化工行业气态化学污染物环境风险评价体系与应急标准

基于化工行业气态污染物的环境风险,分析了评价体系的演化趋势和路径;结合国内外环境风险的筛选原则,提出了综合风险表征方法;分析了毒性关注浓度的选择依据,并提出了设置首次隔离区、撤离区、隐蔽区、关注区、达标区等不同应急措施的环境风险防护距离的建议。

废FCC催化剂的形态、成分分析及环境风险评价

为了解中国废FCC催化剂的形态、成分以及其中重金属的潜在危害,以2个炼油厂的3种废FCC催化剂为研究对象,分析了其形态特征和元素组成,并对其做了环境风险评价。结果表明,较新鲜催化剂,废FCC催化剂形态特征以及元素组成均发生了变化,XRD谱图呈无定型态,比表面积明显减小,组分中新增了Ni、Cu、Zn、Pb、V、Ba、As等重金属,其中Ni含量达到10^(-3)级。环境风险评价表明,废FCC催化剂试样不属于危险固体废弃物,但是若对其进行直接填埋,其中的Ni、Zn、Ba、As等重金属会对环境造成一定的风险。

建设项目环境风险评价有效性研究

在分析目前环境风险评价(ERA)存在问题的基础上,结合ERA的特点和有效性的内涵,提出了ERA有效性的概念。结果表明法规政策、技术方法、风险管理和公众参与是影响ERA有效性的主要因素。以这四个因素为准则,构建了ERA有效性的指标体系,该指标体系分为目标层、准则层、指标层3个层次、共17项指标。在专家咨询的基础上,采用层次分析法(AHP),定量计算了各指标的权重。运用指标体系对当前建设项目ERA的现状进行了分析和评价,提出了进一步改进的建议。

典型精细化工行业挥发性有机物燃烧治理综合环境效益分析

在“双碳”目标的背景下,挥发性有机物(VOCs)燃烧处理能否达到减污降碳协同效果并实现环境效益值得研究。选取了典型精细化工行业7台VOCs燃烧治理设备,实测分析了这些设备对VOCs与光化学反应活性的削减效果以及对温室气体排放的影响,并进一步计算了减污降碳协同效果及其环境影响负荷。结果表明,7台设备对进口质量浓度为11.25~1963.16 mg/m^(3)的VOCs废气及其光化学反应活性的处理效率分别超过95%与93%,各设备VOCs与温室气体减排的协同效应系数为-145.20~4.59,而臭氧与温室气体减排的协同效应系数为-91.36~7.37,使用燃烧法治理VOCs会造成温室气体排放;但综合全球变暖以及光化学臭氧合成潜势权重后,燃烧法治理VOCs总体上能实现环境效益(进口浓度过低的设备除外)。为进一步提高污染物与温室气体减排的协同效果,可从提高末端处理设施进口浓度、降低能源消耗等方面改进。

上海市石油化学和化工行业环境污染新问题及监控对策

在对上海市石油化工和化学工业的污染物排放和控制现状进行调研分析的基础上,识别了石化和化工行业环境污染的新问题,包括挥发性有机物(VOCs)对臭氧、PM 2.5以及恶臭污染物的贡献、过程安全引发的环境风险隐患突出、化学品监管标准和法规的缺失、环境责任本土化程度不够等。针对行业发展的制约性因素,提出了行业持续发展的对策和污染监管建议。

化工类院校环境生物学课程教学体系构建与实施探索

高等化工类院校自然科学领域的本科专业设置大部分和化学有关,因此,开设环境生物学课程显得尤其必要。本文简要介绍了环境生物学课程的发展目标、教学团队和教学手段等,并展望了未来的发展方向。

基于BP神经网络的电化学还原硝酸盐过程智能控制

电化学还原硝酸盐过程关键在于该废水处理过程中参数的有效控制。基于硝态氮电化学还原的测试数据和各参数间的相关性,得出与出水效果密切相关的四因素,即反应时间、初始浓度、初始pH和电流密度,采用BP神经网络算法建立了电化学法还原硝态氮的预测模型,并验证了模型的准确性。结果表明,4-7-1型BP神经网络网络构型最优,模型预测的去除效果与实测值相吻合,R2为0.9095。利用BP神经网络模型对参数调控,可以优化电化学处理过程:对电流密度进行阶段性调控,在相同处理量下可降低15%的能耗;在水质波动情况下进行电流密度控制,在相同处理时间内可保证出水达标。该研究结果可以为智能控制电化学去除硝态氮的过程提供参考。

多介质环境目标值及其对大气环境评价标准选择的启示

挥发性有机化合物(VOCs)是形成霾污染的重要前体污染物,但很多污染物缺乏现行的污染物排放标准和环境质量标准,因此多介质环境目标值常用于环境影响评价和验收中标准的选用。多介质环境目标值可分为周围环境目标值(AMEGAH)与目标环境目标值(DMEGAH),分别与环境质量标准和污染物排放标准相关联。主要比较了国家和地方现行的大气污染物排放标准中有机污染物控制项目限值与DMEGAH计算值的宽严情况;比较了部分VOCs居住区最高允许浓度与AMEGAH计算值的宽严,分析了多介质环境目标值方法在环境标准选择中的适用性和局限性。

废SCR催化剂中的污染物及环境风险分析

中国氮氧化物(NOx)排放量中约有70%源自煤的燃烧,而且随着环保力度的逐渐加大及大气污染物的排放标准要求逐年提高,控制燃煤电厂NOx的排放成为当务之急。中国普遍采用选择性催化还原法(SCR)作为燃煤尾气脱硝的方法,由此导致废SCR催化剂的产量逐年上升,预计2020年中国废SCR产生量将达到19万m^3。虽然中国目前已经开展了废SCR催化剂资源化与无害化的研究,但是关于废SCR催化剂的环境风险评价却鲜有报道。概述了SCR催化剂的成分、催化原理以及废SCR催化剂的产生原因,介绍了废SCR催化剂中的主要污染物及其对环境的危害,同时简要分析了废SCR催化剂存在的环境风险及其评价方法,为中国废SCR催化剂的资源化和处理处置提供了有益参考。

典型燃煤电厂废SCR催化剂解析及环境管理思考

目的提出废烟气脱硝催化剂成分解析、产生量预测及处理处置的对策。方法用ICP方法对烟气选择性催化还原脱硝过程中产生的大量废SCR催化剂化学成分等进行分析。采用数学模型对废SCR产生量进行估算,并在此基础上给出将废SCR催化剂列入危废名单的原因。结果在燃煤电厂装机容量的基础上进行理论推算,我国将从2017年开始大量产生SCR催化剂固体废弃物,并会逐年增加,在2020年以后逐步稳定在25×104~30×104 m3/a。废SCR催化剂中Ti的含量最高,约占23.3%~46.2%。W,V,Mo,Ba是SCR催化剂中的活性组分,并且不同SCR催化剂中活性组分的含量并不相同。钒的含量对废SCR催化剂的潜在判定影响较大。SCR催化剂可能会吸附砷、汞、镉等重金属以及各种飞灰成分等物质,从而增加了废SCR催化剂的化学成分。依据《国家危险废物名录》第二条的相关规定,鉴于废烟气脱硝催化剂不排除具有危险特性,且不处理或处理不当可能对环境或者人体健康造成有害影响。基于此,本研究团队将烟气脱硝过程中产生的废钒钛系催化剂建议纳入危险废物统一管理。结论废SCR催化剂是我国近期出现并将长期存在的一种脱硝危废,尚缺乏符合国情的处理处置经验。为了建设"天蓝、地绿、水清"的美丽中国,需要继续探索可行的废SCR催化剂的监督和管理措施,完善各项标准和法规,最终实现对废SCR催化剂进行有效的监管。

竹炭净化文物保存微环境中低浓度二氧化硫的研究

为探索竹炭在文物保存环境领域的应用特征,研究了不同粒径竹炭对于SO_2净化的影响并测定了竹炭的吸附量,研究了竹炭净化二元混合污染物耦合的效果。结果表明:相比果壳、柳壳、椰壳3种生物质炭,竹炭净化SO_2的效果最佳,当粒径小于1.7mm时,净化效率达到(99.6±0.2)%;单位质量的竹炭对SO_2的吸附容量为8.46mg/g;此外,低浓度NO和NO_2对SO_2没有抑制作用,但高浓度NO_x对SO_2净化有较大的抑制作用,当NO浓度为536μg/m^3时SO_2的净化效果较NO浓度为268μg/m^3时降低了2.9%;当NO_2的浓度从411μg/m^3上升至821μg/m^3时,SO_2的净化效果降低了5.7%,而SO_2对于甲酸、乙酸的净化效果抑制作用在-1%以内,且在实验浓度范围内的SO_2受甲酸、乙酸影响较低,平均净化效率分别为90.4%和90.5%。

光催化降解馆藏文物环境的低浓度NOx和有机酸

馆藏文物环境中氮氧化物和有机酸对文物材料的破坏性很大,净化难度很大。研究了气-固相下光催化耦合净化馆藏文物环境低浓度NOx与有机酸的效果,探讨了动力学过程。实验结果表明:负载型TiO2/γ-Al2O3光催化剂在可见光照条件下对馆藏文物保护环境下的有机酸和NOx都有良好的降解效果,可达到97%以上。净化效率受到初始浓度的影响较大,但在低浓度下NOx和有机酸之间没有明显的竞争抑制作用,光催化反应过程遵循表观一级反应动力学。

送风方式对文物保存展柜微环境气流分布的影响

为研究不同送风气流组织形式对博物馆内文物展柜微环境的影响,采用数值模拟的方法对博物馆内卧式和立式展柜不同形式的下送下回通风方式进行数值模拟。结果表明,下送下回的送回风方式能够减少冷量且气流在内部区域有效混合扩散。送风口设置在长度方向中心时,气流在展柜内可以充分混合。送风口必须设置在宽度方向时,采用小流量可以有效在整个空间扩散,形成充分的空气环流。如果展柜内有热源,简单通过增加风量的方法并不能有效降低温度,送风特性需进一步研究。

文物保存微环境空气氮氧化物集成净化技术研究

为研究文物保存微环境中的集成净化技术,联合采用光催化预处理和竹炭吸附技术净化低浓度的氮氧化物。研究了组合方式在不同光源下的净化效果,同时探讨了湿度对低浓度氮氧化物净化效果的影响。结果表明:在采用恰当的组合情况下,紫外线照射和可见光照射下,净化结果相差不大,最佳组合为光催化+竹炭+4A分子筛+竹炭的组合,NO和NO_2的出口浓度分别可降至1.98μg/m^3和1.80μg/m^3;而相对湿度增加,处理效果降低,但在相对湿度为60%情况下,仍可较长时间内稳定运行,保持出口NOx在4ng/g以下。综合实验结果,光催化联合竹炭吸附集成技术净化低浓度的氮氧化物效果良好,为今后文物保存微环境中的实际应用提供科学依据。

低温竹炭净化文物保存环境空气中氮氧化物的探索

NOx是文物保存环境的一类重要的污染物,近期采用资源丰富、价格便宜的竹材及竹炭作为吸附剂去除污染物成为热点。本工作采用低温竹炭净化低氮氧化物,并对效果的影响因素进行了探讨,使用扫描电镜对低温竹炭表面形态进行了研究。研究表明,低温竹炭处理浓度在133～457μg/m^3NO时,处理效率可以达到84%～94%,处理浓度在82～453μg/m^3NO_2时,处理效率可以达到93.3%～97.7%。当NO和NO_2同时存在时,NOx在500μg/m^3时(NO:NO_2=2:1),NO的处理效果下降,仅能达到44.7%,但是NO_2的处理效果变化不大,仍可以达到98%。

工程教育专业认证背景下的环境分析与监测课程建设

在工程教育专业认证背景下,大学的工科教育正在向以学生为主体,以产出为导向的教育理念靠拢。这对于环境分析与监测课程的建设提出了新的挑战。本文从案例-理论、线上-线下、实践-理论、前沿-基础、思政-理论等多维度出发,论述了环境分析与监测课程的建设思路,力求通过扩充教学内容,探索教学方式,开拓和建设好环境分析与监测课程体系,为培养更多更合格的新时代环保领域工科卓越人才作出贡献。

地铁环境中黑碳和PM_(2.5)的个体暴露特征

为了解上海市地铁环境空气污染状况,于2015年4月对某地铁站内地下和地面两条线路的个体黑碳(Black carbon,BC)进行了监测,同时比较了车厢内外和地铁站内外的BC个体暴露差异.采用IMPROVETOR方法测量了车厢内PM_(2.5)样品中的8个碳组分(OC_1、OC_2、OC_3、OC_4、EC_1、EC_2、EC_3和OPC),分析颗粒物的污染来源和形貌特征.结果表明,上海市地铁站地下线和地面线BC的个体暴露日均值分别为5.6±1.0μg·m^(-3)与0.9±0.3μg·m^(-3).气象条件对地铁站地面线BC污染水平的影响较地下线大,且站台上BC浓度高出车厢内2至3倍.扫描电子显微镜(SEM)结果显示地铁内大气颗粒物形状不规则.上海市地铁站颗粒物中碳主要来源于餐饮和机动车尾气.

环境浓度下壬基酚对秀丽隐杆线虫时间依赖性的毒性兴奋效应

为研究暴露时间对壬基酚生态毒理学效应的影响,选取秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为受试生物,采用急性(24h和72h)、慢性(10d)3个不同时间点,进行壬基酚环境浓度下(0、0.0001、0.001、0.01、0.1、0.2mg·L^-1)的暴露实验,以秀丽隐杆线虫的生理指标(体长、运动行为)、生化指标(氧化应激、细胞凋亡、脂褐素)为终点进行评估。结果表明:急性暴露24h后,活性氧自由基(ROS)在0.01mg·L^-1时即出现了明显的下降,其他生理生化指标无统计学意义上的明显变化。72h暴露条件下,体长随壬基酚浓度的增加呈现倒U型趋势,在0.0001mg·L^-1时表现出最大刺激效应,比对照组高出26.4%(P<0.01);头部摆动频率和身体弯曲频率在2个较高浓度(0.1和0.2mg·L^-1)时表现出明显的刺激效应;细胞凋亡水平在0.0001mg·L^-1时显著性下降,呈现负剂量-效应关系(P<0.05),在0.2mg·L^-1时表现出最大刺激效应,比对照组降低了45.5%;ROS及脂褐素在壬基酚暴露浓度范围内呈正相关性增加。慢性暴露条件下,脂褐素在0.001mg·L^-1时表现出最大效应,和对照组相比下降了65.4%,并且随着壬基酚浓度的增加呈现U型趋势;其他生理生化指标随着壬基酚浓度的增加表现出明显的负面效应。研究揭示了环境浓度水平的壬基酚对秀丽隐杆线虫的生态毒理效应是时间依赖性的,急性暴露以引起刺激作用为主,表现为毒性兴奋效应,而长期暴露后壬基酚对生理生化指标的负面效应更为明显。上述结果为进行壬基酚的毒性评价及更好地理解其毒性作用机理提供基础数据。

上海工业区环境空气VOCs预警值及特征物种筛选方法研究

在上海市大气污染物排放标准的基础上,结合国家相关标准提出了工业区环境空气中47项VOCs指标的预警值。根据VOCs污染物的有毒有害性和异味特征、浓度特征和光化学活性特征,分别定义了T-特征污染物、C-特征污染物和O-特征污染物,并提出了各类特征污染物的筛选方法。将VOCs预警值和特征污染物筛选方法应用于上海市工业园区在线监测点,结果显示预警值较为适用,可以达到较好的预警目标;特征污染物筛选结果合理,且能从不同角度反映各站点周边污染源特征。

环境浓度下邻苯二甲酸二乙酯对秀丽隐杆线虫的生态毒理效应

DEP(diethyl phthalate,邻苯二甲酸二乙酯)是一种在环境中普遍存在的具有潜在神经和生殖毒性的增塑剂,其会干扰环境生物的发育水平、运动行为及生化水平.以秀丽隐杆线虫的体长、体宽、头部摆动频率及生化指标作为测试终点,评估环境中DEP对秀丽隐杆线虫的生态毒理效应.在不同环境浓度(0、0.0002、0.002、0.02、0.2、2 mg/ L)的DEP溶液中,对秀丽隐杆线虫进行不同时间(24 h、72 h和10 d)的暴露试验.结果表明:①在不同浓度DEP溶液中暴露24 h后,秀丽隐杆线虫的发育水平均未受到显著影响(P>0.05).②在不同浓度DEP溶液中暴露72 h后,秀丽隐杆线虫的发育水平受到干扰.与对照组相比,在DEP浓度最高(2 mg/ L)时,秀丽隐杆线虫体长下降了3.21%(P<0.05);在DEP浓度为0.0002 mg/ L时,秀丽隐杆线虫的体宽呈上升趋势,且头部摆动频率明显加快了5.52%(P<0.01),秀丽隐杆线虫的发育水平受到显著抑制.③在不同浓度DEP溶液中暴露10 d后,与对照组相比,秀丽隐杆线虫的体长、体宽和头摆频率均出现下降;在DEP浓度为2 mg/ L时,秀丽隐杆线虫体内活性氧自由基、脂褐素和细胞凋亡水平累积均增长显著,出现氧化应激损伤.研究显示,不同环境浓度的DEP溶液会对秀丽隐杆线虫产生一定的毒性影响,且不同暴露时间和暴露浓度产生的毒性影响也存在一定差异.