温室气体CO_2的控制和处理研究进展

根据世界经济发展的进程计算,由燃烧化石燃料排放CO_2到下一世纪将从1990年的60亿吨碳增加到200亿吨碳。其结果将使大气中CO_2浓度水平比工业化前的280ppm提高3倍。地球表面变暖,其后果是使下一世纪内气候发生强烈变化,为了限制气候变化引起的风险,必须减少CO_2排放量。减少CO_2向大气中的排放量有各种方案。可以应用各种工艺从烟道气中回收CO_2,如化学吸收、提取CO_2、膜技术分离C0_2以及利用双气体汽轮机和蒸汽与CO_2气体气轮机循环等方法回收CO_2。另一个重要的研究方面是将CO_2气体作为资源加以利用,将CO_2转换为汽油、甲醇、合成液态碳氢化合物等。利用CO_2提高油收率是地下贮存CO_2的一项积极措施,它既回收了有价资源——石油,又为CO_2的最终归宿提供了一条有效的处置途径。海洋处置CO_2的技术方案目前尚处于实     

利用放射性碳(~(14)C)示踪华山冬季化石源CO_2随海拔高度变化特征

放射性碳(~(14)C)是化石源CO_2最有效的示踪剂,为了更好地了解华山冬季化石源CO_2的时空变化特征,于2014年冬季在华山三个不同海拔高度——玉泉院(504 m)、北峰(1634 m)、东峰(2079 m)进行大气CO_2采样。通过放射性碳同位素分析研究发现:华山冬季不同海拔高度大气CO_2浓度随海拔升高而减小,三个海拔高度大气CO_2平均浓度依次为461.8±14.1 ppm(ppm表示μL·L–1)、414.6±2.7 ppm和413.2±3.4 ppm,皆高于我国四个大气CO_2本底站点的同期浓度水平。不同海拔高度大气CO_2浓度及其δ13C值呈显著的反相关关系,R2=0.906,表明华山大气CO_2主要受区域生态系统的时空变化和源汇特征影响,而海洋的影响较弱。三个不同海拔高度的化石源CO_2浓度均值依次为42.3±5.7 ppm、14.9±3.8 ppm和10.6±1.0 ppm,表明华山不同海拔高度大气CO_2都受到化石源CO_2不同程度的影响。华山冬季化石源CO_2浓度和海拔高度具有显著的反相关关系,R2=0.914,随着海拔的不断升高,化石源CO_2浓度逐渐减小。利用Hysplit模式分层后向轨迹分析结果表明:在采样时段内,玉泉院和北峰受到同源路径气团的影响,其化石源CO_2浓度呈现出较一致的变化趋势,东峰受到异源路径气团的影响,其化石源CO_2浓度呈现出不同的变化趋势。因此,在分析评价高海拔地区化石源CO_2浓度时,不仅要考虑到近源排放影响,同样不能忽视远源传输影响。     

黔中岩溶地区草地下土壤CO_2含量的变化特征

全球碳循环中,CO_2的未知汇可能是陆地生态系统中某一部分,如土壤。土壤中CO_2的含量是大气的几倍至近百倍,它的吸收与释放将影响大气中的CO_2浓度。岩溶地区占全球陆地面积的1/15。对典型的岩溶地区——黔中某地土壤的CO_2进行了四季及昼夜的采样测定,结果表明,该地地表大气的CO_2含量具有季节变化的特征。土壤气中的CO_2浓度为大气CO_2浓度的几倍至一百多倍;自地表向下,随着土壤深度的增大,CO_2浓度升高。土壤CO_2含量的季节变化及昼夜变化,与土壤中CO_2来源和温度等因子变化有关。     

厌氧生物处理污水设施及应用

<正> 引言许多学者对厌氧微生物降解有机物作用机理进行了系统地研究认为:首先由产酸菌将有机物水解成小分子的有机酸、醇、CO_2和H_2,然后经甲烷菌继续分解代谢成CH_4和CO_2。据测量每年有5～8亿吨被微生物降解产生的甲烷放到大气中,相当于每年光和作用有机物产量的2％,说明自然界存在大量使有机物降解产生甲烷的微生物,这就是运用厌氧微生物处理废水和污泥的依据。用此法处理有机物几乎全部变成高能燃料(生物气),最终只剩下数量甚少的无机物便于处     

美国能源部支援封闭CO_2的研究

要防止地球温暖化,就必须把释放到大气中的CO_2浓度降低到5.10×10~(-4)mg/L,并使它稳定。要做到这一点,就必须削减含碳量,把CO_2的年释放量降低到70亿t止。削减     

绿化与健康

植树造林,绿化环境不仅是为国家提供需要的木材、能源和林副产品,还能使人的许多生理功能得到改善,对人体健康有很大的益处。随着工农业发展和人口增加,一些有害物质在人为的条件下进入环境,造成环境污染。据统计全世界生物呼吸和燃料所消耗的氧,每秒钟为1万吨,按此计算,大气中的氧3000年左右就会用完。然而,由于绿色植物在光合作用过程中能够吸收CO_2,放出O_2,才使大气中的CO_2和O_2的含量基本保持稳     

基于TBL模型的闽江口围垦养虾塘水-大气界面CO2扩散通量估算

扩散模型是估算水生生态系统水-大气界面二氧化碳(CO_2)交换通量的重要手段.选取多种参数化方法对闽江口围垦养虾塘水-大气界面CO_2气体交换速率(k_x)及CO_2扩散通量进行估算,探讨闽江口围垦养虾塘k_x及CO_2扩散通量的变化特征及影响因素.结果表明:①养殖期水-大气界面CO_2气体交换速率及其扩散通量均呈现显著的时间变化特征,分别表现为10月 9月 11月 7月 8月和11月 7月 8月 9月 10月的变化趋势;②风速、pH、水体CO_2、DOC和叶绿素a(Chl-a)浓度是影响CO_2扩散通量时间变化特征的重要因素;③不同参数化方法计算得出的闽江口养虾塘水-大气界面CO_2扩散通量存在显著差异(P 0. 01),表明模型方法估算养殖塘CO_2扩散通量具有一定不确定性,综合分析认为模型RC01和CW03是估算闽江口围垦养虾塘水-大气界面CO_2扩散通量较为合适的方法.     

酸度计间接测定大气中CO_2含量

美国国家海洋与大气管理局的官员坦斯指出,由于矿物燃料消耗量不断增加和热带森林的大量砍伐,几个世纪以来,大气中的CO_2浓度不断升高。据目前监测的结果表明,全球的CO_2平均浓度已升高到350PPm。根据目前情况来看,到下世纪大气中CO_2的浓度可能会达到375PPm。由于CO_2是一种无毒的气体,不具有生理学上有毒的活性,所以人们一般忽视它们,然而由于CO_2的存在以及逐年的累积,     

燃煤磁法脱硫试验研究

一、目的与意义徐州是产煤、用煤的工业城市,大气污染是煤烟型的,市区大气中的二氧化硫(SO_2)超标1.27倍。徐州四个火电厂每年用煤50万吨,平均按1.5％含硫量计算,每年向大气排放7500吨硫×2=15000吨SO_2按     

树木年轮年代学及其在环境研究中的应用概况

本文简述了树木年轮年代学中的一些基本概念及近年来树木年轮分析在检测大气CO_2浓度变化,植物对大气CO_2增多反应和空气污染变化等领域的研究情况.     

酸雨的危害及其对策

根据联合国教科文组织统计的资料,每年在大气中排放150亿吨二氧化硫(换算成硫酸要比专门生产硫酸多三倍,这相当于50亿吨酸性气体)。这些酸性气体上升到大气中与水结合形成了酸性沉降,俗称为酸雨。酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大     

国外大气 CO_2及其同位素组成研究概况

综述了美国、荷兰、日本,瑞士、澳大利亚等5国对大气CO_2的浓度及其同位素组成的变化的研究概况。发现大气CO_2的浓度和δ~(13)C值不但有年度变化,而且还有季节性变化、日变化和昼夜变化;二者成反比关系。人类活动的影响是大气CO_2的浓度增高及其δ~(13)C值降低的主要原因。     

北京上甸子站大气CO2及δ13C(CO2)本底变化

基于北京上甸子站(SDZ)2007~2013年大气CO_2及2009~2013年大气δ13C(CO_2)瓶采样观测资料,筛分获得混合均匀且未受局地污染影响、具代表性的大气CO_2及δ13C(CO_2)本底数据.2007~2013年SDZ站大气CO_2年均本底浓度变化范围为385.6×10-6~398.1×10-6,年均增长率为2.0×10-6a-1;2009~2013年其大气δ13C(CO_2)年均本底值变化范围为-8.38‰~-8.52‰,年均增长率为-0.03‰·a-1.SDZ站2007~2013年的7~9月月均浓度最低水平均出现在2008年,且2007~2008年增长率仅为0.3×10-6a-1,推测主要源于2008年奥运期间北京及其周边省市节能减排措施实施导致碳排放量减少.SDZ站大气CO_2本底浓度季节变化最低值出现在8月,最高值出现在3月,季节振幅达到23.9×10-6;大气δ13C(CO_2)与CO_2季节变化特征大致呈镜像关系,其季节振幅为1.03‰.对SDZ站CO_2源汇的碳同位素"signature"(δs)研究表明,供暖季Ⅰ(01-01~03-14)和Ⅱ(11-15~12-31)的δs分别为-21.30‰和-25.39‰,推测主要源自化石燃料与生物质燃烧的影响;其植物生长季的δbio值为-21.28‰,推测主要来自植被活动的贡献.     

温室效应与环境保护

一、温室效应当今,世界上存在三大环境问题:酸雨、臭氧层破坏和温室效应。这三大环境问题均与能源利用和大气污染有关。温室效应还是一个与全球气候相联系的特殊问题。首先,温室效应与大气中的CO_2浓度相关性极大。大气中的CO_2,可使大量的太阳辐射能(可见光谱范围)透过大气层而辐射到地球表面,又能吸收从地球表面反射回来的红外辐射;吸热后的CO_2,再将吸收的辐射能逆辐射到地球表面。多次辐射,使近地面的大气升温。大气中的CO_2好似防止地层热能散射到宇宙的一个     

南京市大气CO2浓度模拟及源贡献研究

定量研究城市区域人为CO_2通量对于控制温室气体排放具有重要意义,而基于大气CO_2浓度观测与大气传输模型方法反演区域尺度的CO_2通量是未来的一个重要发展方向,其中模型对大气CO_2浓度的模拟则是能否成功反演CO_2通量的重要基础,然而我国还未有针对城市区域CO_2浓度的长时间(1年)模拟.本研究基于高空间分辨率的人为源CO_2资料与拉格朗日大气传输模型(WRF-STILT),对南京市郊区34 m观测高度处2014年大气CO_2浓度进行模拟,并就模型模拟结果的主要影响因素和源贡献组成进行了分析,研究得出以下结论:(1)WRF-STILT模型能较好模拟出4个季节观测到的高CO_2浓度及有季节差异性的日变化特征.(2)观测CO_2浓度的足迹贡献源区(footprint)的季节变化在盛行风向影响下差异巨大,CO_2浓度增加值在前1 d的主要贡献占据总浓度贡献的90%,表明该34 m高度观测点可代表长三角区域的CO_2排放量的影响,而安徽东部和江苏中南部对其影响更大;(3)相对于排放源的日变化,边界层高度等气象因素的差异是引起CO_2强日变化的主要因素,这也是模拟的各季度浓度增加值差异的原因,其中秋季(34.97μmol·mol-1)冬季(30.07μmol·mol-1)夏季(27.28μmol·mol-1)春季(23.36μmol·mol-1);(4)浓度的主要贡献来源分别为石油生产(41%)和能源工业(26%),这和长三角区域的人为源CO_2排放通量差异巨大(石油生产:3%,能源工业:35%).     

城镇化进程中家庭CO_2排放的驱动因素分析

使用IPCC推荐的方法与投入-产出模型分别测算中国家庭直接与间接CO_2排放.从家庭户城镇化的视角,引入对数平均迪氏指数分解(LMDI)模型,将家庭CO_2排放分解为户数效应、城镇化效应、生活水平效应、生活方式效应、能源强度效应.结果表明:1995~2012年,城乡平均家庭规模分别减少0.37人/户、0.6人/户,城镇家庭CO_2排放增加17.4亿t,而农村家庭CO_2排放减少了0.79亿t;收入水平和城乡家庭户数分别对家庭CO_2排放增长贡献24.9亿t、4.64亿t;家庭户城镇化水平拉动3.14亿t间接CO_2排放;城乡家庭消费结构具有不同程度的高碳化特征,对间接CO_2排放的累计贡献度分别为10.3%、12.8%;能源强度效应累计抑制21.1亿t CO_2排放.     

土壤硝化和反硝化微生物群落及活性对大气CO2浓度和温度升高的响应

硝化和反硝化微生物参与土壤氮循环转化过程,大气CO_2浓度和温度升高可能会影响它们的群落结构和活性.本试验依托稻-麦轮作农田系统气候变化平台研究大气CO_2浓度单独升高(CE)、升温(WA)以及两者同时升高(CW)对麦田土壤硝化和反硝化微生物基因丰度、群落结构和活性的影响.结果表明,在小麦分蘖期,大气CO_2浓度和温度升高对氨氧化细菌(AOB)和反硝化细菌丰度没有影响,而在抽穗和成熟期,CO_2浓度单独升高显著提高了氨氧化古菌(AOA)和反硝化细菌丰度,升温处理对其没有显著影响.通过对T-RFLP数据分析发现,大气CO_2浓度和温度升高对土壤AOA、AOB和反硝化细菌群落结构没有显著影响,但是在一定程度上改变了AOA和反硝化细菌多样性.另外,CO_2浓度单独升高处理显著提高了成熟期的土壤硝化速率,不同气候变化处理对反硝化速率没有显著影响.研究表明大气CO_2浓度和温度升高对不同生育期的微生物群落影响存在差异,而且功能微生物对不同气候变化因子处理的响应也各不相同.     

无电力驱动的分子筛大气CO_2采样方法的建立及其初步应用

利用~(14)C进行大气化石源CO_2示踪是目前节能减排领域的热点研究,为了更加便利、环保地对大气CO_2进行长期、积时采样,在原有排磷酸溶液集气法的基础上,西安加速器质谱中心研究组设计和建立了新的分子筛采样方法和装置。进一步的实验表明,分子筛解吸附的最佳条件为550℃下热解20 min,该条件下分子筛解吸附效率达99%以上,且重复性良好。该方法所收集的碳量随采样天数呈线性增长,碳吸附速率约为1.04—1.30 mg C?d~(-1),可以满足高精度AMS-~(14)C测定及高分辨率大气~(14)C研究的要求。在相同实验条件下,利用分子筛方法和排磷酸溶液集气法同时采集大气CO_2气体,结果表明,两者存在较好的一致性,说明分子筛法可提供可靠的数据。此外,分子筛法易于操作和运输,并具有便利环保的特性,值得推广使用。目前该方法已应用于大气CO_2的收集,数据表明从冬季供暖期到夏季,西安市大气化石源CO_2浓度以0.22μL?L~(-1)?d~(-1)的速率逐渐降低。化石源CO_2来源分析结果进一步表明,西安市化石源CO_2主要源自于煤燃料的燃烧,而冬季采暖需求导致的煤燃烧量的增加可能是导致冬季化石源CO_2浓度较高的主要原因。     

碱片法测定大气中总硫

1.方法原理 1.1 将一片玻璃纤维滤膜以K_2CO_3溶液浸过暴露于大气中,气态硫,如SO_2就以下式被固定下来: K_2CO_3 SO_2 O_2→K_2SO_4 CO_2 H_2O     

北京市冬季大气化石源CO_2典型日变化的~(14)C示踪研究

城市作为化石源CO_2(CO_(2_(ff)))排放的热点区域.获得其大气CO_(2_(ff))浓度的日变化特征对于深刻理解城市地区CO_(2_(ff))的时空变化规律,进而制定合理的节能减排政策至关重要。本研究通过AMS-~(14)C技术,示踪了北京市冬季一个典型日变化事件中大气(CO_(2_(ff)))的变化过程,并探讨了其影响因素。本次日变化事件中大气δ~(13)CO_2的值为(-13.9±0.8)%。(-14.8‰—-12.7‰),△~(14)CO_2的值为(-151.6±51.3)‰((-214.2±2.9)‰-(-82.3±3.0)‰),CO_(2_(ff))浓度为104.4±44.0μL·L~(-1)(168.6±2.7-52.1±3.2μL·L~(-1)。CO_(2_(ff))浓度具有较大的曰变化,夜晚CO_(2_(ff))浓度明显高于白天,主要是由于夜间大气混合层高度较低、供暖消耗更多的化石燃料以及在东南风条件下因北京不利的扩散条件而使CO_(2_(ff))聚积。此外,在早晚高峰期间,观察到由于交通流量增加引起的较高CO_(2_(ff))浓度。同期PM_(2.5)浓度相似的日变化过程进一步验证了本次CO_(2_(ff))观测结果的可靠性。