沼液贮存中甲烷和氨气排放规律实验

对猪场沼液贮存中的CH4和NH3排放规律进行研究,使用多点气体采样系统(GSS)对沼液贮存箱中排放的CH4进行采样并输送到TEI55i型甲烷分析仪进行检测,使用大气采样仪和分光光度计对NH3进行间隔采样并分析,同时检测沼液pH值变化.实验结果表明CH4和NH3排放主要集中在贮存前期,其中CH4浓度在贮存的前12天不断增加并达到高峰值,随后呈下降趋势,至第32天CH4的排放量只有1.44 mg/m3;而NH3浓度在贮存前期急剧增加,在后期排放量减少并趋于稳定,至第40天后NH3质量浓度降至3 mg/m3以下.因此对实验中所用猪场发酵后的沼液贮存中的CH4和NH3的有效减排措施分别主要针对贮存的前30天和40天为宜.     

规模化猪舍废气复合净化系统设计与试验

为解决规模化猪舍废气排放造成的环境污染问题,设计了一种猪舍废气复合净化系统。该系统采用化学法与水洗法相结合,通过PLC（可编程逻辑控制器）控制系统实时采集净化系统内的pH值、电导率、液位和压差等动态环境数据,智能控制洗涤泵启停和电磁阀通断,自动完成供水、加酸、喷淋和排废4个工作环节。同时,控制系统采用MCGS触摸屏与PLC建立通讯,通过创建人机交互界面实现系统环境数据监测、运行状态流动显示、按需配置系统参数和报警信息输出等多种功能,实现了系统操作的人性化和过程的可视化。系统可根据实际应用中对净化效率和运行成本的要求,实现多种控制模式,均有效抑制了猪舍废气排放。试验结果表明,系统对主要污染成分氨气的平均去除率可达到85%,整体运行可靠、控制简单,经济成本量化清晰。该系统在江西某种猪场实施应用,成效显著,可为畜禽养殖环境废气净化处理的工程应用提供参考。     

冬小麦田春灌前后CO2排放通量的日变化特征及对比分析

[目的]分析冬小麦春灌前后CO2通量的变化特征,给农田生态系统的碳排放对大气中CO2通量的影响提供一定支撑。[方法]采用静态透明箱法,通过手持式CO2测量仪(testo 535)观测分析了冬小麦田春灌前后每天不同时段内静态透明箱箱体内的CO2通量变化,通过不同时段内的CO2通量变化计算冬小麦田春灌前后每天不同时刻的CO2排放通量,分析比较了冬小麦田春灌前后CO2通量的日变化特征。[结果]春灌前,冬小麦田CO2通量在-0.123~0.056mg/(m2 s)之间;春灌后,冬小麦田CO2排放通量在-0.345~0.276mg/(m2 s)之间。冬小麦田春灌后的CO2排放通量明显高于春灌前,其中光合作用吸收CO2和呼吸作用释放CO2同时增加,但吸收大气中CO2的速率增加的更大。冬小麦田在春灌前CO2排放通量的日变化特征为单峰型曲线,但在春灌后逐渐向双峰型曲线转变。[结论]春灌影响冬小麦CO2排放通量的日变化。     

柴油机燃烧过程及NOx排放的试验研究

测量分析柴油机气缸压力、负荷特性、NOx、HC、CO和烟度等废气排放,并测量分析了供油提前角对动力性、经济性及排放的影响.试验结果表明:供油提前角提前时,柴油机气缸压力增加,NOx增加;负荷增加时,NOx排放浓度增加;但NOx比排放除了在小负荷时较大外,在中等及大负荷时基本保持不变.     

沼液灌溉麦地土壤CO_2和N_2O排放通量变化特征

为揭示奶牛场沼液灌溉后麦地CO2和N2O排放通量的变化特征及与相关环境因子相互关系,采用静态箱-气相色谱法对奶牛场沼液灌溉后第1d土壤CO2和N2O排放通量连续进行24h观测,同时观测灌前1d、灌后第2d、第4d和第7d排放通量。结果表明,沼液灌溉(SI)、习惯施肥(CF)、不施肥(CK)处理灌后第1d土壤CO2与N2O日排放通量范围分别为115.55~253.44、66.97~114.17、62.86~125.96mg/(m2·h)与115.79~401.1、4.15~21.04、1.44~28.32μg/(m2·h),日峰值和日谷值均出现在14:00和5:00;除CK外,各处理排放通量与地表及距地表5cm处地温显著相关(P0.05)。灌溉前后CK和CF处理CO2和N2O排放通量变化较小。灌溉后SI处理土壤CO2和N2O排放通量迅速升高且分别在灌后第1d和第2d达到排放峰值,此时CO2和N2O排放通量分别较SI处理灌溉前分别升高111.9%和890.0%,随后SI处理CO2和N2O排放通量开始下降,灌溉后第7d分别与CK和CF处理相比无显著差异。灌溉后7d内SI处理的CO2和N2O累积排放量均显著高于CK和CF处理。     

降低柴油机排放的匹配试验与燃烧过程分析

为同时降低柴油机的Nox和碳烟排放,对不同孔径的喷油器、不同柱塞直径的喷油泵,不同供油提前角的燃烧过程进行了分析,对喷油泵、增压器、喷油器以及供油提前角等参数进行优化匹配.结果表明:在原机供油提前角的基础上,采用推迟供油、较小孔径的喷油器、大柱塞直径的喷油泵,改善燃油混合过程,减少燃烧预混期的燃油量,降低最高燃烧温度,缩短后燃.经过综合匹配,柴油机的Nox和碳烟排放分别降低了19.8%和26.9%.     

水分非均匀分布条件下土壤CO_2的排放特征

为了研究水分非均匀分布条件下旱地土壤CO2的排放特征,采用静态箱-气相色谱法测定了SI、SDI12、SDI15及SDI18共4个处理的CO2排放通量。结果表明:总体上CO2排放通量平均值表现为SISDI12SDI15SDI18,但仅SI处理与SDI18之间的差异具有显著性;2次灌水后SDI处理土壤CO2排放较高的WFPS范围分别是25.9%~33.8%和31.5%~33.0%,低于SI处理出现高峰排放的WFPS分别为47%和34.1%;由于温度的影响第2次灌水后CO2排放通量总体上高于第1次灌水后,但第1次灌水后CO2排放通量与温度具有较强的相关性,而第2次灌水后两者之间相关关系不显著,可能存在过高温度下的土壤呼吸抑制。此外降雨发生时空气湿度的增加对微生物的呼吸有刺激作用,各处理降雨后出现了短期的CO2排放通量的小高峰。     

秸秆还田下水氮耦合对黑土稻田CH4排放与产量的影响

为探明秸秆还田下水氮耦合对黑土稻田CH_4排放的影响,探寻节水、减排、增产的水肥管理模式,在秸秆还田的基础上,以常规淹灌配施常量氮肥的处理为对照,设置了常规淹灌和控制灌溉两种灌溉方式,并设置4个氮肥梯度,采用静态箱-气相色谱法观测各处理的CH_4排放通量,分析了水氮耦合下稻田土壤氧化还原电位、各生育阶段土壤铵态氮含量、硝态氮含量和秸秆腐解率的变化,以及各因子对稻田CH_4排放的影响,同时综合产量计算了减排效益。结果表明:秸秆还田下常规淹灌CH_4排放通量、累积排放量显著高于控制灌溉(P0.05),且随着施氮量的增加,CH_4排放通量、累积排放量显著增加(P0.05);与对照相比,常规淹灌增施氮肥使CH_4累积排放量增加16.24%(P0.05),产量降低了2.01%;在常规淹灌下适当减施氮肥不但对产量无显著影响,还使得CH_4累积排放量降低18.59%(P0.05);若采取控制灌溉减量施氮,与对照相比,则使得CH_4累积排放量降低62.71%(P0.01),产量提高21.16%(P0.05)。通过相关性分析发现,施氮量、灌溉方式以及二者的交互作用对CH_4排放影响显著;水氮耦合下稻田土壤铵态氮含量、秸秆腐解率与CH_4排放呈显著正相关关系(P0.05),土壤氧化还原电位与CH_4排放呈显著负相关关系(P0.05)。综合减排效益分析,秸秆还田下采用控制灌溉、并适量减施氮肥可以使经济效益最大化,达到节水、减排、增产的目的。     

CH4/CO2混合气中CH4的变压吸附法提纯试验

选择几种商业化的分子筛,在常温(25℃)、低压(0.2 MPa)下,进行CH4与CO2混合气的动态吸附分离性能试验.结果表明:3A和4A分子筛对CO2的吸附量很小,而5A和13X分子筛都能较好地分离CH4与CO2.混合气在13X分子筛上的分离系数要高于5A分子筛,表明13X分子筛对CH4与CO2的分离效果更好.但5A和13X分子筛使用一次之后,都不能通过抽真空法完全再生,原因是吸附剂被吸附质毒化,红外光谱可以解释这一原因.5A和13X分子筛要成为产业化沼气净化的吸附剂,再生性能还需要进一步提高.     

咸淡水组合灌溉模式对棉田土壤CO2日排放特征影响

【目的】探究咸淡水组合灌溉对棉田CO₂日排放通量的影响。【方法】采用4种水质,即淡水(CK)和矿化度分别为2(S1)、3(S2)、5 g/L(S3)的微咸水;4种咸水淡水灌溉配比,即微咸水∶淡水为1∶1(P1)、1∶4(P2)、4∶1(P3)和1∶0(P4),分析咸淡水组合灌溉对棉田灌水前后土壤CO₂日排放特征影响。【结果】①与CK相比,S1、S2、S3处理土壤CO₂日平均排放通量分别显著降低了12.64%~24.35%、18.30%~26.69%、22.16%~28.57%(P<0.05)。②CK的土壤CO₂累计排放量显著高于其他各处理,S1处理与S2、S3处理土壤CO₂累计排放量存在显著差异(P<0.05),但S2、S3处理之间无显著差异(P>0.05)。③相同微咸水矿化度条件下,4种咸水淡水灌溉配比对土壤CO₂日平均排放通量影响为P2处理     

垃圾填埋场的甲烷释放及其减排

垃圾填埋场是重要的甲烷(CH4)释放源,对全球气候变暖影响巨大。本文通过分析影响垃圾填埋气释放的主要因素,提出了减少垃圾填埋场甲烷释放的技术措施,并结合国情指出清洁发展机制是我国温室气体减排及垃圾填埋场环境卫生状况改善的良好契机。     

控制灌溉稻田CH_4排放的影响因子分析

为了揭示水稻控制灌溉对稻田CH4排放的影响机理,本文采用静态暗箱-气相色谱法对控制灌溉稻田CH4排放进行原位观测,同时观测土壤水分、表层土温和氧化还原电位(Eh)等影响因子,定量分析控制灌溉稻田CH4排放通量与影响因子间的关系。结果表明,控制灌溉稻田田表水层消失后的微弱脱水状态导致了CH4短暂的剧烈释放,CH4排放的峰值大多出现在土壤接近饱和状态(土壤充水孔隙率为99.0%~99.8%)时;控制灌溉稻田CH4排放通量与表层5cm土温之间无显著相关关系(p0.05);CH4的剧烈释放必须在土壤Eh下降到-100~-150mV,控制灌溉稻田不适宜CH4的产生;控制灌溉稻田CH4集中排放阶段(水稻移栽后21d内)的通量值与土壤Eh值呈极显著负指数相关关系(p0.001)。不同灌溉模式调控下的土壤水分状况是导致稻田CH4排放显著差异的主要因素。     

水稻适雨灌溉对稻田CH_4和N_2O排放的影响

采用静态暗箱-气相色谱法,观测分析了水稻适雨灌溉和常规灌溉2种模式下稻田CH_4和N_2O的季节排放情况,评估了水稻适雨灌溉对稻田CH_4和N_2O排放的影响。结果表明,适雨灌溉稻田CH_4、N_2O排放峰值分别出现在分蘖期和拔节孕穗期,整个生育期CH_4、N_2O平均排放通量分别为16.77 mg/(m~2·h)、6.64μg/(m~2·h),适雨灌溉稻田CH_4、N_2O排放量较常规灌溉显著下降(p0.05),分别下降了74.47%和67.06%。水稻适雨灌溉通过合理利用雨水资源,减少灌溉次数及灌水量,显著降低了稻田CH_4和N_2O的排放。     

沼渣对稻田甲烷排放量的影响

通过稻田生产性对比试验研究了4种沼渣(分别以猪粪、鸡粪、马粪和人粪尿为主要发酵原料)、尿素和堆肥施用对稻田甲烷排放量的影响。测得前3种沼渣处理的稻田甲烷平均排放通量(3.92～7.76mg/(m~2·h))显著低于施堆肥的稻田(10.16mg/(m~2·h)),说明这3种沼渣作稻田肥料有显著控制甲烷排放量的作用,而且水稻产量也是前者(542.7～459.3千克/亩)高于施化肥(448.0千克/亩)和堆肥(455.1千克/亩)的处理。马粪沼渣处理的稻田甲烷排放量(10.02mg/(m~2·h))不显著高于施化肥(8.81mg/(m~2·h))和不显著低于施堆肥的处理,表现为生长后期排放量较高。此外,观察到一季稻田甲烷排放最高峰值集中在分蘖盛期至拔节期之间,可选作控制稻田甲烷排放总量的关键时期。     

融合多环境参数的鸡粪氨气排放预测模型研究

NH₃是影响舍内肉鸡生长发育的主要有害气体,对其排放量的准确测量与预测有助于建立鸡舍环境调控模型,提升畜禽福利化养殖的水平。生产中,NH₃监测多采用电化学传感器,精度差且寿命短,较难直接获取NH₃排放量。结合NH₃产生和释放的机理过程,选择相对较易获取的CO₂排放量(E_CO2)和H₂O排放量(E_H2O)等环境参数建立NH₃排放量的预测模型。建立了肉鸡厚垫料养殖模式下,舍内鸡粪气体排放的模拟试验装置,连续多日向试验装置内投入等量鸡粪以模拟鸡舍每日粪便生成,监测温度、相对湿度以及CO₂、H₂O、NH₃排放量数据。基于多种机器学习方法和环境参数,构建了NH₃排放量预测模型,并运用特征和排列重要性探究参数重要程度,运用部分依赖图和个体条件期望图探究模型对参数的依赖关系。...