT分析发现,蒙中、晋中、冀西南、豫北及鲁西是影响北京PM_2.5的主要潜在区域.而不同季节、不同输送路径对北京PM_2.5污染影响的差异显著,春季主要受来自蒙晋交界区域的短距离输送气流影响,潜在源区位于冀南、鲁西、豫东和皖西北地区,夏季污染轨迹来自鲁、晋地区,潜在源区为豫东北、皖北和苏北地区;秋季主要受来自冀南地区的短距离气流影响,潜在源区为晋北、冀南、豫北和鲁西地区,冬季主要受来自蒙古国中西部和蒙中地区的远距离输送气流影响,潜在源区主要在冀南、鲁西、豫北、晋和蒙西地区.