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《环境工程技术学报》论文模板

21

2021.12.06 15:07:46  来源: 编辑:xuekanba

学刊吧小编整理的《环境工程技术学报》论文模板,供投稿该期刊的作者参考!

填埋场覆盖材料的甲烷氧化能力及其影响因素(文章题目:三号宋体,居中排)(全文页边距均为2厘米,段落为1.5倍行距,通栏排)

岳波1,林晔1,王琪*1,黄泽春1,黄启飞1,杨雪2,张维1(作者姓名:小四楷,居中排)

1.中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所,北京 100012

2.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083

(作者单位包括单位全称(学校包括院系),所在省、市及邮编;小五宋,居中排)

摘 要:通过室内模拟试验比较了填埋场典型覆盖材料的CH4氧化特性,并进一步分析了温度、含水率和接种措施等对覆盖材料CH4氧化性能的影响。结果表明,覆盖材料的CH4氧化能力依次为陈腐垃圾>老覆土>堆肥>新覆土;含水率对物料CH4氧化速率的影响较大,且影响程度与物料的物理特性有关,最佳含水率在25%左右;覆盖材料的CH4氧化能力随着温度升高而先升高后降低,最佳温度约为25 ℃;此外,接种后新覆土的CH4氧化能力显著提高,建议采用陈腐垃圾与新覆土的接种比例为1:10(m/m)。(摘要由三部分组成,即研究的问题、过程和方法、结果,并应着重写明重要的试验条件、数据和结论。不能有自我评价性语言,字数为200~300字)

关键词:覆盖层;甲烷氧化速率;甲烷氧化菌;温度;含水率(关键词不少于4个)

中图分类号:X705

Methane Oxidation Capacity of Landfills Cover Materials and Its Impact Factors

(英文题目、作者姓名、单位、关键词与中文对照一致,英文题目中实词首字母大写)

YUE Bo1, LIN Ye1, WANG Qi1, HUANG Ze-chun1, HUANG Qi-fei1, YANG Xue2, ZHANG Wei1

(姓的字母全部大写,名的第一个字首字母大写,其余小写,名之间用“-”连接)

1.Research Institute of Solid Waste Management, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China

2.School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China

(单位先小后大,不能用单位的缩写字母,实词首字母大写)

Abstract: Through indoor simulation experiments, the methane oxidation properties of typical landfill cover materials were compared, and the impacts of cultivation temperature, moisture content, and inoculation measures on the methane oxidation performance further analyzed. The results showed that the order of methane oxidation capacity was: aged refuse > aged cover soil > compost > new cover soil. Methane oxidation rate of cover materials was dramatically affected by moisture content, the degree of which was related with the physical properties of tested materials, and the optimum moisture content was about 25%. Meanwhile, with temperature rising, methane oxidation rate of tested materials increased first and then decreased, and the best cultivation temperature was about 25 . In addition, the ℃methane oxidation rate increased significantly after the new cover soil was inoculated with aged refuse, and the inoculation proportion was recommended as 1:10 (aged refuse : new cover soil, m/m).

Key words: cover materials; methane oxidation rate; moisture content; temperature; inoculation

1收稿日期:2010-11-10

基金项目:中国环境科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务专项(2007KYYW24);国家自然科学基金项目(50908220)

作者简介:岳波(1980–),男,博士,主要从事固体废物污染控制与资源化技术研究,yuebo@craes.org.cn

*责任作者:王琪(1957–),男,首席研究员,博士,长期从事固体废物管理与处理处置技术研究,wangqi@craes.org.cn

首页脚注中如果有项目支持,写出项目名称和编号,作者简介及责任作者应包括姓名、出生年、性别、职称、学历、研究方向和E-mail

2

甲烷气体是一种重要的温室气体,其对全球温室效应的贡献率约占12%~20%[1-2](参考文献按在正文中出现的先后顺序连续编码,并将序号置于方括号中。引用文献时,两个或多个连续数字间用“-”连接,不连续的数字用逗号连接)。目前,垃圾填埋处置是仅次于湿地和稻田的第三大甲烷排放源[3-5]。据统计,2008年我国城市生活垃圾无害化处理量为10 216万t(小数点前或后每3位数字应有1个空格),其中卫生填埋8 559万t(占83.8%)[6]。由于我国生活垃圾绝大部分采用厌氧填埋处置,其甲烷的产生量巨大[5,7]。

填埋场覆土对于CH4气体具有明显的氧化作用,可以减少CH4气体的排放量。甲烷氧化是利用填埋场覆土中的甲烷氧化菌,在好氧环境下将CH4催化氧化为CO2的过程[8]。王云龙等研究指出,垃圾填埋场覆土具有较强的甲烷氧化能力,甲烷氧化速率最大可达290 g/(m2·d)(数值与单位之间加空格,单位采用“/”的形式)[9]。同时,甲烷氧化速率会受到覆盖材料和环境因素(如温度,含水率,有机质含量,孔隙度,pH和CH4/O2比等)的影响[10-13]。其中,覆盖材料的特性对甲烷氧化具有显著影响。研究表明,腐熟堆肥中微生物数量约为土壤的10倍,其有机质含量高,易形成疏松结构,利于气体扩散,故腐熟堆肥是较好的CH4氧化材料。Humer等研究堆肥和填埋场覆土的CH4氧化能力后指出,堆肥的CH4氧化能力显著高于覆土[14]。Barlaz等的研究也表明,在同等条件下垃圾堆肥能够氧化约55%的CH4气体,显著高于覆土的21%[15]。Juha-Kalle等研究结果显示,稳定化垃圾具有孔隙率高、持水力强、有机质含量高等优点,是一种有利于甲烷氧化菌生长和繁殖的生物载体[16]。笔者对陈腐垃圾、覆土、堆肥和其他有机材料的CH4氧化能力进行分析比较,并对温度和含水率等环境因素以及物料接种措施对覆盖材料CH4氧化能力的影响进行了研究,以期为科学合理选择和设计填埋场覆盖层材料提供理论依据和数据支持。(前言不列出标题,对所述主题给出综述并引出研究意义。作者应对论文的理论根据、研究思路、试验基础、推广应用状况和国内外研究现状、文章的研究目的和意义等做简要概括,必要的重点内容以引用文献的方式加以说明)

1 材料与方法(一级标题:小四号黑体。材料与方法的阐述必须具体、真实)

1.1 供试物料(二级标题:五号黑体)

供试物料包括陈腐垃圾(准好氧和厌氧填埋陈腐垃圾)、城市生活垃圾堆肥、畜禽粪便堆肥、填埋场覆土(新覆土和老覆土,其中把填埋场覆盖时间超过2 a的覆土称作老覆土)。其中,厌氧填埋和准好氧填埋陈腐垃圾取自九江市浔阳区城市生活垃圾填埋场,其填埋时间均为5 a;城市生活垃圾堆肥取自北京市南宫堆肥厂,其堆肥时间在30 d左右;畜禽粪便堆肥来自北京市郊某农场,腐熟期为1 a;填埋场覆土取自北京市阿苏卫生活垃圾填埋场,其中老覆土的覆盖时间超过4 a。供试物料的基本理化性质如表1所示。

表1 供试物料的基本理化性质

Table1 Physical and chemical properties of tested materials

(图和表均应有英文题目,中英文应对照一致。中文表题小五黑,英文表题小五号。表内变量,用单位加斜线的形式,三线表,排版时表整体应尽量在一页内显示)

供试物料

含水率/%

有机质浓度/(g/kg)

TN浓度/(g/kg)

TP浓度/(g/kg)

陈腐垃圾(准好氧填埋)

32.5

158.1

8.9

7.2

陈腐垃圾(厌氧填埋)

34.0

170.6

10.0

9.9

城市生活垃圾堆肥

39.6

371.8

5.6

2.9

畜禽粪便堆肥

32.4

317.6

5.9

4.7

老覆土

24.9

41.8

1.9

0.9

新覆土

13.7

12.9

0.9

1.1

1.2 试验方法(试验方法中主要是对试验的仪器、设备以及试验条件和测试方法等的阐述)

采用血清瓶进行室内培养试验,定期采集血清瓶中的气体,并采用气相色谱分析其CH4和O2的浓度。其中,每批试验设定空白对照,每一试验处理设置3个重复。

1.2.1 物料

将供试物料进行风干处理,测定其含水率并调节含水率为15%左右。分别称取10 g供试物料置于200 mL血清瓶中,用密封胶塞密封瓶口并用铝盖固定,用注射器通入等体积的CH4,放入25 ℃培养箱中保持10 min左右,待气体扩散均匀后采样测试,作为初始CH4浓度,此后每24 h抽样测试一次。

1.2.2 含水率

选择陈腐垃圾和老覆土作为研究对象,分别设置含水率为5%,15%,25%和35%,后续操作步骤同1.2.1节。

1.3 分析方法(重要仪器应给出型号、名称及生产厂家等内容)

CH4和O2浓度的测定采用安捷伦7890A型气相色谱仪,配TCD检测器,色谱柱为毛细管柱(30 m×530 μm×50 μm, HP-MOLESIEVE)。采用微量进样针手动进样,进样量为100 μL,其中进样口温度和检测器温度分别为200和250 ℃。

2 结果与讨论

2.1 不同覆盖材料的CH4氧化速率

2.1.1 陈腐垃圾

陈腐垃圾在厌氧和准好氧填埋培养过程中CH4和O2浓度变化如图1所示(其中虚线表示在该时刻添加CH4气体)。由图1可知,厌氧和准好氧填埋陈腐垃圾在培养过程中CH4和O2浓度的变化规律相似,即在O2浓度较高条件下,分别经过7和10 d的培养后达到较高的CH4氧化速率。同时,陈腐垃圾培养过程对O2消耗较小,O2浓度始终保持在20%~25%,这与CH4氧化菌以CH4作为唯一的碳源和能源有关。由此可知,陈腐垃圾是一种优质的填埋场CH4氧化覆盖材料。 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0 2 4 6 8 10 12 14 O2浓度/%CH4浓度/%时间/d甲烷氧气0510152025051015距导气管距离/mCH4释

/(g/m2·

d)

图例要清晰、易分辨,线形图可用□,Δ,▷等区分,柱形图可用黑、白、灰三色或用图案来区分。图的刻度线划在图内侧,没有数值的刻度线应删去。轴名用变量加斜线的形式。

图1 陈腐垃圾培养过程中CH4和O2浓度变化

Fig.1 Variations of the CH4 and O2 concentration during aged refuse cultivation

3

4

3 结论

(1)覆盖材料的CH4氧化能力存在较大的差异,其大小依次为陈腐垃圾(厌氧和准好氧填埋)>老覆土>垃圾堆肥和畜禽粪便堆肥>新覆土。厌氧和准好氧填埋陈腐垃圾和老覆土的CH4氧化速率分别为0.146,0.138和0.129 mg/(g·d);垃圾堆肥和畜禽粪便堆肥的CH4氧化速率小于陈腐垃圾和老覆土1个数量级,分别为0.013和0.018 mg/(g·d);新覆土的CH4氧化速率极小,约为0.004 mg/(g·d)。

(2)含水率对于覆盖材料的CH4氧化速率具有极其显著的影响,其影响程度与覆盖材料本身的理化性质有关,最佳含水率在25%左右。

参考文献

[1] 唐孝炎,张远航,邵敏.大气环境化学[M].2版.北京:高等教育出版社,2006:274-280.(图书)

[2] 国家环境保护局.GB 4285—89 农药安全使用标准[S].北京:中国标准出版社,1989.(标准)

[3] 齐唯.一体式膜一生物反应器(SMBR)中同步硝化反硝化研究[D].上海:上海交通大学环境学院,2003.(学位论文)

[4] US Environmental Protection Agency.Guideline for exposure assessment[R].Washington DC:Office of Health and Environmental Assessment,1992:25-41.(报告)

[5] DALE J A, NIKITIN N V, MOORE R, et al. Macronet, the birth and development of a technology[C]//GREGG J A. Ion exchange at the millennium. London: Imperial College Press,2000:261-268. (会议文集)

[6] KENFIELD C F,QIN R,SEMMENS J M,et al.Cyanide recovery across hollow fiber gas membranes[J].Environ Sci Technol,1988,22(10):1151-1155.(期刊)

[7] 环境保护部.2008年全国环境统计公报[N].中国环境报,2009-09-30(5).(报纸)

[8] 席北斗,刘鸿亮.一种堆肥反应器结构:中国, 01270200.5[P].2002-09-11. (专利)

[9] 萧钰.出版业信息化迈入快车道[EB/OL].(2001-12-29)[2002-04-15]

(1. 所有引用的参考文献均应来源于国内核心期刊及国际知名刊物,文献总数不少于15篇,外文文献比例不少于1/3。

2. 责任者不超过3位时,全部列出。超过3位时,只著录前3位,之后加“,等”或“, et al”。责任者的姓名之间一律不加“和”,“and”一类连词。责任者姓名的著录一律采用姓前名后的格式。

欧美著者的名可用缩写字母,并省略缩写点,姓全部大写;欧美著者的中译名,可只著录其姓,但对同姓不同名的著者,还需著录其名。)