Effects of a diesel oxidation catalyst on gaseous pollutants and fine particles from an engine operating on diesel and biodiesel

The effects of a diesel oxidation catalytic (DOC) converter on diesel engine emissions were investigated on a diesel bench at various loads for two steady-state speeds using diesel fuel and B20. The DOC was very effective in hydrocarbon (HC) and CO oxidation. Approximately 90%–95% reduction in CO and 36%–70% reduction in HC were realized using the DOC. Special attention was focused on the effects of the DOC on elemental carbon (EC) and organic carbon (OC) fractions in fine particles (PM_2.5) emitted from the diesel engine. The carbonaceous compositions of PM_2.5 were analyzed by the method of thermal/optical reflectance (TOR). The results showed that total carbon (TC), OC and EC emissions for PM_2.5 from diesel fuel were generally reduced by the DOC. For diesel fuel, TC emissions decreased 22%–32% after the DOC depending on operating modes. The decrease in TC was attributed to 35%–97% decrease in OC and 3%–65% decrease in EC emissions. At low load, a significant increase in the OC/EC ratio of PM_2.5 was observed after the DOC. The effect of the DOC on the carbonaceous compositions in PM_2.5 from B20 showed different trends compared to diesel fuel. At low load, a slight increase in EC emissions and a significant decrease in OC/EC ratio of PM_2.5 after DOC were observed for B20.     

体育场馆内PM_(2.5)暴露对运动大鼠行为学及相关无氧代谢酶活性的影响

通过非暴露式气管滴注法建立损伤模型,按照低、中、高3种剂量细颗粒物(PM_(2.5))进行染毒,以研究不同浓度PM_(2.5)对运动大鼠行为学及部分无氧代谢酶活性的影响。实验选取32只雄性Wistar SPF(specific pathogen free,SPF)大鼠随机分为运动对照组(EC)、高剂量运动组(30 mg·kg~(-1))(HPE)、中剂量运动组(15 mg·kg~(-1))(MPE)、低剂量运动组(7.5 mg·kg~(-1))(LPE),利用卒中指数和神经病学症状评分对大鼠的行为学进行评价,通过酶联免疫法(ELISA)测定大鼠血清、肺泡灌洗液(BALF)以及股四头肌组织中己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)、磷酸果糖激酶(PFK-1)的活性。结果表明,与EC相比,3个剂量暴露组中,卒中指数和神经病学症状评分差异均有统计学意义;LPE、MPE、HPE组各组织中HK、PK、PFK-1活性均下降,差异有统计学意义(P0.05或P0.01)。综上所述,急性PM_(2.5)暴露可对大鼠行为学产生不利的影响,使大鼠部分组织的无氧代谢酶酶活性降低,影响机体的运动能力。     

北京不同污染天气PM_(2.5)和PM_(10)染毒对大鼠生理病理参数的影响

为探讨北京不同污染天气大气可吸入颗粒物PM_(10)和细颗粒物PM_(2.5)污染对雄性大鼠血常规、氧化损伤、炎症反应和肺组织的影响,将64只雄性8周龄Wistar大鼠随机分为8组,分别为2个对照组(空白组和生理盐水组)和6个染毒组(清洁、雾霾及沙尘暴3种不同天气的PM_(10)染毒组和PM_(2.5)染毒组),每组8只。用2015年3月—5月在北京南海子麋鹿苑采集的清洁、雾霾和沙尘暴3种不同天气的PM_(10)和PM_(2.5)制备悬液,分别采用气管滴入PM_(10)和PM_(2.5)悬液作为染毒组,空白对照组不做任何处理,生理盐水对照组采用气管滴注生理盐水。急性染毒24 h后处死大鼠。采集血液测定18个血常规指标,分析肺泡灌洗液(BALF)中转化生长因子-β1(TGF-β1)、乳酸脱氢酶(LDH)、总抗氧化能力(T-AOC)、白介素-6(IL-6)及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量,并在高倍显微镜下观察肺组织和气管病理形态变化。同时,对PM_(10)和PM_(2.5)中的水溶性离子、有机碳/元素碳、16种多环芳烃和7种重金属等元素进行了测定,并分析了各组分与大鼠生理病理指标的相关性。结果表明:清洁、沙尘暴天气的PM_(10)和雾霾天气的PM_(2.5)急性染毒导致大鼠白细胞系参数即免疫力显著下降。污染天气颗粒物染毒后大鼠BALF氧化炎症因子的改变表明呼吸系统受到感染:沙尘暴和清洁天的PM_(10)染毒均显著提高了TGF-β1,雾霾PM_(10)染毒后IL-6和LDH有一定程度升高。3种天气颗粒物染毒对肺和气管造成的组织病理伤害各有特点,但PM_(2.5)伤害程度普遍大于PM_(10)。染毒颗粒物粒径大小,其化学成分类别、浓度是造成大鼠血常规指标变化、氧化炎症反应和组织学病变的可能原因。     

大气细颗粒物对小鼠T淋巴细胞亚群的影响

大气颗粒物对肺免疫系统有潜在毒性作用,打破免疫系统平衡,大气颗粒物成分中危害首当其冲的是大气细颗粒物(PM_(2.5)),为研究大气细颗粒物引起的机体T淋巴细胞中Th1/Th2免疫失衡方向。本研究通过免疫组化实验方法检测暴露后小鼠肺组织中T淋巴细胞的表达,进一步采用流式细胞术检测大气细颗粒物气管滴注后小鼠肺脏淋巴细胞中Th1/Th2比例。暴露组小鼠肺组织免疫组化研究结果提示浸润细胞区有大量的CD4~+T细胞,中高剂量暴露组小鼠肺组织中淋巴细胞亚群Th1/Th2比例向Th1偏移。大气细颗粒物影响免疫失衡,使T淋巴细胞向Th1漂移。     

汽油车技术发展对尾气排放影响研究进展

近年来,汽油车尾气排放已成为城市大气污染的主要来源之一.为减少油耗、温室气体和大气污染物的排放,汽油直喷技术(GDI)、醇类燃料替代以及混合动力系统等新兴技术被应用到汽车产品中,该研究对GDI发动机汽车、醇类燃料车和混合动力车的颗粒物(PM)、氮氧化物(NO_x)、总碳氢化合物(THC)的排放研究进行梳理和总结,综合评估先进动力技术和醇类燃料的环境影响.结果表明:GDI汽油车的PM排放因子为进气道喷射(PFI)汽油车的1.2~5倍,加装汽油颗粒物捕集器(GPF)后GDI汽油车的PM排放大幅下降,同时具备催化能力的GPF可减少NO_x和THC排放.与汽油车相比,乙醇燃料车PM排放量减少了35%~56%,尾气THC排放减少了10%~44%,但挥发性有机物(VOCs)蒸发排放增加了20%~41%,其主要来自于日呼吸损失.各类型车辆的NO_x排放差异较小,比较结果存在一定的不确定性.混合动力车相比传统内燃机汽车污染物减排优势明显,可积极推广其在公共交通和私家车队中的应用.建议今后研究应着重关注以下几个方面:①GDI和混合动力车在实际条件下排放污染物的环境影响;②醇类燃料车VOCs蒸发排放控制技术及相关法规标准的完善;③新兴技术汽油车排放污染物的生成机理及其影响因素.      

细尾矿砂破坏准则的测试与安全影响

为研究细尾矿砂破坏准则的具体形式和安全影响,利用HCA试验的方法测试了子午平面和π平面的破坏曲线;采用数值模拟的方法分析了所获破坏准则引起的尾矿坝安全系数变化。结果表明:子午平面的破坏曲线为单调递增;π平面破坏曲线在静水压力较小状态与Mohr-Coulomb准则一致,静水压力较大状态与Drucker-Prager准则一致,针对试验对象静水压力分界点可确定为200 kPa;若基于分界点在坝体内设置双重破坏准则,安全系数介于单独准则所得值之间,且Drucker-Prager准则单元所占比重介于31.33%～60.67%时,滑面区内Drucker-Prager准则单元数量变化,安全系数变化较明显,比重取其余值滑面区内Drucker-Prager准则单元数量不变,安全系数变化不明显。细尾矿砂破坏准则应为Mohr-Coulomb与Drucker-Prager组合而成的双重准则,组合过程需考虑静水压力的影响。     

刁江水体多相介质中As,Zn和Pb的空间和季

调查了广西刁江河水中As,Zn和Pb的溶解态、悬浮颗粒态分布情况及季节变化,以及3种重金属在不同粒级沉积物中的分布情况. 结果表明:刁江流域河水与沉积物中3种重金属污染在流域尺度上的分布存在差异,沉积物污染更为严重. 与土壤污染一致,沉积物中3种重金属的污染范围扩散延伸到距离污染源近200 km的下游区域,其中车河矿区对As污染的贡献率明显高于大厂矿区,而对Pb污染的贡献率明显小于大厂矿区;不同重金属在水体中的赋存形态存在差异,河水中悬浮颗粒态Pb所占比例远高于As和Zn,这与3种重金属矿物的稳定性以及在不同粒级沉积物中的富集特征有关;河水中重金属的赋存形态存在季节差别,丰水期悬浮颗粒态重金属所占比例明显高于枯水期.      

固定燃烧源颗粒物稀释采样系统的研制与应用

为研究固定燃烧源颗粒物排放特征,研制开发了稀释烟道采样系统.该系统能模拟高温烟气排放到大气中的冷却、稀释、凝结等物理化学过程,捕集燃烧源排放的一次颗粒物.详细阐述了采样系统的结构并对系统进行了检验.整个采样系统稳定度高,测量结果可靠,操作简便.采样系统小型化设计,适合于现场应用.该系统已成功应用于我国典型燃烧源颗粒物排放特征研究.     

从粉煤灰中提取多种微细氧化物的研究

将粉煤灰与Na2CO3按一定的比例混合后焙烧,采用酸碱联合法提取粉煤灰中氧化硅、氧化铝和氧化铁,分析了工艺条件对粉煤灰中氧化物提取率的影响。实验结果表明,从粉煤灰中提取氧化物的最佳条件是:碳酸钠与粉煤灰的比例0.6∶1.0,焙烧温度850℃、盐酸浓度4 mol/L,氢氧化钠浓度2.6 mol/L,浸取时间约6 h。在此条件下得出微细氧化硅、氧化铝、氧化铁的晶体,其平均粒度分别为氧化硅1.107μm,氧化铝1.334μm,氧化铁0.783μm。     

Combination of biodiesel-ethanol-diesel fuel blend and SCR catalyst assembly to reduce emissions from a heavy-duty diesel engine

In this study, the efforts to reduce NOx and particulate matter （PM） emissions from a diesel engine using both ethanol-selective catalytic reduction （SCR） of NOx over an Ag/Al2O3 catalyst and a biodiesel-ethanol-diesel fuel blend （BE-diesel） on an engine bench test are discussed. Compared with diesel fuel, use of BE-diesel increased PM emissions by 14% due to the increase in the soluble organic fraction （SOF） of PM, but it greatly reduced the Bosch smoke number by 60%-80% according to the results from 13-mode test of European Stationary Cycle （ESC） test. The SCR catalyst was effective in NOx reduction by ethanol, and the NOx conversion was approximately 73%. Total hydrocarbons （THC） and CO emissions increased significantly during the SCR of NOx process. Two diesel oxidation catalyst （DOC） assemblies were used after Ag/Al2O3 converter to remove CO and HC. Different oxidation catalyst showed opposite effect on PM emission. The PM composition analysis revealed that the net effect of oxidation catalyst on total PM was an integrative effect on SOF reduction and sulfate formation of PM. The engine bench test results indicated that the combination of BE-diesel and a SCR catalyst assembly could provide benefits for NOx and PM emissions control even without using diesel particle filters （DPFs）.