不同地区机械通风式密闭畜禽舍空气氨减排潜力分析

氨气是大气中唯一的碱性气体,减少氨排放对控制大气雾霾有重要作用,畜禽养殖业是重要的氨气排放源,科学评估不同环节的氨气排放量及减排潜力具有重要意义。本文根据文献资料总结了国内外不同畜禽养殖舍的氨排放因子情况、主要减排技术及效率,并结合第二次全国污染源普查获得的全国主要畜禽采用机械通风养殖场的数量和养殖量,对中国分地区、分畜种密闭式畜舍外排空气的氨减排潜力进行了分析。结果表明：中国机械通风畜舍外排空气氨气年减排潜力为26.56万t,主要来自生猪、蛋鸡和肉鸡三种畜禽,其减排潜力分别为10.18万t、7.73万t和6.75万t,三种畜禽舍减排潜力占比92.8%;从地区上看,主要可实施地区为华东区、中南区和华北区,氨气减排潜力分别占全国的35.1%、26.9%和14.9%。建议开展密闭式生猪、蛋鸡和肉鸡舍氨减排设施建设,可为全国氨减排和大气环境质量改善提供保障。     

去除养殖水体悬浮颗粒的多向流重力沉淀装置设计及性能

为了高效去除循环水养殖系统中的固体悬浮颗粒物,研发了多向流重力沉淀装置,并对其水力特性及相关结构参数进行试验研究。该文以固体悬浮颗粒物去除率为试验指标,设计了5～40 min的水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）及斜管填料规格参数的双因素试验。结果显示,随着HRT增加,多向流重力沉淀装置的固体悬浮颗粒物去除率呈显著上升的阶段性变化特征,但以HRT为20 min时沉淀装置的综合处理效果最优,最高平均去除率可达（58.57 %±10.12 %）,其中粒径小于20 μm的微颗粒去除率为19.5%,粒径大于60 μm的微颗粒去除率高达90.3 %;较小的斜管直径可显著提高多向流重力沉淀装置的固体悬浮颗粒物去除率,而斜管高度对去除率无显著影响。多向流重力沉淀装置用于去除循环水养殖系统中的固体悬浮颗粒物,是一种行之有效的方法。     

猪场VOCs特征及减排技术研究进展

挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）是大气污染物的重要组成成分，对环境和人体健康有潜在危害。生猪养殖业是畜牧业的支柱产业，但其发展受到猪场排放的VOCs等引起的空气污染严重制约。该研究从特征和减排技术两个方面对猪场的VOCs进行综述，重点介绍了猪场VOCs的来源、种类及其特征、致臭性VOCs的特征和检测方法等，从源头减排、过程控制与末端处理 3 个环节对猪场VOCs减排技术进行分析和探讨，并对该研究领域的发展趋势与研究重点进行展望，以期为开展畜牧业VOCs污染减排技术研究和推动畜牧业可持续发展提供参考。     

美国航空静电喷雾系统的发展历史与中国应用现状

航空静电喷雾系统是传统静电喷雾技术在空中操作平台上的专门应用,是航空植保技术的重要内容。美国在上个世纪60年代开始开展航空静电喷雾的技术研究,本文着重介绍了美国航空静电喷雾系统近50a的发展历史和相关的测试工作,包括航空静电喷雾系统的早期研究和持续改进,以及最终的系统模型确定。航空静电喷雾系统可有效减少施药液量和提高药液沉积量,但是仍然存在如何提高病虫害防治效果和减少下风处的喷雾飘移等方面的问题,航空静电喷雾系统针对不同作物和病虫害的适用范围和最佳作业条件还需要进一步的研究和探索。然而,航空静电喷雾系统的巨大优势已经奠定了其在现代农业航空发展中的地位,随着不断的试验研究和评估,现代航空静电喷雾技术必将继续支持农业航空产业的发展。     

重庆市森林的滞尘效应及净化大气功能

[目的]研究和比较重庆市主要森林(阔叶混交林、针阔混交林、柏木林、针叶混交林和落叶松林)的滞尘效应和净化大气功能,为重庆市森林生态系统的保护和预警提供科学依据。[方法]针对重庆市主要森林类型所提供的负离子、滞尘、吸收和转化的大气污染物,开展连续3 a的动态监测。[结果]重庆市不同森林滞尘能力差异显著(p0.05),年平均滞尘量基本表现为:阔叶混交林针阔混交林柏木林针叶混交林落叶松林;叶面尘中滞留的颗粒物中大多数是TSP(总悬浮微粒),同时不同林分对PM_(10)和PM_(2.5)均有一定量的吸收,降尘物中PM_(2.5),PM_(10)和TSP相对含量均以阔叶混交林最高;不同林分降尘粒径主要分布在2.5～100μm,叶面降尘中颗粒物粒径集中分布在100μm以下(占99%以上);不同林分负氧离子和正氧离子数均表现为:阔叶混交林落叶松林针阔混交林针叶混交林柏木林。不同林分滞尘价值量、吸收SO_2价值量、吸收HF价值量和吸收NO_x价值量依次表现为:阔叶混交林落叶松林针阔混交林针叶混交林柏木林。[结论]重庆市阔叶混交林粉尘污染状况较为严重,但同时阔叶混交林具有较高的净化大气功能。     

农药静电喷雾技术研究进展及应用现状分析

农药静电喷雾技术可以提高农药在叶背面的沉积效率,减少农药飘移对环境的污染,已经成为国内外学者研究的热点课题。为明确农药静电喷雾技术研究进展及产业现状和存在的瓶颈问题,该文从农药静电喷雾技术基础理论、机理研究分析、室内/室外静电喷雾效果评价和静电喷雾装备产业现状进行系统分析。重点概述了雾滴荷电、荷电雾滴动力学、荷质比及其持留时间,总结荷电雾滴的主要受力、感应式充电的最佳荷电参数及荷质比的合理比较方法。介绍了静电喷雾中荷质比、电位、雾滴粒径、雾滴速度等测试方法,并提出加强(phase doppler particle analyzer,PDPA)测试技术和CFD仿真在静电喷雾技术研究中的应用建议。从荷电参数、环境参数、工作参数和靶标参数4个方面综述了荷电雾滴沉积的影响机理,认为静电喷雾沉积效率受荷电参数、环境参数、靶标参数和工作参数的影响,但其之间的影响机理仍不明晰,仍需进一步关注。大量静电喷雾室内/室外效果评价试验表明了荷电雾滴在静电力、气流曳力、重力的驱动下,有助于雾滴在叶片的沉积,但静电喷雾对雾滴飘移、穿透性能的影响还规律需进一步研究,而且静电喷雾装备的产业化水平还有待加强。最后从荷电效果、机理研究、作业规范3方面提出了研究建议,以期为农药静电喷雾技术及装备研究提供参考。     

宁东能源工业基地表层土壤粒径分布、养分、重金属含量与大气降尘的关联性

[目的]研究宁东能源工业基地大气降尘携带的营养物质、重金属与土壤养分、重金属含量之间的关联性,为该区域的土壤利用和环境保护提供科学依据。[方法]本研究在宁东能源工业基地马莲台电厂主导风向下风向采集不同距离的表层土壤和大气降尘样品,分析土壤和降尘样品的粒径组成、分形维数以及6种重金属(Zn,Cu,Cd,Cr,Pb,Ni)的空间分布特征及其潜在生态风险;利用Pearson相关性分析法对表土与大气降尘中重金属含量的相关性进行探讨。[结果](1)宁东能源工业基地大气降尘的成分来源复杂,包括了自然源和人为源降尘。其中自然源降尘主要来自于境内沙尘,主要成分为石英、方解石、斜长石、绿泥石和高岭石等。人为源降尘则主要源自燃煤烟尘,主要成分涉及Ag,Cr,Pb,Co,Mn,As,Cu和二硫化硅以及多环芳烃化合物(PHAs)等。(2)大气降尘和表土的粒径分布曲线在不同距离上均呈非正态性及双峰和多峰分布,说明大气降尘和表土颗粒组成具有多源性。(3)大气降尘和表土综合潜在生态风险指数表明,距离污染源越远降尘中重金属的生态风险指数越大,而土壤中重金属的生态风险指数越小。Pearson相关分析分析表明,表土与大气降尘中Cr和Cu两种重金属元素具有一定的正相关性。(4)大气降尘携带的营养物质沉降到地表改变了土壤的养分供给,尤其是有机质的增加量最为显著。[结论]宁东能源工业基地大气降尘成分复杂,对土壤组成有显著影响,且增加了其潜在生态风险指数,尽管其颗粒粒径组成、分布、养分、重金属含量与大气降尘的关联性相对较弱,但其累积效应仍然值得关注。     

咸阳市区街道灰尘粒度特征分析

对2008年4月咸阳市区采集的街道灰尘样品进行了粒度分析.结果表明,咸阳市街道灰尘粒度呈双峰分布特征,第一众数为35～75μm,第二众数为280～500μm,平均粒径为80μm;峰态较宽而且比较对称,分选性较好,与黄土和现代尘暴降尘的粒度分布模式相似.街道灰尘样品粒度由北西至南东无明显规律变化.街道灰尘沉积是由于大气环流对远、近不同距离粗细颗粒物的混合搬运的结果,应是风积作用的继续.在适当的大气动力条件下,咸阳市街道灰尘颗粒大约有56.7%可以进入大气悬浮搬运.     

叶片表面粗糙度对颗粒物滞纳能力及洗脱特征的影响

为了研究叶片粗糙度对颗粒物滞纳能力以及洗脱特征的影响,采取人工降尘和人工降雨的方法,对11个北方常见的绿化树种进行控制试验,并采用气溶胶再发生器AARA(QRJZFSQ-Ⅱ)和AFM(原子力显微镜)分别获取叶片表面颗粒物滞纳量和粗糙度。结果表明,(1)阔叶树种和针叶树种的叶片表面粗糙度平均分别为104.91nm和41.77nm,阔叶树种的叶片表面粗糙度显著高于针叶树种(P0.05);(2)粗糙度反映叶片表面的物理特性,相关性分析表明,单位叶面积PM10的饱和滞纳量与叶片的粗糙度呈显著负相关(r=-0.606,P0.05),PM2.5的饱和滞纳量与粗糙度没有显著相关关系(P0.05),但同一科属树种叶片表面粗糙度越大其单位面积饱和滞纳量越大;(3)当降雨量超过叶片最大劫持量时,各树种PM10和PM2.5的洗脱率平均达到82.10%和85.44%,树种间没有显著差异(P=0.91),且均与叶片表面粗糙度无显著相关关系(P0.05),即此时的降雨能够有效清除叶片表面颗粒物,颗粒物饱和滞纳量越大的树种,有效清除颗粒物的能力越强。     

果园自动对靶静电喷雾机设计与试验研究

为适应果园病虫害防治的需要，研制了一种轻便、高效、省药、能减少对环境的污染、与国产小中型拖拉机配套的果园自动对靶静电喷雾机。通过多次结构改进和各种试验，采用基于红外传感探测技术，探测靶标的有无，将传统的连续喷雾改变为自动对靶控制喷雾，与风送式果园喷雾机连续喷雾相比，可以节省药液50%～75%以上，同时还解决了风送式低量与静电喷雾等关键技术问题。     

Effect of rapping frequency on the efficiency of an electrostatic precipitator

In an effort to improve collection efficiency of an electrostatic precipitator, the rapping frequency of the collector plates and discharge wires of a single stage Wheelbrator precipitator was varied in a manner intended to produce optimum precipitator performance. Particulate emissions were measured at both the precipitator inlet and outlet by EPA-OAP and ASME sampling trains and at the precipitator outlet by continuous sampling and recording equipment. Tests using the continuous sampling instrumentation and the EPA-OAP and ASME trains indicated that a reduction in particulate emission rate at the outlet of the precipitator resulted from a reduction in rapping time of the collector plates and a decrease in the frequency of rapping of precipitator collecting plates. Experimental results indicated that the performance of an electrostatic precipitator can be greatly affected by a variation in rapping frequency of the precipitator collector plates and to a lesser extent the discharge wires.     

农业机械污染排放控制技术的现状与展望

农业机械作为一种重要的非道路机械类型,其主要动力源为柴油机,而柴油机固有的燃烧方式会导致其颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)等污染物排放严重,开展农业机械污染排放控制技术的研究对人体健康和环境保护均具有重要意义。该文从农业机械排放法规、降低农业机械污染排放的单项技术路线、满足更高排放限值要求的组合技术路线3个方面进行阐述。农业机械排放法规分析了欧盟、美国和中国法规对排放限值和测试循环的要求以及各国法规的差异。中国目前正在实施的农业机械国III排放标准,与欧盟的Stage IV和美国Tier IV标准相比,排放限值相对宽松;欧盟农业机械排放法规的NRSC测试循环主要包括8工况循环和5工况循环,而中国和美国规定,19 k W以下的非恒定转速的农业机械柴油机也可使用6工况循环进行测试;欧盟和中国规定污染物测量的最终结果为冷启动循环结果的10%和热启动循环结果的90%的加权,而美国将冷启动循环结果的比例调低至5%。单项技术路线对油品技术、机内净化技术和机外排气后处理技术进行了介绍。其中,油品技术包括提升燃油和润滑油品质、采用替代燃料等;机内净化技术包括农业机械柴油机本体优化设计、增压及增压中冷、燃油喷射优化和废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)等;机外排气后处理技术包括柴油机氧化催化转化技术(diesel oxidation catalyst,DOC)、柴油机颗粒捕集技术(diesel particulate filter,DPF)和选择性催化还原技术(selective catalytic reduction,SCR)等。组合技术路线总结了满足国III和国IV阶段以及国外最新排放标准的技术路线。"优化燃烧+SCR"技术路线的柴油机比采用"EGR+DPF/CDPF"技术路线的柴油机节省5%~7%的油耗,若扣除尿素消耗,前者仍有一定节油优势;模块构建和单体式后处理系统等先进的农业机械污染排放控制技术是满足Stage IV/Tier IV和Stage V的重要技术路线。最后,针对农业机械污染排放控制技术研究,进行了总结和展望。为满足未来国IV排放标准,加装机外排气后处理催化器已经成为一种重要手段;开发低成本、高净化效率的集成式机外排气后处理催化器,是未来农业机械污染排放控制的重要研究方向。     

中国规模化养鸡环境控制关键技术与设施设备研究进展

近40年来,养鸡业规模化程度越来越高,现代鸡种在遗传性能上大幅提升了高产指标,对养殖环境稳定性要求也愈来愈高,养殖设施环境条件成为影响鸡只遗传潜力和生产性能充分发挥的保证。该研究从规模养鸡环境调控理论、调控技术和设施设备3个方面对目前的研究进行总结,主要阐明鸡舍保温隔热、湿帘蒸发降温系统和气流组织理论体系;围绕不同气候区鸡舍夏季通风湿帘降温系统调控技术,如鸡舍温度的均匀性控制、温风耦合调控及防温度骤降技术等;连栋鸡舍建筑、高密度叠层笼养、鸡舍环境净化设备等设施设备的研发与应用研究进展;并展望了中国畜禽养殖发展的方向,从智能化养殖管理与监控平台、智能化笼内死鸡识别装置、福利化养殖模式及装备研发等角度展望了未来养鸡业的发展与研究内容,该研究为规模化养鸡环境调控研究提供了参考依据,促进现代养鸡产业的绿色高质量转型升级与健康可持续发展。     

乙醇柴油发动机的颗粒排放及其热解动力学分析

利用热重分析仪对柴油机燃用0#柴油和乙醇柴油排放的颗粒进行热重及其动力学分析。研究表明,柴油中添加乙醇有助于降低柴油机的颗粒排放。通过颗粒的热重分析得出,颗粒氧化过程主要发生水分挥发、可溶性物质氧化和固体碳氧化3个过程,其中,固体碳约占颗粒总量的70%,可溶性有机物约占颗粒总量的25%。通过Coats-Redfern法对颗粒热重数据进行动力学计算分析,得出柴油机燃用0#柴油的颗粒的活化能为130.3 kJ/mol,燃用乙醇柴油的颗粒的热解活化能为122.9 kJ/mol,两拟合曲线的线性回归系数均大于0.99。为开发高效的颗粒催化剂及柴油机颗粒捕集器选择适当的可再生技术提供理论依据。     

规模化养猪场典型沼气工程各排放节点氨排放特征研究

为了解典型规模化猪场沼气工程的氨排放特性,选取长三角地区某规模化养猪场的典型沼气工程为研究对象,在沼气工程设施的不同氨排放暴露节点(集粪池、调节池和沼液池)设置监测点对氨排放进行连续3d的同步监测,测定处理设施各排放节点氨浓度,核算各排放节点粪便氨排放速率,分析各排放节点氨排放特征。研究结果表明,集粪池、调节池和沼液池的氨日均排放速率分别为1.48、3.08和1.47 g/(d·m2);各节点氨排放具有明显的日变化过程,大致表现为早晨氨排放呈波动增大趋势,午后开始降低,至夜间保持低值排放;集粪池、调节池在粪污周转时段出现日排放峰值;沼液池、集粪池和调节池静置阶段氨小时排放速率与温度呈正相关,与湿度呈负相关;集粪池、调节池和沼液池日氨排放量分别为13.44、38.72和5 275.4 g/d。     

半阶梯式笼养蛋种鸡舍冬季日间空气污染物排放特征

蛋鸡舍空气颗粒物、空气微生物和氨气等污染物的排放不但影响场区生物安全,更会造成环境污染问题。该文采用直线多点均匀采样新型系统,对北京地区某半阶梯式笼养蛋种鸡舍冬季空气颗粒物、微生物和氨气3种污染物的日间排放进行监测和分析,研究半阶梯式笼养蛋种鸡舍冬季日间空气污染物排放特征。结果表明,该蛋种鸡舍试验期间舍内温度保持在18.0~20.0℃;间歇性通风条件下,风机的开启时长和舍外温度具有正相关关系(P0.05,R2=0.883 7);在冬季8:00-18:00期间,空气颗粒物的排放质量浓度为0.5~0.8 mg/m~3,每只鸡排放量为1.0~1.5 mg/h;空气微生物的排放浓度为4.0~4.5 log10CFU/m~3,每只鸡排放量为4.3~4.8 log10 CFU/h;氨气排放浓度为7.6~14.3 mg/m~3,每只鸡排放量为8.1~13.7 mg/h。试验期间,舍外温度低于舍内温度,试验鸡舍通风量及波动范围小,空气颗粒物、空气微生物和氨气的排放浓度、排放量与舍外温度、通风量、舍内相对湿度之间均未发现相关关系(P0.05)。该研究结果可为中国蛋鸡舍空气污染物排放特征提供参考。     

生物柴油的排放特性试验研究

通过对燃烧生物柴油发动机排放污染物的测量和分析,探讨了燃烧生物柴油排气污染物的形成机理,分析了不同配比的生物柴油燃烧污染物随发动机转速、发动机负荷的变化规律。研究结果表明：生物柴油可以有效的降低柴油机的排气污染物,尤其是颗粒污染物。随着生物燃料中油酸甲脂含量的增加,柴油机的各种排气污染物均有不同幅度的降低。此外,通过推迟喷油时间,可以进一步降低柴油机的NOx污染物。     

A comparison of the particulate matter catch from EPA and modified ASME-ASTM sampling trains

The control efficiency, concentration of particulate matter and emission rate of particulate matter were determined from a municipal incinerator equipped with an electrostatic precipitator. An EPA and a modified ASME-ASTM particulate matter sampling train were used concurrently at precipitator inlet and outlet sampling ports to confirm the manufacturer's guarantee of collection efficiency and to determine compliance with local emission regulations. A comparison of the weight of particulate matter collected during 22 test runs with each type of sampling train indicated that an out-of-stack filter in the current arrangement of the ASME-ASTM train results in a particulate matter catch which is comparable to that from the front portion of the EPA train. A statistical Mest performed on the particulate matter catch from both sampling trains indicates no significance in the difference of the mean catch values of both the front portion and the combined front and back portions of the sampling trains. Doubt is cast upon previous assertions that differences in the particulate matter caught by the two sampling trains are caused by the condensation of sulfur oxides and organic vapors within the back half of the EPA train. Rather, it appears that there is a loss of particulate matter from the Alundum thimble of the ASME-ASTM train that can be caught by a fiber glass out-of-stack filter.