小兴安岭主要森林可燃物类型地被物燃烧烟气分析

通过烟气分析系统测定小兴安岭地区15种森林可燃物类型地被物未分解层和半分解层燃烧过程中CO2,CO,CxHy,NO和SO2的排放因子和释放量,并分析不同可燃物类型的排放差异性和5种气体的相关性.结果表明:15种可燃物类型地被物燃烧5种气体的排放因子分别为3.16,0.31,0.007 0,0.005 4和0.019;5种气体总量、含碳气体总量和C02的释放总量分别为:1 330.56,1 321.25和1 200.56 mg·g-1,且均为半分解层大于未分解层;而CO,CxHy,NO和SO2的释放总量分别为:118.02,2.66,2.06和8.21mg·g-1,半分解层均小于未分解层;CO2,CO,CxHy和SO2的释放量之间存在着极显著的相关性(P＜0.01),而NO与这4种气体之间无显著相关(P＞0.05).研究结果将为评价森林火灾对大气环境造成的影响以及森林地被物的管理提供一定的科学依据.     

东北三大硬阔燃烧过程烟气释放特征

以东北"三大硬阔"为研究对象,采用外业调查和室内控制环境燃烧实验相结合的方法,分别对3种树木的枝、皮和干部进行气体排放量的测定,并对比分析不同树种及部位气体排放量的差异,通过计算分别得出CO2、CO、CxHy、NO和SO2气体的排放因子。研究结果显示:3种乔木各部位(枝、皮和干)之间CO2排放量、CO排放量、CxHy排放量、NO排放量、SO2排放量和含碳气体(CO2、CO和CxHy)总量以及5种气体(CO2、CO、CxHy、NO和SO2)总量平均值都存在差异,但差异显著性不相同;3种乔木燃烧皮部与干部的CO排放量、CxHy排放量、NO排放量以及SO2排放量平均值存在显著的差异(P<0.05),而CO2排放量、含碳气体(CO2、CO和CxHy)总量以及5种气体(CO2、CO、CxHy、NO和SO2)总量平均值差异不显著;而枝部CO排放量与NO排放量3种乔木之间差异不明显;胡桃楸、水曲柳和黄菠萝的各部位的CO2平均排放因子分别为2.960 8、3.068 2和2.649 2,CO、CxHy、NO和SO2的排放因子都比CO2要小很多。     

大兴安岭三种森林类型地表可燃物燃烧气体排放量的研究

以大兴安岭林区兴安落叶松林、樟子松林和杨桦林中的草本、枯枝和半分解层为研究对象,采取外业调查取样及室内控制环境燃烧实验相结合的方法,分析了不同林型、不同可燃物燃烧过程CO2、CO、CxHy、NO和SO2释放量的差异。结果表明,草本燃烧CO2排放量阔叶林(杨桦林)大于针叶林(兴安落叶松林、樟子松),针叶林(兴安落叶松林、樟子松)枯枝CO2排放量大于阔叶林(杨桦林),而半分解层兴安落叶松林CO2排放量大于杨桦林和樟子松林。兴安落叶松林半分解层除NO释放量以外,其它四种气体与草本、枯枝无显著的差异。     

1980-2005年大兴安岭森林火灾灌木、草本和地被物烟气释放量的估算

应用排放因子法,对大兴安岭林区1980—2005年间森林火灾中不同林型下灌木、草本和地被物层气体释放量进行估算。结果表明:大兴安岭25年间森林火灾灌木、草本和地被物层CO2,CO,CxHy,NO,SO2的释放量分别为25.04×106,5.72×106,0.21×106,0.09×106和0.24×106t。其中白桦-落叶松林、白桦-杜鹃林和蒙古栎-胡枝子林是气体释放量较多的林型,约占总排放量的70%以上。此外大兴安岭林区森林火灾SO2和NO的释放量可达到我国总生物质燃烧释放量的50%左右,其释放量与农业上备受关注的秸秆燃烧相当。     

大兴安岭森林火灾NO和SO_2释放量的估算

在黑龙江省大兴安岭林区森林火灾时空格局研究的基础上,通过野外调查采样和室内试验相结合,应用排放因子法,估算大兴安岭林区7种主要林型乔木、灌木、草本及地被可燃物层1980—2005年间有毒气体的释放量。结果表明:大兴安岭25年间主要乔木、灌木、草本及地被可燃物层NO的释放量为0.14~0.17 Tg,平均每年释放0.005~0.007 Tg,占黑龙江省生物质燃烧NOx年均释放量的15.0%~18.3%;SO2的释放量为0.25~0.27 Tg,平均每年释放0.010~0.011 Tg,占黑龙江省生物质燃烧SO2年均释放量的58.8%~64.7%,是黑龙江省农业秸秆燃烧SO2年均释放量的1.25~1.38倍。由此可见,黑龙江省生物质燃烧导致SO2污染森林火灾贡献率最大。     

大兴安岭6种主要乔木树种燃烧过程的含碳气体释放特征

【目的】气候变暖带来的环境问题越来越突出,含碳气体排放量增加是温室效应的主要原因,而森林火灾排放含碳气体仅次于化石燃料燃烧,是全球变暖的重要因素,为了实现定量探究森林火灾对气候变暖的影响,需要准确估算森林火灾含碳气体的排放量。【方法】以大兴安岭6种主要乔木的枝和叶为研究对象,通过室内燃烧试验的方法,利用Testo350烟气分析仪测定其在燃烧过程中含碳气体的排放量,分析不同可燃物排放气体差异性,并计算可燃物的排放因子和修正燃烧效率。【结果】1)燃烧过程中6种乔木枝、叶燃烧含碳气体(CO、CO_2、CxHy)排放量的平均值枝为2 406.18、18 486、184.88 mg·dm~(-3);叶为2 297.43、20 548.6、166.27 mg·dm~(-3);2)6种乔木枝的CO_2气体排放量差异不显著,樟子松叶的CO_2排放量显著低于其余5种乔木,剩余5种乔木差异不显著。6种乔木枝和叶的CO、C_xH_y排放量差异显著;3)6种乔木枝、叶含碳气体的排放因子(EFi)范围分别为CO(118.97～195.00)、CO_2(1 290.12～1 672.50)、C_xH_y(8.10～17.32)g·kg~(-1);4)叶的修正燃烧效率(MCE):针叶乔木阔叶乔木;同种针叶乔木的修正燃烧效率(MCE):枝叶,而同种阔叶乔木的修正燃烧效率(MCE):枝叶。【结论】根据气体排放量计算了不同气体的排放因子,利用排放因子可对大兴安岭森林火灾排放的含炭气体进行估算;修正燃烧效率结果能定量反映出本文在实验条件下可燃物都达到了明然状态,修正燃烧效率越低产生的不完全燃烧产物就越多;修正燃烧效率结果说明了针叶乔木叶相对于阔叶乔木叶燃烧不充分,针叶乔木叶燃烧产生的CO量多;研究结果将对估计大兴安岭森林火灾含碳气体排放总量和其对环境的影响提供一定的理论依据。     

中国森林火灾释放的CO_2、CO和CH_4研究

在对各省火灾统计资料和生物量估计的数据基础上 ,用排放因子法和排放比法 ,得出中国森林火灾释放的CO2 、CO和CH4 年平均分别为 8 96TgC/a、1 1 2TgC/a和 0 1 0 9TgC/a,其中林下植物和地表枯落物的贡献分别为 39%、4 7%和 4 0 %。各省年平均森林火灾释放的CO2 、CO和CH4 量主要是由火灾受害面积决定的 ,森林火灾较多的黑龙江、云南和内蒙古的这 3种气体的排放量占全国的 80 %以上。森林火灾释放的CO2 和CH4 分别为全国所有源排放的 1 2 %和 0 35%。中国年平均森林火灾释放的CO2 、CO和CH4 量分别为全球森林火灾排放量的 0 3 %、0 5%和 0 0 1 %。     

林火碳排放研究进展

火是森林生态系统主要的干扰因子, 森林火灾的频繁发生不仅使森林生态系统遭到破坏, 同时也造成了含碳温室气体的大量释放。综述了火烧面积、森林可燃物以及燃烧效率等主要因子对森林火灾排放碳量估计的影响, 分析了这一领域未来研究发展趋势。大量研究表明:1)卫星遥感是估测大尺度上森林过火面积的主要手段, 随着高分辨率卫星的应用, 森林火灾面积的估计精度不断得到提高。目前的研究主要集中于大尺度上林火面积的估计和估算方法的改进。2)遥感数据是目前估计大尺度可燃物燃烧量的有效手段, 利用遥感数据的同时结合有效可燃物计算模型, 运用多元线性与非线性分析结合等方法提高对可燃物燃烧量的估计。3)燃烧效率是决定可燃物消耗量的主要因子, 也是估计森林火灾释放含碳气体量的关键。未来的研究是利用高分辨率的遥感数据, 结合复杂的可燃物计算模型, 更精确地估计林火碳排放。     

杉木枯落物燃烧释放污染物特征及PM2.5成分分析

【目的】探究杉木人工林枯落物在不同燃烧状态时的气态及颗粒态污染物排放特征,并提取、测定细颗粒物(PM 2.5 )污染物的化学成分,揭示林火及林地清理等对杉木枯落物分解、养分循环和大气环境的影响。【方法】分别以杉木人工林枯落物中的叶、枝、皮、干4种主要组分为研究对象,运用自主设计的生物质模拟燃烧系统,采用室内模拟燃烧试验,分析阴燃和明燃2种不同燃烧状态不同枯落物组分释放的气态污染物和PM 2.5 特征及差异。采用德国Elementar元素分析仪,测定PM 2.5 中的碳质成分;采用超声提取-离子色谱和ICP/MS技术,测定PM 2.5 中的水溶性离子和水溶性无机元素。【结果】基于杉木枯落物燃烧时的实时测定,CO 2、CO、NO x 、C x H y 、PM 2.5 的排放因子(EF,单位质量燃料在燃烧后产生的污染物质量)变化范围在阴燃条件下分别是1 001.4~1 364.5、202.3~358.8、0.53~3.09、23.17~53.07、5.11~38.37 g ·kg -1 ,而明燃时分别为1 092.4~1 520.7、115.1~242.6、0.16~1.96、1.21~41.50、2.58~21.07 g ·kg -1 。此外,提取测定PM 2.5 成分的结果表明,颗粒物主要由碳质组分、水溶性离子及少量水溶性无机元素等组成。其中碳质组分含量最大,占50%以上,有机碳(OC)和元素碳(EC)平均质量分数分别为43.29%和12.91%;PM 2.5 中测定出6种阳离子(Li +、Na +、NH + 4、K +、Mg 2+、Ca 2+)和5种阴离子(F -、Cl -、NO 2 -、SO 4 2-、NO - 3),总水溶性离子占10%~33%,阴燃以Cl -、K +、Ca 2+、SO 4 2-为主要组分,明燃以K +、Cl -、SO 4 2-、Na +为主;PM 2.5 中提取测定出16种无机元素,分别为K、Ca、Na、Mg、P、Zn、Al、Cu、As、Ba、Cr、Fe、Mn、Cd、Li、Pb,含量极少,仅占PM 2.5 的0.04%~0.58%,其中K、Ca、Na、Mg、P、Zn为主要元素成分,占总无机元素的96.8%~98.8%。【结论】在不同燃烧状态下,杉木枯落物释放各污染物的排放因子存在显著差异,除CO 2外的其他污染物排放因子在阴燃时显著高于明燃;在同一燃烧状态时,杉木枯落物不同组分的CO、CO 2、NO x 、C x H y 和PM 2.5 等污染物的排放因子也存在显著差异。杉木枯落物燃烧排放的PM 2.5 主要由碳质组分、水溶性离子及少量无机元素等成分组成,阴燃时的各成分排放因子整体表现为高于明燃时。     

福建四种乔木树种燃烧释放污染物排放因子研究

福建位于我国亚热带地区,其林火发生频率高且强度低;导致大量污染物释放,对大气环境和森林生态系统产生不良影响。本研究通过自主设计的室内模拟实验,实测福建省杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)、桉树(Eucalyptus robusta)和樟树(Cinnamomum camphora)四种主要乔木树种不同器官(叶和枝)燃烧时CO、CO_2、NO_x、C_xH_y和PM2.5等污染物的排放因子,并分析不同树种及不同器官之间污染物排放强度的差异性。结果表明,不同乔木树种的不同器官在燃烧时释放各污染物的平均排放因子范围分别为:CO为102.88~116.10 g/kg;CO_2为814.50~1 212.57 g/kg;NO_x为0.52~3.47 g/kg;C_xH_y为20.84~61.87 g/kg;PM2.5为5.34~14.61g/kg。此外,不同树种枝的排放因子之间也存在显著性差异。其中桉树枝燃烧释放的含碳气体排放因子显著高于其它树种,而马尾松枝燃烧时释放的氮氧化物和PM2.5排放因子最高。阔叶树的枝和叶燃烧时释放的CO显著高于针叶树,而PM2.5的排放则显著低于针叶树。研究揭示了福建主要乔木树种不同器官的燃烧释放污染物特性,为区域生态环境评价提供依据。     

森林火灾烟气的危害

1 森林火灾烟气的组成 森林火灾释放出的烟气是森林可燃物因受热分解或燃烧而生成的多种小分子气体和其他受热挥发产生的气体及微小颗粒物组成的,目前已知的有毒有害气体包括无机类（CO,CO2,NOx,HCI,HBv,H2S,HN3,HCN,P2O5,HF,SO2）和有机类（光气、醛类气体、氰化氢睛等）。     

城市污泥与稻草混合燃烧污染物排放特性研究

指出了混燃是处理城市污泥最具前景的处理方法之一,利用管式炉燃烧系统研究城市污泥、稻草以及两者不同掺混比(10%、30%、50%、70%、90%)的污染物排放特性,并对比分析了其在不同温度下(600℃、700℃、800℃、900℃)的污染物排放特性。结果表明:混合样品在800℃的燃烧过程中CO、SO2释放曲线均呈现单峰结构。随着稻草掺混比例的增加,燃烧过程缩短,CO的生成总量逐渐减小,SO2的生成总量逐渐增大;在不同温度下,700℃下混合样品的CO的总生成量最低,升高温度不利于SO2排放。研究结果可为城市污泥和稻草混燃的污染物排放提供初步理论依据。     

云南13种乡土绿化树种对SO2、NO2气体反应的研究

采用人工模拟熏气的方法,研究了13种云南乡土绿化树种对城市SO2、NO2有害气体的反应.结果表明云南红豆杉、长梗润楠、翠柏、滇润楠、麻栗坡含笑、南亚含笑、山玉兰对SO2气体的抗性弱,而云南含笑、脉叶虎皮楠、川滇三角枫对SO2气体的抗性最强,灯台树、川滇三角枫净化SO2的能力较强,其净化量分别为300mg·kg-1、700 mg·kg-1.NO2浓度为1.0 mg·m-3时,长梗润楠、云南含笑、云南拟单性木兰、云南红豆杉、麻栗坡含笑、灯台树叶片的N净化量依次为2 000 mg·kg-1、1 100 mg·kg-1、1 700 mg·kg-1、2 300 mg·kg-1、1 200 mg·kg-1、13 100 mg·kg-1.经综合比较川滇三角枫对SO2气体具有较好的抗性和净化能力,而对NO2气体具有较好的抗性;云南含笑、云南拟单性木兰、脉叶虎皮楠等树种对SO2、NO2气体具有较好的抗性和净化能力.     

山东省高速公路绿化对空气的净化效果研究

采用测定SO2、NO2和CO2气体含量的方法,研究了山东省主要高速公路路侧绿化带,互通立交区、入口匝道区和服务区绿地对空气的净化效果。测定结果表明,路侧绿化带对SO2有较明显的净化作用,互通立交区、入口匝道区和服务区的绿化对SO2和NO2均有较好的吸收净化作用,而高速路绿化对CO2含量的影响则较小。     

黑龙江帽儿山12种草本可燃物的慢速升温热解特性

以黑龙江帽儿山12种草本可燃物为研究对象,用热重分析法对其升温速率为10℃·min-1的慢速热解过程进行研究,利用TG-DTG曲线分析它们的热解特性,得到了纤维素和木质素的热解与温度、失重量以及失重速率的关系.结果表明:空气气氛下12种草本可燃物的热解均经历3个主要阶段,根据3个阶段的平均失重速率和初始分解温度,可对12种草本可燃物在不同燃烧阶段的燃烧性进行评价.这3个阶段是:1)失水阶段,温度范围是室温～ 120℃,根据该阶段的平均失水速率和初始热解温度判断,猴腿蹄盖蕨、芍药和耧斗菜最易燃;2)综纤维素热分解阶段,温度范围是100 ～370℃,根据综纤维素的平均分解速率判断,耧斗菜的有焰燃烧最剧烈;3)木素热分解阶段,温度范围370 ～500℃,根据木素的平均分解速率判断,宽叶山蒿和蚊子草无焰燃烧最剧烈.     

大兴安岭呼中森林大火碳释放估算

森林火灾不仅破坏森林生态系统,还向大气中释放了大量含碳温室气体,影响碳循环。对林火碳释放进行有效地估算,可以更加深入了解林火对碳循环的作用。利用卫星遥感影像,分析了2010年6月大兴安岭呼中森林大火后植被指数变化,对火烧程度进行了分级,结合野外火烧迹地调查和可燃物含碳率,估算出不同火烧等级、不同植被类型林火过火面积、火烧消耗可燃物量和释放碳量。结果表明:此次大兴安岭呼中森林大火总过火面积为5 812.4hm2,消耗可燃物总量76 742.51t,释放碳34 534.13t,其中落叶松林和针阔混交林释放碳量分别为14 934.16和19 599.97t。     

林火碳排放模型研究进展

林火作为干扰因子, 影响着森林演替、森林生物量和生产力以及生物地球化学循环。森林燃烧所释放的含碳温室气体对全球气候变化具有重要影响。对森林火灾释放的含碳气体进行有效估算, 可以弄清林火产生的含碳气体对全球碳循环的影响。文中介绍了2种林火碳排放模型, 即基于有效可燃物模型和火干扰下碳循环模型。通过对这2种估算方法的比较, 指出未来林火碳排放估算方法的发展趋势。     

森林火灾扑救过程中CO中毒的预防与救治技术

凡是森林可燃物在燃烧不完全时都可产生CO,CO是森林可燃物燃烧产生的一种污染物质,直接危害人体及动植物。由于CO是无色、无臭、无味的气体,故易于忽略而致中毒。CO中毒使火场中人员感到身体不适,头痛、乏力或恶心。常见于森林火灾燃烧中通风差的情况下,由于烟气阻塞、倒烟以及封闭地形所引起。森林扑火过程中要防止CO中毒昏迷或死亡。现场急救是CO中毒治疗中的重要环节,现场急救应掌握原则,因地制宜,创造条件,实施救治。     

高速公路不同绿化模式环境效应分析

采用测定SO2、NO2和CO2气体含量的方法,研究了高速公路路侧不同绿化模式(绿化带、互通立交区、入口匝道区和服务区绿地)对空气的净化效果。测定结果表明:路侧绿化带对SO2有较明显的净化作用,互通立交区、入口匝道区和服务区的绿化对SO2和NO2均有较好的吸收净化作用,而高速路绿化对CO2含量的影响则较小。     

高速公路不同绿化模式环境效应分析

本文采用测定SO2、NO2和CO2气体含量的方法,研究了高速公路路侧不同绿化模式(绿化带,互通立交区、入口匝道区和服务区绿地)对空气的净化效果。测定结果表明,路侧绿化带对SO2有较明显的净化作用,互通立交区、入口匝道区和服务区的绿化对SO2和NO2均有较好的吸收净化作用,而高速路绿化对CO2含量的影响则较小。