有机垃圾热解生物碳的研究进展

生物碳是有机垃圾热解的产物。生物碳具有多孔性、高比表面积、高度芳香化结构,充当土壤活性调理剂能增加土壤微生物吸附性能,保水、保肥,促进作物生长,同时还具有贮碳功能。综述了近年来有机垃圾热解及热解生物碳的研究进展,着重介绍了生物碳的形成条件、特征结构、在土壤中的生物与非生物氧化过程,以及对全球气候变化和土壤环境效益等研究动态。展望了有机垃圾热解生物碳技术用于城镇有机垃圾处理的发展前景,提出应重点加强的几个研究方向:1)实现不同混合垃圾制取相似结构的生物碳;2)垃圾热解过程中污染物的控制;3)有机垃圾生物碳的土壤环境行为与环境效益。     

可同化有机碳和余氯对饮用水中细菌活性的共同影响

对饮用水中可同化有机碳和游离余氯对细菌生长的共同影响进行了研究。以添加有大肠杆菌的管网水为试验对象,加入不同质量浓度次氯酸钠溶液,结合流式细胞仪检测了72 h内不同时间点可同化有机碳(AOC)质量浓度和活性细菌浓度的变化情况。结果表明:在AOC初始质量浓度为168.44μg/L的条件下,添加次氯酸钠后可同化有机碳质量浓度出现波动,是其他有机物氧化造成的;活细菌浓度在未添加余氯的情况下呈增长趋势,而在添加余氯的情况下整体呈下降趋势,且最终的活性细菌浓度与初始余氯质量浓度呈负相关。研究表明,在添加适量余氯的情况下,细菌活性主要受到余氯的抑制作用,而AOC导致的细菌再生长能力相对较弱。     

拉萨市大气颗粒物碳组分污染特征及来源分析

2015年8月至2016年3月,在拉萨市城区八廓街(BKJ)、区辐射站(FSZ)、区环保厅(HBT)、市环保局(HBJ)4个监测点以及纳木错背景点采集PM_(2.5)和PM_(10)样品。利用热光碳分析仪对样品中的有机碳(OC)和元素碳(EC)组分进行测定。结果显示拉萨市PM_(10)中OC和EC的浓度分别为14.0±4.5μg/m^3和6.3±2.8μg/m^3;PM_(2.5)中OC和EC的浓度分别为10.2±3.6μg/m^3和5.1±2.4μg/m^3,夏季碳组分浓度最低。OC3、EC1、OC2、OC4在碳组分的含量超过了80%,EC2在各测点中变化较大。因子分析显示BKJ点位机动车尾气(汽油车和轻型柴油车)和餐饮油烟是碳组分的主要来源,生物质燃烧(煨桑)是该点碳组分第二大来源。FSZ点机动车对碳组分的贡献较大,重型柴油以及施工机械等重型车辆的排放对碳组分也有较大的贡献。HBJ点位碳组分的主要贡献与机动车尾气和餐饮油烟的排放有关。HBT点位除了机动车尾气、餐饮油烟的排放外,生物质燃烧(牛粪燃烧)也是其碳组分的主要来源之一。     

黄河三角洲滨海湿地植被的碳储量和固碳能力

在测定黄河三角洲滨海湿地盐生植被、湿生植被和水生植被3类天然湿地植被以及稻田的生物量、净初级生产力基础上,估算了黄河三角洲滨海湿地植被的总碳储量、总固碳能力和各种湿地植被单位面积的碳储量、固碳能力.黄河三角洲滨海湿地全部天然湿地植被和稻田的总碳储量为200.54×104 t,总固碳能力为69.91×104 t/a.其中,单位面积草本湿生植被和稻田的固碳能力低于当地地带性植被温带落叶阔叶林的平均固碳能力(1.06 kg/(m2·a)),高于中国陆地植被的平均固碳能力(0.49 kg/(m2·a))和全球陆地植被的平均固碳能力(0.41 kg/(m2·a));单位面积盐生植被和水生植被的固碳能力低于中国和全球陆地植被的平均固碳能力.结果表明,黄河三角洲滨海湿地植被总的碳储量较小,固碳能力较低,但植被的顺行演替过程会使其碳储量不断增大,固碳能力不断提高.因此,应该保护黄河三角洲滨海湿地的天然植被,尤其要保护芦苇(Phragmites australis)群丛等碳储量大、固碳能力较强的湿生植被.     

天津芦苇湿地影响碳储量关键参数的模拟优化

采用室内模拟试验的方法,研究了水位、氮沉降、电导率等单因素对土壤呼吸的影响,以及三因素对土壤碳储量交互影响的响应面优化,并得到了土壤碳储量最大的最优方案。结果表明:对于单因素试验而言,过高或过低的水位及氮沉降梯度均会对土壤呼吸造成不利影响,而电导率的增加对土壤呼吸呈显著抑制作用,当水位、氮沉降、电导率分别为-9 cm、20 g/m2、0.3 d S/m时,土壤90 d累积呼吸总量最大,分别为84.95μmol/(m2·s)、92.88μmol/(m2·s)和85.70μmol/(m2·s);响应面优化分析中,北大港芦苇湿地碳储量的最优方案为水位-5.49 cm,电导率3.52 ds/m,氮沉降13.40 g/m2,在此条件下预测的理论碳储量最大值为8.62 g/kg。该优化方案可为天津滨海湿地资源的合理开发利用及湿地保育政策的制定等提供参考。     

城市道路积尘PM 2.5碳组分春秋季节差异分析

为了解城市道路积尘PM 2.5中碳组分春秋季节差异,利用样方法采集石家庄市4种不同类型道路积尘PM 2.5样品,测定有机碳(OC)和元素碳(EC)浓度并分析。结果表明:OC,EC在积尘PM 2.5中平均浓度春季为86.77,12.11 mg/g,秋季为119.70,9.44 mg/g,秋季OC浓度大于春季,EC相反;OC/EC为6.4~7.9(春季)和11.36~17.49(秋季),存在严重的二次污染,秋季明显高于春季。与国内不同地区对比发现,石家庄市道路积尘中碳质颗粒物污染严重。主成分分析发现春季积尘中的碳主要来自于汽油车与柴油车尾气排放、道路降尘的沉积,而秋季则增加了生物质燃烧、燃煤排放的影响。     

海河流域土壤有机碳储量及分布特征研究

以海河流域为研究对象,在GIS技术支持下,根据流域的土壤类型图和土地利用类型图分析了海河流域土壤有机碳密度和碳储量及其空间分布特征.结果表明,海河流域土壤1 m厚度以内土体中土壤有机碳密度在1.62～49.49 kg/m2,其中低于土壤平均有机碳密度的土壤有11种,所占面积比例为55％.海河流域土壤有机碳密度总体上空间分布差异较大,并且呈现由南向北逐渐增加的趋势.海河流域土壤有机碳储量约2 481.94 Tg,其中褐土有机碳储量最大,约为流域总量的1/3;潮土是分布最广的土类,也是流域最重要的农业耕作土类,蕴含着688.98Tg的土壤有机碳储量.海河流域主要土地利用类型为耕地、林地及草地,所占面积比例约94％,各自的土壤有机碳密度均低于全国平均水平,而农业土壤潮土的大面积分布、成熟林和高覆盖度草地所占面积比例低是造成流域土壤有机碳储量水平低的主要原因.     

一种生物活性炭的制备及其对BTEX去除效果研究

针对BTEX污染问题,在传统活性炭吸附技术的基础上,设计了一种依托特殊微生物的,能够进行原位再生的生物活性炭并对其处理效率进行研究。从被苯系化合物污染的土壤样本中提取了微生物样品,经过筛选训化后保留了3株菌种B-01、B-02、B-03。利用生物滴滤法将微生物固定在椰壳活性碳上制成生物活性碳（BAC）,通过人工模拟的BTEX废气研究BAC再生效应对于处理BTEX废气的作用。研究结果表明,3株菌种分别为芽孢杆菌（Bacillus）、芽孢杆菌（Bacillus）和假单胞菌（Pseudomonas）,最适反应温度为30℃,通过持续喷淋营养液,活性碳上挂载的菌种能够在35 d内保持活性。所制备的BAC对乙苯的吸附能力最强,乙苯去除率可达98.75%。BAC在低负载情况下BTEX去除率最高可达98%。通过微生物挂膜延长了活性炭的使用寿命,为降低石油加工废气处理成本提供了技术支持,具有良好的实用价值。     

天津市公交站微环境中PM10的碳组分特征分析及来源解析

于2012年9月对天津市两公交站,分2个时段采集可吸入颗粒物(PM10)样品,并用热光反射分析仪测定其中的碳组分含量,以期了解公交站微环境PM10中碳组分的分布及来源。结果表明,采样期间,公交站日均PM10质量浓度为(323±155)μg/m3,其中OC日均质量浓度为(42.5±12.5)μg/m3,EC日均质量浓度为(12.8±7.00)μg/m3。与其他微环境(远离交通)的平均PM10、OC、EC质量浓度相比,公交站微环境中的颗粒物及其碳组分质量浓度最高,表明污染严重。PM10中OC和EC相关系数为0.805,相关性显著,显示PM10中OC、EC来源相同。运用主成分分析法(定性)和化学质量平衡模型(定量)对样品中碳组分进行两阶段递进式来源解析,识别出秋季公交站微环境PM10中碳组分主要来源于道路扬尘,其次为烹饪烟气和机动车尾气。     

白洋淀湿地芦苇根际土壤微生物电子传递体系(ETS)活性的研究

微生物电子传递体系(ETS)活性是反映微生物活性的一个重要指标。为了解湿地环境中微生物活性的特征,探讨湿地植物根际土壤微生物活性对湿地生态系统物质循环的影响,以白洋淀湿地典型植物芦苇为研究对象,分析了不同水位条件下芦苇根际土壤微生物ETS活性的季节变化规律。结果表明,根际土壤ETS活性季节变化明显,呈现先上升后下降的趋势。ETS活性在夏季较高,8月前后出现最大值,淹水区、水陆交错区和台地的最大值分别为0.08 mg O_2/(g·h)、0.084 mg O_2/(g·h)、0.13 mg O_2/(g·h),随后逐步下降;在冬季较低,淹水区、水陆交错区和台地的最小值分别为0.027mg O_2/(g·h)、0.037 mg O_2/(g·h)、0.045 mg O_2/(g·h),出现在12月前后,最大值约为最小值的3倍。相关性分析指出其活性变化与气温变化呈显著正相关(p0.01)。不同水位条件下ETS活性从大到小依次为台地、水陆交错区、淹水区。其中,台地区和水陆交错区根际土壤ETS活性与淹水区相比均存在显著差异(p0.01),其活性分别为淹水区的1.8倍和1.2倍。芦苇根际沉积物TN、NH+4及NO_3~-质量比呈现相似的季节变化趋势。最大值出现在6月1日,淹水区、水陆交错区、台地区TN质量比峰值的范围在2.8~3.4 mg/g,NH_4~+质量比峰值的范围在72.0~78.3μg/g,NO_3~-质量比峰值的范围在20.0~28.5μg/g;最小值出现在9—10月,淹水区、水陆交错区、台地区质量比最低值的范围在0.6~1.6 mg/g,NH+4质量比最低值的范围在8.1~15.0μg/g,NO_3~-质量比最低值的范围在5.1~9.7μg/g。其中,水陆交错区ETS活性与土壤中TN和NH+4质量比的相关性极其显著(p0.01),淹水区ETS活性与土壤中NH_4~+质量比相关性极其显著(p0.01),其他条件下ETS活性与土壤中氮素质量比均无显著相关性。由此可见,湿地植物根际土壤ETS活性不仅受到水位和气温变化的影响,还可能与土壤中TN和NH+4含量相关。因此,在评价湿地土壤质量变化时,除考虑土壤微生物量等敏感指标外,还应获得环境因素等其他信息,为正确快速评价土壤微生物群落和土壤质量变化提供参考。     

曝气生物滤池中总有机碳及氨氮的变化和对硝化作用的影响

采用以页岩陶粒为载体的曝气生物滤池(BAF)为反应器,研究了BAF运行中总有机碳和NH4 -N浓度沿滤层变化的规律,以及对硝化作用的影响.结果显示,在进行污水深度处理时,在BAF前段TOC的去除率占滤池总去除率的72.3%～100%;NH4 -N的去除率占滤池总去除率的91.8%～100%.碳化与硝化作用并存于BAF中,硝化作用随滤层加深而加强.水质和BAF滤料的结构特点是影响碳化与硝化作用的主要因素.     

三维电极反应器用负载型活性炭粒子电极的研究

为提高粒子电极的电催化活性与稳定性,以活性炭为载体,采用浸渍法制备了以Fe、Mn、Zn、Ni、Sn-Sb和Sn-Sb-Ce氧化物为催化活性组分的负载型粒子电极.以EDTA废水为目标污染物,考察改性粒子电极的电催化活性与稳定性,并借助SEM、XRD对其表面形貌和物相进行了表征,从结构上分析了不同负载型粒子电极的性能差异.结果表明,所制备的粒子电极中,Sn-Sb-Ce/GAC(活性炭颗粒)粒子电极表现出了较高的电催化活性和稳定性;消除吸附效应的干扰后,在pH值为4.8、电流为200 mA的条件下,120 rin后总有机碳(TOC)去除率为71.1％,EDTA转化率为88.7％.     

两种设施蔬菜土壤重金属与TOC的预测模型及环境预警值

为了了解设施蔬菜土壤的环境安全性,采用野外调查和室内分析相结合的方法,以河北省永清县蔬菜主产区设施芹菜和西红柿的土壤为研究对象,研究了土壤重金属与总有机碳(TOC)的关系。结果表明,设施西红柿土壤中除Pb分布均匀外,其余重金属Cd、Cr、As、Hg均有明显的变异特征,其中,Hg的变异系数高达85.8%,属于强分异型分布;芹菜土壤中Cd、Pb、Hg均具有分异性分布特征,其中,Hg属于强分异型分布。同样,西红柿和芹菜土壤中TOC均呈现分异性特征。西红柿土壤中Cd质量比与土壤TOC质量比之间呈现显著或极显著的线性、对数、二次函数、幂函数、指数函数正相关,芹菜土壤Cd质量比与土壤TOC质量比之间呈现显著的幂函数和指数正相关,进一步利用呈显著相关的预测模型确定了西红柿和芹菜土壤TOC的环境安全预警值分别为14.65 g/kg和12.06 g/kg。在永清县设施大棚管理模式下,土壤TOC质量比一旦超过该预警值,就预示着土壤存在Cd污染的风险,应及时监测以有效规避重金属污染风险。     

城市有机混合垃圾的蚯蚓堆制处理试验研究

为了探讨加速城市生活垃圾的堆制处理及其资源化利用的有效措施,以采自南京市水阁有机废弃物填埋场的垃圾为代表,加入秸秆或牛粪,调节m(C)/m(N)和水分含量,预堆制15 d后,接种赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)进行室内堆制处理.结果表明:30%牛粪+70%新鲜有机混合垃圾处理(NH处理)和20%秸秆+80%新鲜有机混合垃圾堆制处理(JH处理)的赤子爱胜蚓总体生长良好.蚯蚓堆制处理显著降低了有机混合垃圾堆制残留物干重,其中NH处理减少得最多.蚯蚓的接种显著降低了新鲜有机混合垃圾(HL)、堆制腐熟有机混合垃圾(DL)和JH处理的有机碳和全氮质量,提高了NH处理的有机碳和全氮质量.研究表明:城市有机混合垃圾在加入牛粪的基础上接种蚯蚓,其堆制效果较好,是处理有机混合垃圾的有效措施.     

物种敏感性分布法在建立土壤生态阈值方面的研究进展

土壤生态阈值是制定土壤环境质量标准的重要依据,而物种敏感性分布法(SSD法)是建立土壤生态阈值的常用方法。通过梳理国内外基于SSD法建立土壤生态阈值的研究,阐述了SSD法建立土壤生态阈值的关键问题,即毒性数据的收集、筛选以及拟合模型的选择,述评了SSD法在建立土壤重金属和有机污染物生态阈值方面的研究进展。结果发现,SSD法的毒性数据一般是通过公开文献或人为添加外源污染物获取的,具有一定的局限性和区域差异性;另外,土壤理化性质、作物种类和重金属形态也是影响应用SSD法建立土壤生态阈值的重要因素;目前,基于SSD法建立土壤有机污染物生态阈值的研究较少。因此,开展基于SSD法的土壤生态阈值研究,对科学制定土壤环境质量标准具有重要的现实意义。     

浅析企业碳达峰碳中和管理机制及评价体系

实现碳达峰碳中和是推动企业高质量发展的内在要求,是一项复杂、多维的系统工程,也是一项中长期工作,需坚持系统观念,运用系统方法。本研究在总结企业碳达峰碳中和工作中存在问题的基础上,将国家发布的有关碳达峰碳中和的要求系统有机结合,并遵循“策划—实施—检查—改进”(PDCA)动态管理的原则,探索提出一套较为系统的企业碳达峰碳中和管理机制及评价体系。企业碳达峰碳中和管理机制包括碳达峰碳中和行动方案策划、行动方案实施、工作绩效评价和持续改进四大方面,评价体系包括管理机制建设、行动方案策划、创新实践和管理绩效四大维度。通过管理机制及评价体系建设,以期推动企业系统、科学、有效开展碳达峰碳中和行动。     

基于土地利用变化的成都市碳储量时空格局演变特征分析

土地利用/覆被变化(LUCC)是区域碳储量变化的重要因素,基于区域土地利用变化,分析区域碳储量的时空演变特征,对于区域优化土地利用格局,持续巩固提升碳汇能力具有重要意义。采用InVEST模型分析1990—2020年成都市30年期内土地利用及碳储量时空格局演变特征。结果表明：(1)成都市土地类型以耕地、林地和不透水面为主。耕地主要集中在中部、东部平原地区;林地集中分布在龙门山、龙泉山地域;不透水面主要分布在城市经济中心。(2)1990—2020年间,成都市土地类型转移活跃。1990—2005年及2005—2020年,成都市分别有7.88%、11.85%的土地类型发生了转变。耕地净转出了1642.41 km²,林地净转入了434.69 km²,不透水面净转入1230.36 km²。(3)各辖区的碳储量及碳储量的变化均由于地理分布差异而存在明显的区别。(4)影响成都市碳储量的变化影响因素主要是由于城市扩张带来的碳储量降低和由于林地面积及森林质量提升带来的碳储量提高。(5)成都市碳储量空间上存在显著的空间自相关性,成都市东部龙泉...     

滨海新区土地利用变化对土壤碳密度空间分布及生态风险的影响

利用土壤类型法估算了天津滨海新区不同土地利用类型土壤的有机碳密度,并基于滨海新区1979年的TM和2009年的SPOT影像资料,利用GIS技术,获取区域30a的土地利用转移信息图及土壤碳密度的空间分布图,构建区域土地利用变化对土壤碳汇的生态风险影响评价等级,获取区域土壤碳汇的生态风险等级空间分布图.结果表明:作为滨海新区主要碳汇的土地利用类型是城市绿地和林地,而裸地和建设用地是主要的碳源地类;滨海新区30年间50％以下的区域生态风险影响程度没发生变化,位于城市绿地和林地向建设用地过渡边缘地带的区域生态风险增加程度最大.基于低碳理念和土地利用总体规划的原则,提出相应的建议,促进滨海新区低碳化建设.     

不同退水时间土壤种子库与地表植被关系研究

为了研究湿地不同退水时间条件下土壤种质资源与地表植被关系的特征,在三个不同的水位条件下,通过幼苗萌发法对野鸭湖湿地近十年来退水湿地面积中土壤种子资源的分布格局进行了研究,同时,对该区域的地表植被在不同退水时间条件下进行了春、夏、秋三次统计。结果表明,土壤中的种子与地表植被在不同的退水时间条件下,差异显著。文章同时还分析了在不同退水时间条件下,土壤种质资源与地表植被产生差异的原因,为今后利用土壤种子资源在湿地恢复和湿地保护过程中的应用提供理论参考。     

磷酸活性炭自燃过程反应动力学研究

为研究磷酸活性炭的自燃危险性,以自制的磷酸活性炭(活化温度为300,500和700℃)为考察对象,利用同步热分析仪(STA)对活性炭氧化放热动力学进行试验研究。根据在2,5,10和20℃/min等4种不同升温速率下得到的活性炭DSC/TG曲线,结合Friedman-Reich-Levi动力学方法对反应过程中可能存在的反应机理进行初步判断。研究表明,随着活化温度的升高,活性炭的起始放热温度和最大放热温度随之升高;活性炭整个氧化反应过程中,活化能随着转化率的改变呈现一定规律性变化;碳氧化学反应和气体扩散共同影响活性炭氧化过程,且在不同阶段对氧化的贡献不同。