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乙醇汽油对汽车污染物排放影响研究进展

环境科学研究 2024年第3期37卷 514-524页

作者：魏阳冰陈宏飞谢沛远孙文欣朱仁成王运静张超越郑州大学生态与环境学院河南郑州450001 中国环境科学研究院北京100012

“双碳”背景下,替代燃料乙醇汽油的推广应用在汽车减污降碳和能源安全领域受到广泛关注.为研究乙醇汽油对汽车污染物和温室气体排放的影响,本研究基于大量文献数据,统计分析了乙醇汽油的使用对汽车尾气常规气态污染物、颗粒物(PM)、温... 详细信息

“双碳”背景下,替代燃料乙醇汽油的推广应用在汽车减污降碳和能源安全领域受到广泛关注.为研究乙醇汽油对汽车污染物和温室气体排放的影响,本研究基于大量文献数据,统计分析了乙醇汽油的使用对汽车尾气常规气态污染物、颗粒物(PM)、温室气体、挥发性有机物(VOCs)以及蒸发排放的影响,并综合评估其对二氧化碳(CO_(2))、PM和VOCs的减排效果,进一步针对典型区域分析乙醇汽油推广应用带来的环境效益.结果表明:①与传统汽油相比,乙醇汽油的使用可以降低尾气中总碳氢化合物(THC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、VOCs、PM及其数量的排放,其降幅分别为10.0%、22.0%、1.3%、17.7%、21.3%、14.9%,且减排率均随汽油中乙醇含量的升高而增高,但是有增加VOCs蒸发排放量的趋势.②乙醇汽油对尾气中温室气体的减排效果并不显著,但通过减少化石燃料的使用能在一定程度上减少机动车尾气中CO_(2)的排放.以2022年河南省轻型汽油车保有量为基准,评估了河南省全省推广乙醇汽油(E10汽油)后轻型汽油车CO_(2)、PM及VOCs的减排量,分别为9.1×10^(5)、92.4和1118.1 t/a.研究显示,乙醇汽油的推广使用具有一定的减污降碳协同效益,加强蒸发排放控制能够进一步降低使用乙醇汽油时的污染物排放.

关键词：乙醇汽油尾气排放蒸发排放颗粒物(PM) 挥发性有机物(VOCs) 温室气体

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漯河市夏季大气挥发性有机物变化特征和来源解析

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环境科学 2024年

作者：黄竞钢薛爽牛大伟郑之龄马志强林伟立中国环境科学研究院漯河市环境监控中心民族地区生态环境国家民委重点实验室(中央民族大学) 北京城市气象研究院

漯河市是中原城市群重要的节点城市，近年来大气臭氧(O3)污染情势严峻.为此，于2022年7月在漯河市开展O3前体物挥发性有机物(VOCs)的在线观测，分析其变化特征并进行来源解析，为O3污染控制提供科学依据.观测期间φ(TVOCs)的均值为(16.4... 详细信息

漯河市是中原城市群重要的节点城市，近年来大气臭氧(O3)污染情势严峻.为此，于2022年7月在漯河市开展O3前体物挥发性有机物(VOCs)的在线观测，分析其变化特征并进行来源解析，为O3污染控制提供科学依据.观测期间φ(TVOCs)的均值为(16.49±5.73)×10-9.其中，烷烃(33.7%)、含氧有机物OVOC(24.0%)和卤代烃(21.9%)占比前3.源解析结果表明，主要VOCs来源(贡献)分别有天然气(NG)使用(20.1%)、区域输送(14.8%)、溶剂使用(14.2%)、汽油车排放(12.3%)、工业排放(11.6%)、柴油车排放(10.5%)、液化石油气(LPG)使用(9.8%)和植物排放(6.7%).OVOC对臭氧生成潜势(OFP)和自由基损耗速率(L·OH)贡献最大.结果表明，机动车尾气贡献(22.8%)是漯河市VOCs的首要来源，但其它来源复杂且相对均衡，需要制定有针对性的综合防治措施.

关键词：挥发性有机物(VOCs) 正定矩阵因子分解模型(PMF) 来源解析漯河变化特征

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黄河流域典型固体废物的指纹特征识别

环境科学研究 2024年第8期37卷 1810-1818页

作者：黄瑞潇杨玉飞李海涛杨金忠卢永琦中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室固体废物污染控制技术研究所北京100012 塔里木油田公司迪那采油气管理区新疆库尔勒163458

黄河流域固体废物种类复杂,长时间以来存在不明种类固体废物混合堆存的现象,导致难以快速识别不明来源固体废物种类,不利于不明来源固体废物的污染防控。本研究基于黄河流域典型行业高风险固体废物特征分析,开发快速、简易识别不明来源... 详细信息

黄河流域固体废物种类复杂,长时间以来存在不明种类固体废物混合堆存的现象,导致难以快速识别不明来源固体废物种类,不利于不明来源固体废物的污染防控。本研究基于黄河流域典型行业高风险固体废物特征分析,开发快速、简易识别不明来源固体废物种类的方法,以提高识别不明来源固体废物类别的效率和准确性。结果表明:黄河流域固体废物以粉煤灰、脱硫石膏、煤矸石、炉渣、赤泥、尾矿类和冶炼废渣类为主要类型;以利用和处置为主,一般工业固体废物利用处置率在80%左右,危险废物利用处置率在90%左右,堆存或倾倒的主要是煤矸石、尾矿类等。通过产生源解析、Kruskal-Wallis H检验法指纹因子筛选、最佳复合指纹因子组合等方法,提出Al_(2)O_(3)、MgO、SiO_(2)等氧化物及其含量是区别粉煤灰、脱硫石膏、煤矸石、炉渣、赤泥、尾矿类和冶炼废渣类固体废物的主要指标,刻画了黄河流域典型固体废物的指纹特征。研究显示,基于多元逐步判别分析原理与黄河流域典型固体废物指纹特征构建的固体废物类型识别模型交叉验证准确率在80%以上,但容易将粉煤灰与尾矿识别为煤矸石。

关键词：黄河流域固体废物指纹特征快速识别

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伊宁市夏季大气臭氧生成机制及减排策略

环境科学 2024年第2期45卷 668-677页

作者：王文婷谷超李丽明李新琪郑镇森耿春梅王晓丽杨文天津理工大学环境科学与安全工程学院天津300384 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 新疆维吾尔自治区生态环境监测总站乌鲁木齐830011

为探究我国西北城市地区臭氧(O_(3))生成机制及减排策略,2021年夏季在伊宁市开展环境大气加强观测,基于0-D盒子模型(采用MCMv3.3.1化学机制)分析伊宁市大气O_(3)生成机制并初步探究大气O_(3)生成敏感性.结果表明:①由O_(3)生成潜势(OFP... 详细信息

为探究我国西北城市地区臭氧(O_(3))生成机制及减排策略,2021年夏季在伊宁市开展环境大气加强观测,基于0-D盒子模型(采用MCMv3.3.1化学机制)分析伊宁市大气O_(3)生成机制并初步探究大气O_(3)生成敏感性.结果表明:①由O_(3)生成潜势(OFP)、·OH反应速率(k·OH)和相对增量反应活性(RIR)这3个指标共同分析可知,烯烃、含氧挥发性有机物(OVOCs)和芳香烃是影响O_(3)生成的关键人为源挥发性有机物(AVOC)组分,且生物源挥发性有机物(BVOC)对O_(3)的生成贡献也不容忽视.基于RIR分析发现优控VOCs物种主要为乙醛、乙烯和丙烯等;②由盒子模型模拟可知,伊宁市O_(3)受到本地光化学生成和区域输出作用共同影响,且HO_(2)·+NO和·OH+NO_(2)反应途径分别对本地O_(3)光化学生成和去除贡献最大;③基于RIR(NO_(x))/RIR(AVOC)和EKMA共同表明,伊宁市夏季O_(3)生成主要处于过渡区且靠近VOCs控制区.不同削减情景模拟表明,AVOC和NO_(x)协同减排能有效降低当地O_(3)体积分数,其中AVOC减排效果更为明显.研究结果可为西北区域类似城市大气O_(3)污染管控提供支持.

关键词：臭氧(O_(3)) 0-D盒子模型 MCMv3.3.1化学机制 O_(3)生成敏感性减排情景模拟

“双碳”战略背景下沿黄九省份报废光伏组件产生量及其时空分布预测

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环境科学研究 2024年第1期37卷 171-179页

作者：周梦婷朱宏飞林民松徐亚刘玉强中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室固体废物污染控制技术研究所北京100012 辽宁工程技术大学环境科学与工程学院辽宁阜新123000 甘肃省工业废弃物循环与调控重点实验室甘肃兰州730000

沿黄九省份是我国风电光伏重点布局区域,科学预测光伏组件的报废量有利于合理布局再生和处置能力,对行业绿色可持续发展和黄河高水平保护具有重要意义.为支撑沿黄九省份报废光伏组件回收和处置能力合理建设和布局,研究采用灰色模型,结... 详细信息

沿黄九省份是我国风电光伏重点布局区域,科学预测光伏组件的报废量有利于合理布局再生和处置能力,对行业绿色可持续发展和黄河高水平保护具有重要意义.为支撑沿黄九省份报废光伏组件回收和处置能力合理建设和布局,研究采用灰色模型,结合文献收集获得的区域性服役寿命特征,对“双碳”战略背景下2023-2040年沿黄九省份的光伏组件装机量、废物流及其省域分布与时间演化进行预测.结果表明:(1)沿黄九省份光伏组件装机容量2021-2040年呈增长趋势,2030年、2040年新增装机容量在2023年基础上分别增长了5.2倍、18.9倍,但年均增速由前期(2023-2030年)的28.12%降至后期(2031-2040年)的10.65%.(2)常规退役模式下,报废重量呈爆发式增长,其平均增长倍数为6.7,早期退役模式下增速更快,2030年和2040年报废重量分别是常规退役模式的2.32倍和1.91倍.(3)因装机量、服役环境等因素的影响,不同省份之间区域差异呈现显著变化,2030年报废重量排名前三的省份为宁夏回族自治区、内蒙古自治区和青海省,2040年报废重量排名前三的省份变为青海省、甘肃省和内蒙古自治区,占比为48.89%,随着时间变化区域差异格局不断凸显,2030年和2040年报废重量排名前三的省份总占比呈现下降趋势,而山东省占比快速增长.研究显示,2020-2040年期间,报废光伏组件将大量产生,且时空分布格局变化剧烈,需要根据产生情况科学布局区域报废光伏组件回收和处置能力.

关键词：固废 “双碳”战略黄河流域新增报废重量累计报废重量

黄河三角洲地区大气复合污染特征、成因与VOCs来源解析

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环境科学研究 2024年第3期37卷 439-454页

作者：宁倩贺美纪元元尹浩李吉东尚凡一张珂杨勇建李红高锐庄思源中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 长江大学资源与环境学院油气地球化学与环境湖北省重点实验室湖北武汉430100 生态环境部环境工程评估中心北京100041 东营市生态环境局山东东营257091 滨州市生态环境局山东滨州256606

为了解黄河三角洲区域细颗粒物(PM_(2.5))和臭氧(O_(3))大气复合污染特征和成因,本文利用2021年和2022年夏秋季黄河三角洲中心城市东营市、滨州市的挥发性有机物(VOCs)连续观测数据及常规污染物数据,识别对O_(3)和二次有机气溶胶(SOA)... 详细信息

为了解黄河三角洲区域细颗粒物(PM_(2.5))和臭氧(O_(3))大气复合污染特征和成因,本文利用2021年和2022年夏秋季黄河三角洲中心城市东营市、滨州市的挥发性有机物(VOCs)连续观测数据及常规污染物数据,识别对O_(3)和二次有机气溶胶(SOA)生成有显著贡献的VOCs物种并对VOCs进行来源解析,同时利用基于观测的化学盒子模型探讨O_(3)的生成敏感性.结果表明:①黄河三角洲地区PM_(2.5)和O_(3)浓度“双高”的大气复合污染主要出现在秋季,夏季东营市和滨州市首要污染物均为O_(3),距离入海口越远的站点O_(3)超标天占比越高;秋季东营市和滨州市首要污染物均为PM_(2.5),且超标情况相近.②烯烃和含氧挥发性有机物(OVOCs)对臭氧生成潜势(OFP)的贡献大,优势物种为乙醛;芳香烃对SOA生成潜势(SOAFP)的贡献大,优势物种为1,2,3-三甲苯.③东营市夏秋季O_(3)生成均处于VOCs和NO_(x)协同控制区,且夏季O_(3)对NO_(x)更为敏感;滨州市夏秋季O_(3)生成分别处于VOCs和NO_(x)协同控制区、VOCs控制区,且夏季O_(3)对NO_(x)敏感性更高,秋季对VOCs敏感.④油气挥发源、工业排放源和机动车尾气排放源为该区域VOCs的主要来源,且VOCs来源解析结果存在空间上和季节上的差异.夏季,区域溶剂源和生物源VOCs的贡献率增加,东营市溶剂源贡献率(28.2%)明显高于滨州市(6%),机动车尾气排放源贡献率(11.5%)低于滨州市(29.6%);秋季,区域燃烧源和生物质燃烧源贡献率增加,东营市(25.9%)油气挥发源贡献率明显低于滨州市(42.4%).研究显示,黄河三角洲地区夏季应实施VOCs和NO_(x)的协同减排,秋季应优先控制VOCs排放;其次需要加强对油气挥发源、工业排放源和机动车尾气源VOCs的管控.

关键词：黄河三角洲大气复合污染臭氧生成潜势二次有机气溶胶(SOA)生成潜势来源解析

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锂离子电池全生命周期碳足迹评价研究进展

化工进展 2024年

作者：高文芳崔天傲赵新宁崔晗曾献举李华杰卢江华吕龙义孙峙河北工业大学能源与环境工程学院中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室中国科学院大学天津同创云科技术股份有限公司中国科学院绿色过程制造创新研究院中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室北京市过程污染控制工程技术研究中心国家基础学科公共科学数据中心

随着电动汽车产业的蓬勃发展，锂离子电池作为电动汽车的核心部件，其环境影响和可持续性研究得到了广泛关注。在双碳背景下，基于全生命周期的锂离子电池碳足迹评价已经成为解决锂电池可持续发展的关键问题，不同研究由于锂离子电池材... 详细信息

随着电动汽车产业的蓬勃发展，锂离子电池作为电动汽车的核心部件，其环境影响和可持续性研究得到了广泛关注。在双碳背景下，基于全生命周期的锂离子电池碳足迹评价已经成为解决锂电池可持续发展的关键问题，不同研究由于锂离子电池材料、回收技术等差异研究结果差异较大。本文总结了锂离子电池全生命周期碳足迹的研究进展，对锂离子电池从摇篮到坟墓(全生命周期)，从大门到大门(生产阶段)，从摇篮到摇篮(回收阶段)三个方面进行了总结分析，重点关注了生产阶段与回收阶段，分析发现生产阶段磷酸铁锂电池的碳足迹较低，回收阶段湿法回收镍钴锰酸锂电池的效益最优，新技术的研发、绿色能源的开发与使用能有效减少锂离子电池全生命周期中生产、使用、回收等阶段的碳足迹。最后，本研究对影响锂离子电池碳足迹的多个因素进行了未来展望，为锂离子电池的可持续发展与双碳目标的实现提供了依据。

关键词：双碳战略电动汽车锂离子电池全生命周期评价碳足迹分析

沉积物中硫循环关键过程及其与重金属/磷耦合关系研究进展

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环境科学学报 2024年第1期44卷 1-14页

作者：唐文忠许清峰张洪张美一赵建伟中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 华中农业大学国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室生态与环境工程研究室武汉430070

沉积物是流域物质循环的储蓄库,而硫是控制沉积物氧化还原体系及其污染物迁移转化的重要因子,故系统梳理和总结沉积物中硫循环对于沉积物内源污染过程的认知和控制具有重要意义.本文首先阐述沉积物中硫赋存形态及其分析方法,综述了沉积... 详细信息

沉积物是流域物质循环的储蓄库,而硫是控制沉积物氧化还原体系及其污染物迁移转化的重要因子,故系统梳理和总结沉积物中硫循环对于沉积物内源污染过程的认知和控制具有重要意义.本文首先阐述沉积物中硫赋存形态及其分析方法,综述了沉积物中硫循环关键过程,着重介绍了沉积物中微生物驱动的硫氧化过程和硫还原过程,以及硫循环的关键地球化学过程;其次,深入论述沉积物中硫-重金属-磷耦合循环过程,解析了硫循环对沉积物中重金属和磷迁移转化的影响,以及其可能引起的水生态环境效应;最后,系统归纳沉积物中硫循环在水体污染治理方面的一些应用,并从方法学构建、机理认识、技术研发等方面对未来沉积物中硫循环的研究方向进行了展望.

关键词：沉积物硫循环赋存形态迁移转化水污染

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煤矸石资源化利用现状与进展

煤炭科学技术 2024年第1期52卷 380-390页

作者：竹涛武新娟邢成鞠秋歌苏思源中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国天津生态环境科学研究院国家环境保护恶臭污染控制重点实验室天津300191

在实现“碳达峰与碳中和”目标的背景下,煤炭作为国家能源安全的基石,其绿色开发对我国经济建设和社会发展起到了至关重要的作用。然而,在煤矿开采及分选加工过程中,煤矸石作为煤炭主要伴生副产物,已成为我国急需处理的大宗固废之首。然... 详细信息

在实现“碳达峰与碳中和”目标的背景下,煤炭作为国家能源安全的基石,其绿色开发对我国经济建设和社会发展起到了至关重要的作用。然而,在煤矿开采及分选加工过程中,煤矸石作为煤炭主要伴生副产物,已成为我国急需处理的大宗固废之首。然而,目前煤矸石的综合利用率仍处于较低水平,尚未形成较为规范可行的研究体系。因此,针对煤矿开采与煤矸石堆积所造成的水、大气与土壤环境污染问题,通过煤矸石在生产能源、有价金属回收、建筑材料生产与其他方向的资源化利用的相关研究进展,结合煤矸石在防止重金属污染、土壤修复、防止水土流失等方面的应用,最后提出了煤矸石资源化利用未来的发展方向,根据整体进行规划与资源整合,不仅有大量用于常规目的的煤矸石资源化利用方向,同时还有用于生产高附加值产品的特殊用途,通过两者相结合,实现煤矸石的综合化和资源化利用,为其“减量化、资源化、循环化”发展提供借鉴。总之,煤矸石资源化利用是我国煤炭产业转型升级的重要方向,也是实现绿色可持续发展的必由之路。只有通过不懈的努力和持续的创新,才能更好地解决煤矸石堆积问题,推动煤矸石资源化利用向更加高效、环保、可持续的方向发展,为我国经济社会可持续发展做出更大的贡献。

关键词：煤矸石资源化利用高值化利用生态环境土壤复垦