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内蒙古主要农作物秸秆燃烧释放烟气污染物研究

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环境工程技术学报 2022年第4期12卷 1015-1021页

作者：张恒王柏杰王飞内蒙古农业大学林学院

为了解内蒙古自治区农作物秸秆露天焚烧烟气污染物排放情况,运用自主设计的生物质燃烧系统,以内蒙古地区典型农作物(葵花和玉米)秸秆作为研究对象进行室内模拟燃烧试验,通过比较不同地区秸秆燃烧释放CO、CO_(2)、NO_(x)、C_(x)H_(y)和PM... 详细信息

为了解内蒙古自治区农作物秸秆露天焚烧烟气污染物排放情况,运用自主设计的生物质燃烧系统,以内蒙古地区典型农作物(葵花和玉米)秸秆作为研究对象进行室内模拟燃烧试验,通过比较不同地区秸秆燃烧释放CO、CO_(2)、NO_(x)、C_(x)H_(y)和PM_(2.5)之间的差异,进行排放特性研究。结果表明:葵花秸秆CO、CO_(2)、NO_(x)、C_(x)H_(y)和PM_(2.5)的排放因子分别为(344.71±66.36)、(1 147.73±229.01)、(3.20±0.62)、(138.48±28.22)和(0.97±0.20)g/kg,玉米秸秆的排放因子分别为(319.69±52.27)、(1 178.75±149.00)、(1.29±0.04)、(57.83±9.45)和(1.44±0.17)g/kg;不同地区农作物秸秆在明燃和阴燃条件下PM_(2.5)排放因子分别为(0.23±0.11)~(3.26±0.16)和(0.53±0.35)~(2.91±1.69)g/kg, CO排放因子分别为(162.66±15.94)~(381.65±81.74)和(235.29±34.43)~(569.80±165.72)g/kg,CO_(2)排放因子分别为(1 094.96±182.04)~(1 866.22±377.83)和(725.10±107.71)~(1 409.43±82.32) g/kg,除CO_(2)排放因子表现为明燃大于阴燃外,其他污染物排放因子均表现为阴燃大于明燃。

关键词：秸秆燃烧烟气污染物 PM_(2.5) 排放因子排放特性

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秸秆燃烧和沙尘对气溶胶光学特性的影响

光学精密工程 2015年第10期23卷 2768-2777页

作者：宫纯文李建玉李学彬刘庆魏合理中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学辐射重点实验室安徽合肥230031 中国科学院大学北京100049 中国科学技术大学环境光学学院安徽合肥230031

利用多年积累的我国几个典型地区的太阳辐射计观测数据,反演了秸秆燃烧和沙尘日及其前后晴朗日的气溶胶光学厚度(AOD)和表征粒子尺度的ngstrm指数(α),并运用观测结果和反演数据对已知气溶胶源予以验证。对比分析了多个典型地区源... 详细信息

利用多年积累的我国几个典型地区的太阳辐射计观测数据,反演了秸秆燃烧和沙尘日及其前后晴朗日的气溶胶光学厚度(AOD)和表征粒子尺度的ngstrm指数(α),并运用观测结果和反演数据对已知气溶胶源予以验证。对比分析了多个典型地区源自秸秆燃烧和沙尘的气溶胶光学特性,结果显示,秸秆燃烧和扬尘时AOD都大幅增加,而α在秸秆燃烧时比通常晴朗日增大,取值大于1.3;在扬尘时比通常晴朗日明显减小,取值小于0.5。另外,不同地区不同气溶胶源的AOD与α的关系明显不同。分析结果表明,α可作为秸秆燃烧和沙尘天气的一个标志参数,为生物燃烧性有机碳黑气溶胶光学特性的检测方法提供依据,也可为分析我国西北城市地区受周边沙漠的影响程度提供有益参考。

关键词：气溶胶光学厚度太阳辐射计秸秆燃烧沙尘 Angstrom参数

广东省秸秆燃烧大气污染物及VOCs物种排放清单

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环境科学 2018年第9期39卷 3995-4001页

作者：孙西勃廖程浩曾武涛张永波梁小明叶代启广东省环境科学研究院广州510045 广东省环境保护大气环境管理与政策模拟重点实验室广州510045 广东省区域大气环境质量科学研究中心广州510045 中山大学工学院广州510006 华南理工大学环境与能源学院广州510006

基于广东省粮食产量的统计年鉴,建立了广东省2008~2016年秸秆燃烧污染物排放清单和2016年广东省秸秆燃烧VOCs物种清单,并对VOCs臭氧生成潜势进行评估.结果表明,2013~2016年广东省秸秆燃烧各大气污染物排放量较2008~2012年有所降低.这主... 详细信息

基于广东省粮食产量的统计年鉴,建立了广东省2008~2016年秸秆燃烧污染物排放清单和2016年广东省秸秆燃烧VOCs物种清单,并对VOCs臭氧生成潜势进行评估.结果表明,2013~2016年广东省秸秆燃烧各大气污染物排放量较2008~2012年有所降低.这主要是由于禁止秸秆露天燃烧政策的出台及农村生活水平的提高降低了秸秆燃烧比例.2016年各类大气污染物SO_2、NO_x、NH_3、CH_4、EC、OC、NMVOC、CO和PM_(2.5)的排放量依次为2 443.7、16 187.9、6 943.8、29 174.4、3 625.5、14 830.7、65 612.6、591 613.9和49 463.0 t.稻谷秸秆燃烧是最主要的秸秆燃烧污染物来源,占据了污染物总排放量的约68.55%.污染物贡献最大的5个市分别为湛江、茂名、梅州、肇庆和韶关,约占总排放量的58.63%.2016年广东省秸秆燃烧VOCs物种排放清单中,排放量贡献前10的物种分别为:乙烯、乙醛、甲醛、苯、乙炔、丙烯、乙烷、甲苯、正丙烷和丙醛,占总VOCs量的67.91%.在VOCs物种清单的基础上估算了其臭氧生成潜势(OFP),OFP贡献前10 VOCs物种分别为:乙烯、甲醛、乙醛、丙烯、1-丁烯、丙醛、甲苯、丙烯醛、异戊二烯和丁烯醛,占总OFP量的80.83%.

关键词：广东省秸秆燃烧大气污染物挥发性有机物排放清单

长三角地区秸秆燃烧排放因子与颗粒物成分谱研究

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环境科学 2014年第5期35卷 1623-1632页

作者：唐喜斌黄成楼晟荣乔利平王红丽周敏陈明华陈长虹王倩李贵玲李莉黄海英张钢锋华东理工大学资源与环境工程学院上海200237 上海市环境科学研究院国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室(筹) 上海200233 上海市大气颗粒物污染防治重点实验室上海200433

为获取长三角地区秸秆燃烧污染物排放因子及其颗粒物成分谱,利用自行设计开发的开放式燃烧源排放测试系统,选取小麦、水稻、油菜、豆秸和薪柴等5类典型作物秸秆,分别采用露天焚烧和炉灶燃烧2种燃烧方式,实测其气态污染物和颗粒物排放特... 详细信息

为获取长三角地区秸秆燃烧污染物排放因子及其颗粒物成分谱,利用自行设计开发的开放式燃烧源排放测试系统,选取小麦、水稻、油菜、豆秸和薪柴等5类典型作物秸秆,分别采用露天焚烧和炉灶燃烧2种燃烧方式,实测其气态污染物和颗粒物排放特征.结果表明,露天燃烧各类秸秆的CO、NOx和PM2.5平均排放因子约为28.7、1.2和2.65 g·kg-1,由于炉灶氧含量相对较低,燃烧不充分,其污染物排放因子总体高于露天燃烧,分别为81.9、2.1和8.5 g·kg-1.各类秸秆中,油菜的排放水平相对较高.含碳组分(OC和EC)是生物质秸秆燃烧产生PM2.5的主要组成,在露天燃烧中OC和EC的质量分数分别占(38.92±13.93)%和(5.66±1.54)%;炉灶燃烧中OC和EC分别为(26.37±10.14)%和(18.97±10.76)%.Cl-、K+等水溶性离子也有较大贡献,在露天燃烧中分别为(13.27±6.82)%和(12.41±3.02)%;在炉灶燃烧中分别为(16.25±9.34)%和(13.62±7.91)%.小麦、水稻、油菜和豆秸等作物秸秆露天燃烧排放颗粒物的K+/OC值分别为0.30、0.52、0.49和0.15,这些特征值可用于判断长三角区域空气质量受秸秆燃烧排放影响的程度,为大气污染来源解析提供直接的判断依据.

关键词：秸秆燃烧 PM2.5 气态污染物排放因子成分谱

秸秆燃烧比例时空变化与影响因素——以江苏省为例

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自然资源学报 2011年第9期26卷 1535-1545页

作者：刘丽华蒋静艳宗良纲南京农业大学资源与环境科学学院南京210095

通过对江苏省47个县(市)农户的实地问卷调查,分析了江苏省不同地区4个研究阶段(1990—1995年、1996—2000年、2001—2005年和2006—2008年)的秸秆利用状况及影响秸秆田间燃烧的因素。结果表明,全省秸秆作为家用燃料比例在上述4个研究阶... 详细信息

通过对江苏省47个县(市)农户的实地问卷调查,分析了江苏省不同地区4个研究阶段(1990—1995年、1996—2000年、2001—2005年和2006—2008年)的秸秆利用状况及影响秸秆田间燃烧的因素。结果表明,全省秸秆作为家用燃料比例在上述4个研究阶段均值分别为62.81%、59.76%、27.55%和24.13%,田间燃烧比例分别为21.16%、23.93%、53.29%和47.87%,两者逐阶段变化趋势正好相反,显著变化皆出现在第二与第三研究阶段之间,在第三阶段(2001—2005年)家用燃料比例较之前明显下降,而田间燃烧比例显著上升。苏北地区(淮安、连云港、宿迁、徐州和盐城)秸秆作为家用燃料比例(54.22%)较苏中苏南(南通、扬州、泰州、镇江、无锡和苏州)地区(34.68%)高,而秸秆田间燃烧比例(29.60%)较苏中苏南地区(42.37%)低。秸秆田间燃烧比例与农户兼业比例、年均收入、家庭炊事活动用电量及务农人员年龄呈极显著正线性相关(P燃烧意愿选择有显著影响的因子主要是4个,按影响程度由大到小依次为农户家庭兼业比例、家庭种植面积、农户年均收入和秸秆用作家用燃料比例。

关键词：秸秆燃烧问卷调查江苏

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三种农作物秸秆燃烧颗粒态多环芳烃排放特征

中国环境科学 2015年第4期35卷 1065-1071页

作者：王真真谭吉华毕新慧何琴盛国英傅家谟中国科学院大学资源环境学院北京100049 湖南省长沙环境保护职业技术学院环境工程系湖南长沙410004 广东省广州市中国科学院地球化学研究所广东广州510640

收集3种农作物秸秆玉米,水稻和小麦露天燃烧排放的颗粒物样品,并利用气相色谱-质谱（GC-MS）对样品中的34种多环芳烃（PAHs）进行分析,研究颗粒态PAHs的排放因子及可用于源解析的诊断参数.结果表明,3种秸秆燃烧总PAHs的排放因子为644.18... 详细信息

收集3种农作物秸秆玉米,水稻和小麦露天燃烧排放的颗粒物样品,并利用气相色谱-质谱（GC-MS）对样品中的34种多环芳烃（PAHs）进行分析,研究颗粒态PAHs的排放因子及可用于源解析的诊断参数.结果表明,3种秸秆燃烧总PAHs的排放因子为644.18～1798.13μg/kg;其中4环PAHs在秸秆燃烧样品中含量最高,约占38.8%～58.8%,6环PAHs所占比例相对较小,约占5.72%～15.17%.PAHs中部分单体具有相对较强致癌性,对环境和人体健康的影响不可忽视.首次检测分子量为300的高分子多环芳烃二苯并[a,e]荧蒽.在玉米、水稻和小麦秸秆燃烧排放颗粒物中的排放因子分别为6.70,2.77和2.92μg/kg.此外,研究发现Ba P/Bghi P,Phe/Phe＋Ant和Flu/（Flu＋Pyr）比值可以作为较好的区分秸秆燃烧与其他来源的诊断参数。

关键词：秸秆燃烧颗粒物多环芳烃排放因子诊断参数

秸秆直接还田与燃烧后还田对冬小麦田NO排放的影响

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清华大学学报（自然科学版） 2021年第12期61卷 1462-1471页

作者：苏媛媛王艳强梅宝玲姚志生内蒙古大学生态与环境学院呼和浩特010021 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041

为减少秸秆燃烧所造成的大气污染,国家鼓励农民施行秸秆直接还田措施。但是,秸秆还田会改变多种土壤理化因素,引起碳氮生物地球化学过程发生变化,进而可能改变环境污染性气体一氧化氮(NO)的产生和排放。为了探究秸秆不同还田方式如何影... 详细信息

为减少秸秆燃烧所造成的大气污染,国家鼓励农民施行秸秆直接还田措施。但是,秸秆还田会改变多种土壤理化因素,引起碳氮生物地球化学过程发生变化,进而可能改变环境污染性气体一氧化氮(NO)的产生和排放。为了探究秸秆不同还田方式如何影响冬小麦田NO排放,该文依托紫色土农业生态试验站的秸秆不同还田方式长期试验平台(2005年—),采用静态暗箱-化学发光法对农民常规施肥(NPK)、常规施肥+秸秆直接还田(NPK+SR)和常规施肥+秸秆燃烧后还田(NPK+SB)以及不施肥对照(CK)处理下的NO排放通量及辅助因子进行了一个完整生长季(2016年10月至2017年5月)观测。结果表明,各施肥处理下较高的NO排放均出现在施肥后1~2周内,与土壤无机氮含量变化趋势基本一致。在整个小麦生长季,土壤无机氮,尤其铵态氮(NH_(4)^(+))浓度是NO季节变化动态的关键控制因子,二者呈显著线性正相关关系。与NPK相比,NPK+SB并未明显影响NO季节排放量,而NPK+SR却显著抑制了NO季节排放量的49.0%。基于施肥处理与CK处理之间NO排放量的差异,NPK、 NPK+SB和NPK+SR处理的NO直接排放系数分别为0.33%、 0.32%和0.15%。此外,与NPK相比,NPK+SB和NPK+SR提高了作物的氮肥利用效率,从而分别增加了小麦籽粒产量的18.9%和15.8%。依据土壤NO排放和小麦产量相结合的指标(即NO排放强度), NPK+SB比NPK显著降低了NO排放强度的19.7%,而NPK+SR比NPK+SB又进一步显著减少了NO排放强度的45.6%。因此,对于紫色土冬小麦田来说,秸秆直接还田处理是一种较好的优化施肥管理方式,可以同时满足保障粮食安全和减少大气环境污染性气体NO排放。

关键词： NO排放排放系数小麦田秸秆还田秸秆燃烧

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秸秆燃烧产生颗粒物化学组分及排放特征

环境科学与技术 2016年第11期39卷 150-155页

作者：王真真谭吉华毕新慧段菁春盛国英傅家谟中国科学院大学资源环境学院北京100049 长沙环境保护职业技术学院环境工程系湖南长沙410004 中国科学院地球化学研究所广东广州510640 中国环境科学研究院北京100012

收集玉米、水稻和小麦秸秆模拟露天燃烧排放的颗粒物,分析样品中碳质组分、水溶性离子(共9种)和无机元素(共17种),研究其排放因子及特征比值。结果表明:秸秆燃烧OC的排放因子远高于EC,二者范围分别为169~1 707和91~300 mg/kg。总水溶性... 详细信息

收集玉米、水稻和小麦秸秆模拟露天燃烧排放的颗粒物,分析样品中碳质组分、水溶性离子(共9种)和无机元素(共17种),研究其排放因子及特征比值。结果表明:秸秆燃烧OC的排放因子远高于EC,二者范围分别为169~1 707和91~300 mg/kg。总水溶性离子排放因子范围为162~840 mg/kg。K^+、Na^+、NH_4^+和Cl^-是水溶性离子的主要组分,占水溶性离子总排放因子的80%~92%。K、Ca、P和Mg 4种生长元素排放因子之和占秸秆燃烧排放颗粒物中无机元素的98%~99%。Zn、Pb、Cu为秸秆燃烧排放颗粒物中排放因子较高的重金属元素,这些重金属对人体健康的影响不可忽视。此外,研究发现OC/EC可以用来区分秸秆燃烧与香烟燃烧、重型柴油车和草类燃烧源,K^+/OC可以用来区分秸秆燃烧与居民燃木取暖,K/Ca可以用来区分秸秆燃烧与交通污染源。

关键词：秸秆燃烧颗粒物化学组分排放特征

秸秆燃烧对北京秋季气溶胶浓度和短波辐射影响的模拟研究

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气候与环境研究 2019年第3期24卷 369-382页

作者：何一滢韩志伟刘瑞婷李嘉伟成都信息工程大学成都610225 中国科学院大气物理研究所东亚区域气候-环境重点实验室北京100029 中国气象局北京城市气象研究所北京100089

利用地面细颗粒物(PM2.5)浓度和气象常规观测资料、地基 AERONET观测资料、GFED生物质燃烧排放清单和大气化学-天气耦合模式WRF-Chem,模拟研究了华北地区2014年10月气象要素和大气污染物的时空演变,重点关注北京10月7~11日的一次重霾事... 详细信息

利用地面细颗粒物(PM2.5)浓度和气象常规观测资料、地基 AERONET观测资料、GFED生物质燃烧排放清单和大气化学-天气耦合模式WRF-Chem,模拟研究了华北地区2014年10月气象要素和大气污染物的时空演变,重点关注北京10月7~11日的一次重霾事件及其天气形势、边界层气象特征、输送路径、PM2.5及其化学成分浓度变化等特征,以及秸秆燃烧对华北和北京地区细颗粒物浓度和地面短波辐射的影响。与观测资料的对比结果显示,模式可以很好地模拟北京地区地面气象要素和PM2.5质量浓度,考虑秸秆燃烧排放源可以明显改进北京PM2.5浓度模拟的准确性,但在重度污染情况下,模式总体上低估气溶胶光学厚度和高估地面短波辐射。10月7~11日北京地区重霾事件主要是不利气象条件下人为污染物累积和区域输送造成,也受到华北地区南部秸秆燃烧的影响。河南北部、河北南部和山东西部大面积秸秆燃烧释放的气态污染物和颗粒物在南风的作用下输送至北京,秸秆燃烧对北京地区地面PM2.5、有机碳(OC)、硝酸盐、铵盐、硫酸盐和黑碳(BC)的平均贡献率分别为24.6%、36.8%、23.2%、22.6%、7.1%和19.8%,秸秆燃烧产生的气溶胶可以导致北京地面平均短波辐射最大减小超过20 W m^-2,约占总气溶胶导致地表短波辐射变化的24%。

关键词：秸秆燃烧 GFED生物质燃烧排放清单 WRF-Chem模式细颗粒物(PM2.5) 气溶胶化学组分短波辐射