摘要：二氧化碳电化学还原为高附加值的化学品和原料是一种具有应用前景的负碳技术.在过去十几年里,研究人员在碱性和中性电解质中进行了大量的二氧化碳电还原研究,并在活性、选择性和稳定性方面取得了很多进展.然而,二氧化碳与碱性电解液反应生成碳酸盐,导致碳利用率较低(远低于产业化应用要求).因此,未来二氧化碳电还原领域面临的关键挑战是如何有效提高碳利用率.为解决这一挑战,在酸性电解质中进行二氧化碳电还原成为了一个可行的方案,它可以有效避免“碳酸盐问题”的发生.而基于双极膜的二氧化碳电解槽技术,则允许阴/阳极在不同pH的电解质中运行,是提高碳利用率的有效方案之一.本文首先介绍了双极膜的运行模式、热力学过程、物质传输现象、水解离/合成过程以及极限电流密度的起源,并总结了近期在双极膜优化方面取得的进展.然后,进一步聚焦于双极膜在常用的三类高效二氧化碳电解槽(流通池电解槽、膜电极电解槽和固态电解质电解槽)中的应用,详细探讨了其研究进展及所面临的挑战,并强调了针对不同结构电解槽的优化策略.值得一提的是,基于反向偏置双极膜的电解槽设计在促进质子传输至阴极、抑制碳酸盐形成方面表现出显著优势,进而有效提高了碳利用率.然而,大的质子通量同时也促进了竞争性的析氢反应,这在一定程度上抑制了二氧化碳转化为多碳产物.为了解决这一问题,流通池电解槽中的阴极电解液可以被用作缓冲层,通过调节阴极液的组成和厚度,实现电极表面在较高的pH下进行二氧化碳电还原,同时本体电解液维持在酸性,从而促进生成的碳酸盐再生为二氧化碳.另一方面,膜电极电解槽,又称零间隙电解槽,其设计特点在于催化剂层和膜直接接触,这种结构降低了电解液引起的电压损耗,提高了电解效率.然而,这种紧密接触也导致阴极表面的化学环境受到膜的强烈影响.大量质子通过膜传输至阴极,导致催化剂处于强酸性环境中,这为开发高效且稳定的二氧化碳还原电催化剂带来了很大挑战.近期,多种策略已成功应用于设计能够在pH≤1电解质中稳定运行的二氧化碳还原催化剂,包括双金属催化剂、杂原子掺杂金属催化剂和先进分子催化剂.此外,也可以通过构建界面缓冲层来精细调节局部pH值并优化阴极表面化学环境,从而进一步提升膜电极电解槽中二氧化碳电还原的选择性.为了实现商业应用,二氧化碳电解槽需要直接生成高浓度的产品,以减少后续的分离成本.为此,固态电解质二氧化碳电解槽提供了一种有效的解决方案.通过在阴离子交换膜和阳离子交换膜之间引入固态电解质,使得阴极表面形成的带负电物质(例如CH3COO-)能够顺利通过阴离子交换层并输送到固态电解质中,随后与阳极提供的质子结合,形成高纯度液体产品.最后,本文提出了双极膜二氧化碳电解槽面临的机遇和挑战,其中包括:(1)开发具有高离子选择性、高机械稳定性和低膜阻的新型双极膜;(2)开发对高附加值产品具有高本征活性和选择性的新型催化剂;(3)构筑具有高效气/液/电子传输的气体扩散电极;(4)设计低能耗和高稳定性的电解槽.综上所述,本文详细介绍了基于反向偏置双极膜的二氧化碳电解槽在研究进展以及工业应用方面的可行性,为未来开发具有高碳利用率和能量效率的二氧化碳还原技术提供了参考.

摘要：碳排放达峰和空气质量达标是当前大气环境研究的热点问题.利用排放因子法建立2010~2019年江苏省城市级温室气体排放清单,进一步结合温室气体-大气污染物协同关系分析和WRF-Chem空气质量模型模拟,量化不同碳减排情景下空气质量改善的协同增益.结果表明,2010~2019年江苏省CO_(2)年均排放量为701.74~897.47 Mt,其中苏州、徐州和南京排放量最高(91.19~182.12 Mt·a^(-1)),扬州、宿迁和连云港排放量最低(13.19~32.54 Mt·a^(-1)),大部分城市CO_(2)排放呈持续上升趋势.能源活动为CO_(2)排放的主要来源,贡献率占比近90%,工业生产过程贡献率约10%.依据减排侧重点的不同设计3类CO_(2)减排情景,分别为全部门协同减排、优先能源减排和优先工业减排,每类减排情景包含不同的CO_(2)减排力度(10%、20%和40%).情景模拟结果指出,以2017为基准年,全部门协同、优先能源和优先工业减排中PM_(2.5)年均浓度下降幅度分别为6.7~21.1、3.1~12.0和3.4~14.3μg·m^(-3).全部门协同减排对PM_(2.5)污染改善最为显著,在全部门减排情景为40%下,除徐州和宿迁外其它城市PM_(2.5)年均浓度值均能达到国家Ⅱ级标准(35μg·m^(-3)).PM10、SO_(2)、NO_(2)和CO的变化响应与PM_(2.5)类似,但O_(3)污染在优先能源和优先工业情景下呈现出不同程度的上升趋势.

摘要：采用1套60000 m^(3)/h蓄热式热力燃烧炉(regenerative thermal oxidizer, RTO)处理工业VOCs废气,装置投运后出现废气停留时间不足、净化气VOCs浓度波动大的情况,采用流场数值模拟分析后发现,系由RTO燃烧室结构设计不合理造成。为解决此问题,采用数值模拟优化燃烧室结构,确定设计和改进参数,将结构优化结果应用于RTO装置,设置斜板和挡墙,延长收窄通道。模拟结果和实际应用表明:结构优化有效改善了进气侧燃烧室内流场分布的均匀性,提高了燃烧室内整体湍流动能水平,扩大了燃烧室内的高温区域范围;在实际运行中,优化后净化气VOCs浓度波动大幅降低,不同运行阶段的浓度差异仅为4 mg/m^(3)左右,缩小了78%,VOCs去除效率(RE)长期保持在99.5%以上,RTO燃烧室的结构模拟优化与应用实现了工业VOCs废气的高效净化,为未来RTO装置的结构优化设计提供参考。

摘要：针对煤热解废水内高浓度酚类化合物在厌氧工艺中降解率较低和生物毒性较强的特点,设计了以聚氨酯填料为载体的强化厌氧处理煤热解废水系统,研究了厌氧污泥反应器和聚氨酯生物膜反应器对煤热解废水中高浓度酚类化合物降解率的影响。结果表明,当进水中总酚浓度为600 mg/L时,厌氧污泥反应器和聚氨酯生物膜反应器对总酚的降解率分别为18.3%和51.89%。相比于厌氧污泥反应器,聚氨酯生物膜反应器具有较强的耐冲击负荷能力和稳定的降解率。此外,高浓度酚类化合物对大麦种子和大型溞具有较强的毒性抑制作用。相比于厌氧污泥反应器,高浓度酚类化合物经聚氨酯生物膜反应器处理后,其毒性抑制作用明显减弱。

摘要：市政污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸(VFAs)强化城市污水脱氮除磷是污泥处理、处置的有效方式之一,实现了污水处理行业“以废治废”的目的。水解环节是污泥发酵产酸的限制性步骤,对污泥进行预处理提高污泥水解效率是解决污泥发酵产酸产率和产量低的有效途径之一。目前报道的污泥预处理方法众多,改善发酵过程的机理和效果不尽相同。总结和对比分析了目前常见的促进污泥发酵产VFAs的预处理工艺,阐述了各预处理工艺的原理、特性和应用效果,对比分析了其经济成本,综合分析了当前存在的问题,并对未来发展方向进行了展望,以期为污泥发酵产酸工程方案设计和优选提供文献借鉴。

摘要：为了得出光子晶体缺陷透射峰位置与溶液折射率及溶液浓度的关系,本文提出一种利用氯化钠溶液构建缺陷层的一维光子晶体传感模型,采用传输矩阵法计算和分析了缺陷峰波长与氯化钠溶液浓度之间的关系。结果表明,缺陷峰波长与溶液折射率及其氯化钠浓度呈正比关系,利用该传感模型测量溶液浓度的灵敏度为0.57 nm/%。本文提出的一维光子晶体传感模型具有灵敏度高、受温度影响小、可在线测量等特点,为实际光子晶体传感器的设计提供了理论参考。

摘要：基于腔衰减相移光谱法设计了一套二氧化氮在线分析仪,通过优化测量参数,该仪器可长期稳定运行,其时间分辨率为60 s,检出限为0.191 ppb,在0~300 ppb范围内,NO2气体浓度与相位正切信号值具有较好的二次拟合关系,R2为0.9995.另外,该仪器在泰安站进行了长期外场观测,并与改装后的进口商品化仪器PKU-Thermo 42i-TL进行比对实验,结果表明,两者的测量结果一致性较好,R2=0.9811,表明其具有良好的运行稳定性和测定结果准确性,适用于环境大气二氧化氮浓度的在线监测.外场观测结果表明,春季泰安站二氧化氮浓度均值为12.39 ppb,有明显日变化规律.

摘要：HONO作为大气中OH自由基的主要来源之一,在大气环境中扮演着重要角色,影响着大气中污染物的氧化降解,加速空气污染过程;作为典型的城市污染物,不仅对灰霾的形成有着重要作用,并且在大气光化学过程中也起着关键性作用。该文综述了国内外用于测量HONO的主要方法,并将这些方法分成3类,从仪器原理、性能(测量精度和时间分辨率)以及潜在的干扰等方面进行讨论,着重介绍了湿化学方法中的长光程吸光光度法(LOPAP)的工作原理以及使用该方法测量大气中HONO的优势;建议进一步对长光程吸光光度法进行优化,避免因为采样管设计发生非均相化学反应;随着现代技术的不断进步,表现良好的长光程吸光光度法代表了未来HONO监测的发展方向。

摘要：以冬小麦为供试材料,在大田试验条件下研究了模拟太阳辐射减弱对冬小麦旗叶光合色素、叶绿素荧光参数及气体交换的影响。试验中设计了15%、20%、40%、60%和100%(CK)自然太阳总辐射5种太阳总辐射处理,同时采用Diving-PAM叶绿素荧光仪和LCpro+光合仪测定了不同灌浆阶段作物叶绿素荧光及气体交换参数的动态变化。结果表明,太阳辐射减弱效应显著提高了冬小麦各灌浆期的叶绿素、叶黄素含量,但降低了Chla/Chlb和光合速率(Pn)。Fv/Fm、qP、Y(NO)、(1-qP)/NPQ及实际光量子效率(Yield)均随太阳辐射强度下降而呈现下降的趋势,而NPQ、Y(NPQ)和L(PFD)呈上升趋势。可见,太阳辐射减弱时冬小麦叶片会下调PSⅡ原初光化学反应的电子传递效率来适应光能不足的逆境胁迫(光化学猝灭系数qP的下降),同时降低电子递体(PQ)的活性(量子效率Yield降低),增加叶片热耗散,导致光合能力降低。

摘要：重点围绕国家和地市管理部门在农药助剂环境风险评估、分类管理和限量管理的需求,通过专家咨询、实地调研和国内外文献查阅,获取了农药助剂名称、理化性质、作用与用途、使用情况、管理状况等原始数据和信息资料,围绕企业管理、产品管理、信息维护和个人管理4个主要功能模块,基于数据库技术和计算机网络技术,构建了具备联机分析处理、数据可视化以及数据挖掘等功能的农药助剂信息管理系统。本系统的建立将为国家建立农药助剂环境优先控制品种名录、农药助剂环境安全分级管理制度提供科技支撑。