垃圾填埋场温室气体甲烷排放量观测与预测

【摘要】：在以变暖为主要特征的全球气候变化背景下,温室气体(Greenhouse Gas,GHG)排放对全球气候变化的影响已引起各国政府和众多学者的广泛关注。而作为主要温室气体之一的甲烷(CH4),因为增温效能高、增长速度快,其排放源已成为国内外学者关注的焦点。已有大量研究表明垃圾填埋场是CH4最大的人类活动释放源,随着垃圾填埋量的增加,填埋场排放的温室气体逐年增加。本文通过预测未来南京市及全国垃圾产量,并基于静态箱-气相色谱法所获得的南京市天井洼有机废弃物处理场表面的CH4释放速率实地测量数据,估算了垃圾填埋场CH4排放量,具体研究结果如下： 1.根据历年全国和南京市城市生活垃圾(Municipal Solid Waste, MSW)产量进行分析,建立了MSW与时间、生产总值和人口的关系,并基于三种关系建立变权重组合预测模型对未来MSW产量的预测。结果显示,到2050年全国MSW产量23664.936万吨,南京MSW产量288.076万吨。 2.根据模型预测的MSW的产量结果,运用IPCC模型,Maticorena模型及国内填埋场产气模型估算温室气体年排放量。模拟结果表明,到2050年全国垃圾填埋场CH4排放量为479.140万吨,南京垃圾填埋场CH4排放量为5.777万吨。 3.南京市天井洼有机废弃物处理场夏季CH4释放速率12.98～10801.22mg·m-2·h-1,平均值2404.94mg·m-·h-1；秋季为4.75～4046.10mg·m-2·h-1,平均值2282.12mg·m-2·h-1；冬季为8.64～3262.45mg·m-2·h-1,平均值938.09mg·m-2·h-1。总体而言,填埋场表面CH4释放速率与温度、气压存在相关性,一般温度较高,释放速率较大,气压则相反。而释放速率与空气湿度的关系不能很好确定。CH4释放速率可能会受土壤因素影响,如孔隙度,硬度,或垃圾填埋场表层土壤裂缝等,表现在填埋场区不同场点的CH4释放速率显示出很大的随机性。 4.模型模拟的南京天井洼有机废弃物处理场在2011年CH4总量852.352吨。CH4的现场实验表明,该填埋场排放的填埋场表面CH4释放速率在0.114～259.445g·m-2·d-1之间,平均值40.393g·m-2·d-1。 结合国内外其他研究结果显示,不同时间和地区的填埋场CH4释放速率差异很大,CH4释放速率变化规律复杂,需根据具体情况做具体研究。 【关键词】：填埋场 垃圾产量 温室气体 甲烷 排放量
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X831
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 国内外研究进展11-16
• 1.2.1 产量预测研究进展11-13
• 1.2.2 CH_4现场观测研究进展13-14
• 1.2.3 温室气体排放计算方法研究进展14-16
• 1.2.4 国内外研究不足16
• 1.4 研究内容和研究目标16-18
• 1.4.1 研究内容16-17
• 1.4.2 研究目标17-18
• 第二章 材料与方法18-24
• 2.1 资料来源18
• 2.2 生活垃圾产量预测模型18-20
• 2.3 观测方法20-23
• 2.3.1 时间及地点20
• 2.3.2 观测装置设计20-21
• 2.3.3 测定方法21-22
• 2.3.4 分析合理性检验22-23
• 2.4 填埋场温室气体排放计算方法23-24
• 第三章 生活垃圾产量预测24-40
• 3.1 垃圾清运量随时间的变化26-28
• 3.2 垃圾清运量随生产总值变化情况28-31
• 3.3 垃圾清运量随人口变化31-34
• 3.4 变权重组合预测模型估算垃圾产量34-38
• 3.4.1 变权重组合预测模型权重计算35-37
• 3.4.2 组合预测模型计算结果37-38
• 3.5 预测结果对比38-40
• 第四章 填埋场表面CH_4释放速率特征40-49
• 4.1 填埋场表面温室气体释放速率日变化40-41
• 4.2 填埋场CH_4季节变化41-43
• 4.3 填埋场同一场区CH_4释放速率特征43-44
• 4.4 填埋场表面CH_4释放速率与地表温度的关系44-45
• 4.5 填埋场表面CH_4释放速率与大气压强的关系45-46
• 4.6 填埋场表面CH_4释放速率与填埋场表面空气湿度的关系46-47
• 4.7 各地区CH_4释放速率对比47-49
• 第五章 模型估算填埋场温室气体排放量49-64
• 5.1 IPCC模型49-52
• 5.2 Marticorena模型52-54
• 5.3 Monad模型的改进模型54-58
• 5.4 南京典型填埋场CH_4排放量预测58-60
• 5.5 模型计算结果对比60-62
• 5.6 资源化利用技术对垃圾填埋场甲烷的减排作用62-64
• 第六章 结论与展望64-67
• 6.1 主要结论64-66
• 6.2 特色与创新66
• 6.3 展望66-67
• 参考文献67-72
• 致谢72

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