美国最新研究发现生物电能要比生物燃料更有效

美国加利福尼亚大学默塞德分校等研究人员对生物电能和生物燃料的对比研究发现,从土地利用角度看,生物电能要比生物燃料更有效。研究人员在最新一期《科学》杂志上报告说,如果用同等面积土地上种植的作物来发电或制造乙醇,     

燃料耕作前景看好

如何从根本上解决二氧化碳引起的温室效应,科学家们几乎异口同声地赞成,种值能源作物为最佳选择,因为能源作物在满足人类生活需求的同时,在燃烧过程中所释放的二氧化碳与这些作物生长过程中所吸收的二氧化碳数量恰好相等,绝不会象矿物燃料那样增加大气中二氧化碳的含量。很明显,由于生物燃料可以再生,使二氧化碳实行再循环,在使生物体降解的同时,还能大幅度减少硫的排放数量;由于生物燃料与矿物燃料产生完全相同的能量形式,即都产生电能和液体燃料,因而完全可以采用现有的能源基础设备,无需增添设     

国家发改委提出生物质能源发展规划

国家发改委最近就我国生物燃料产业发展作出三个阶段的统筹安排:"十一五"实现技术产业化,"十二五"实现产业规模化,2015年以后大发展.预计到2020年,我国生物燃料消费量将占到全部交通燃料的15%左右,建立起具有国际竞争力的生物燃料产业.     

我国燃料乙醇的生产潜力与发展对策研究

论文测算了我国能源作物和农林废弃物等原料的燃料乙醇转化潜力,发现2015-2030年我国燃料乙醇的理论生产能力将从6 364×10⁴ t 增长到1.18×10⁸ t,可行的产量水平将在1 387.9×10⁴ t 以上。如果能实现这一产量,将在很大程度上缓解我国的石油供求矛盾。今后提高燃料乙醇生产能力的可行策略主要有以下方面：加强边际土地资源评估和开发,促进能源作物的规模化利用,通过利益引导加强秸秆能源化利用,延长林木采伐加工产业链,在农村地区发展沼气等新型能源替代薪柴。     

武器也环保

据国外媒体报道,墨西哥正研发从水葫芦中提取生物燃料的技术,变废为宝.前不久,美国一架运输机使用的燃料中还混合了部分来自于动物脂肪的生物燃料,以及从煤中提取的合成燃料.据分析,这预示未来武器将朝着环保、清洁的方向发展.英国《新政治家》周刊则刊文认为,未来大国冲突将以"绿色环保武器"和"绿色战术"为特征.     

生物炭对菜地土壤氮平衡及酸碱缓冲能力的影响

针对太湖地区菜地化肥氮投入量较大导致氮淋失严重及土壤酸化的现状,选取太湖地区的菜地土壤,利用盆栽试验连续种植三季小白菜,结合生物炭埋袋回收技术,研究不同化肥氮施用量(以N计,0和110 mg/kg)及生物炭添加量(w为0%、1%、2%和5%)对土壤氮淋失及酸碱缓冲能力的影响. 结果表明:在化肥氮施用量为110 mg/kg条件下,与无生物炭添加相比,生物炭添加量为2%时可使作物对土壤矿质态氮的利用效率提高约1倍(由41%增至81%),因化肥氮施用引起的土壤氮素残留量降低83%;生物炭添加可有效减少48%~65%的土壤氮淋失量,当添加量为1%、2%时,生物炭主要通过削减淋失液中ρ(TN)来降低土壤氮淋失量;添加量为5%时,则主要通过削减淋失液体积来实现. 无论是否添加化肥氮,生物炭均能有效维持土壤原有的pH、w(有机质)及w(盐基离子);促使土壤酸碱缓冲能容量增加22%~37%,致酸速率降低17%~80%,显著提升了土壤的酸碱缓冲能力. 研究显示,在化肥氮施用量为110 mg/kg条件下,生物炭添加量为2%时能对土壤酸化产生较好的缓冲效果.      

生物炭负载氮还田对水稻生长、根系形态及氮素利用的影响

建立连接富营养化水体养分与农田养分的枢纽是减少农田养分投入、缓解水体富营养化的难点.为探明生物炭材料负载氮还田的可行性,开展了基于溶液氮及生物炭负载氮两种氮源添加方式的水稻根箱试验.结果表明,生物炭负载氮添加方式分别较溶液氮添加方式降低了水稻地上部分生物量及氮累积16%及14%,提高了生物量根冠比25%～27%,降低了氮利用效率.不定根的根长及体积是两种氮源添加方式在水稻地下部分差异的体现,地下部分生物量及氮累积与土壤铵态氮含量呈正相关关系,而地上部分氮累积与根尖数呈负相关关系.生物炭负载氮完全替代化学肥料施用农田会影响水稻生物量及氮素利用.但生物炭负载氮与普通化学肥料共同施用,水稻并不会显现利用偏好.生物炭负载氮对水稻氮素利用无不良影响,且能有效提高土壤矿质态氮固持量.因此,生物炭可以作为载体实现水体到农田土壤的氮素迁移,鉴于化肥氮替代比例对作物生长的影响,适宜替代比例还需进一步研究确定.     

煤科集团杭州环保研究院

<正>我院是从事废水深度处理与生物脱氮的专业设计研究院:拥有环保工程专项甲级资质,建筑设计甲级。其"废水深度处理与生物脱氮工程"是我院自行研发、完全拥有自主知识产权的核心技术,已获得国家专利(专利号:ZL200820165114.1)。"ABFT深度处理城市中水回用电厂循环冷却水技术研究"获得中国电力科技一等奖;2011年国家环保部推广示范技术。我院主持的"城市中水综合利用深度脱氮技术研究和工程示范"、"集中式综合污水厂提标     

施用生物炭对麦田土壤细菌群落多样性和冬小麦生长的影响

通过长期田间定位试验研究土壤细菌群落的多样性及作物生长对施用生物炭的响应,为生物炭在农田中的合理应用提供科学依据.以冬小麦为研究对象,设置生物炭施加量为0(B0对照)、 5(B1)、 10(B2)和20 t·hm^-2(B3)这4个处理,结合Illumina MiSeq高通量测序技术探究不同生物炭施用量对冬小麦扬花期和成熟期土壤理化性质、土壤细菌群落多样性和作物生长的影响.结果表明,土壤含水量、 pH值、土壤有机碳、全氮、硝态氮含量、冬小麦生物量、氮吸收和产量随着生物炭施用量的增加均表现出增加趋势.高通量测序结果得出B2处理显著降低了扬花期细菌群落α多样性;土壤细菌群落组成对不同施用量的生物炭和物候期的总体响应在分类上一致,本研究以变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和放线菌门(Actinobacteria)为优势菌门(相对丰度>5%),酸杆菌门的相对丰度下降,但随着生物炭的施用,变形菌门和浮霉菌门的相对丰度增加.冗余分析、共现...     

生物-电协同驱动型同步脱氮除硫工艺性能及功能菌群分析

同步脱氮除硫燃料电池可同时去除氮硫污染物并产生电能,其同步脱氮除硫功能受到生物驱动和电能驱动的双重作用.为探究该新型工艺中生物驱动和电能驱动的贡献,分别构建了电能驱动型、生物驱动型和生物-电驱动型同步脱氮除硫系统,并考察了其基质去除性能、产物类型分布和电能产生情况.结果表明,生物驱动型和生物-电驱动型系统皆具有良好的同步脱氮除硫功能,而电能驱动系统仅具有硫氧化功能.通过衡算不同驱动型系统对基质去除的贡献率以及对产物产生的贡献比,发现在生物-电驱动系统中,电能驱动和生物驱动在硝酸盐还原,硫酸盐和氮气的生成以及电量产生方面皆具有协同效应.并通过高通量测序分别从门和属分类水平对生物驱动系统和生物-电驱动系统阳极室内污泥细菌群落进行分析,相对丰度较高的菌门都是Proteobacteria和Bacteroidetes,而生物驱动系统的优势菌属为Halothiobacillus和Thauera,生物-电驱动系统的优势菌属为Marinilabiaceae和Rhodanobacter.     

化肥减量有机替代对紫色土旱坡地土壤氮磷养分及作物产量的影响

化肥减量配施有机肥是实现环境友好,保持耕地质量的国家战略,对防治土壤污染和实现农业可持续发展具有重要意义.以三峡库区紫色土旱坡地为研究对象,通过田间试验研究了在油菜/玉米轮作模式下,对照处理、常规施肥、优化施肥、生物炭（化肥减量配施生物炭）及秸秆还田（化肥减量配施秸秆还田）这5个处理对土壤氮、磷形态、作物氮磷含量、肥料利用率及作物产量的影响.结果表明,土壤铵态氮含量在油菜季的秸秆处理最高,为4.51 mg·kg^-1.各处理玉米季的土壤铵态氮和碱解氮含量均明显高于油菜季.化肥减量配施有机肥可以保障并提高土壤全氮的含量.其中,秸秆处理的油菜季和玉米季土壤全氮含量均最高,分别为0.56 g·kg^-1和0.60 g·kg^-1.秸秆处理的油菜季土壤有效磷含量最高（0.76 mg·kg^-1）.化肥减量配施有机肥的土壤全磷含量较常规处理没有显著差异（P>0.05）.化肥减量配施有机肥表现出略有增产的趋势,其中生物炭处理的油菜产量最高（2328 kg·hm^-2）;常规处理的玉米产量最高（5838 kg·hm^-2）.无论油菜季还是玉米季,各化肥减量处理较常规处理都普遍提高了氮肥和磷肥的农学利用率.在紫色土地区中,化肥减量配施生物炭和秸秆还田均有利于改善土壤养分、提高化肥利用率,达到减少氮肥、磷肥施用量和提高作物产量的效果.     

稻麦作物净初级生产力模型研究:模型的建立

以植物生理学、农业气象学和土壤环境学的基本原理为基础 ,建立了稻麦作物净初级生产力模型 .该模型包括 2个主要功能模块 :光合作用和呼吸作用 ;土壤 作物系统氮素运移 .前者综合考虑了环境因子和作物氮含量的影响 ,后者包括了作物氮素吸收、土壤氮矿化和化肥氮释放的动态模拟 .     

生物脱氮组合工艺的研究及应用

为处理高浓度含氮废水,提出生物脱氮组合工艺,首先介绍3种生物脱氮技术原理,同时对其进行比较分析,找出现有技术在实际应用中存在的不足,从而归纳出生物脱氮组合工艺,即"短程硝化+厌氧氨氧化+反硝化"。该组合工艺可去除废水中各种形式的氮,且去除1 mol氨态氮消耗0.75 mol氧气。实际应用中总氮去除率最高可达87.5%,氨氮去除率最高可达91.8%。     

环球

欧盟欲限粮食转化生物燃料 欧洲联盟委员会日前提议由玉米和大豆等农作物转化制成的生物燃料最多占生物燃料替代化石燃料总目标的一半,     

氮肥和秸秆还田方式对麦玉轮作土壤N2O排放的影响

为探究氮肥和秸秆还田方式对N₂O排放的影响,本研究在关中地区冬小麦-夏玉米轮作模式下,采用双因素裂区设计,主区为常规施氮（G）和减量施氮（70% G）;副区为秸秆不还田（N）、秸秆还田（S）和秸秆还田+生物炭（SB）,分析对N₂O排放和产量的影响及与相关影响因子间的关系.结果表明,小麦季和玉米季各处理在施肥后第5~16d内相继出现N₂O排放高峰,在降雨后也出现N₂O排放峰值.N₂O通量和土壤温度、NH₄⁺-N含量呈显著正相关.在同等施氮水平下,S处理增加了N₂O排放量,SB处理可降低N₂O排放量,S和SB处理均能显著增加作物产量,且SB增产幅度更大;70% G水平的N₂O年排放量较G水平减少了40%~48%,而产量并没有明显减少.综合考虑,在常规施氮基础上减氮30%配合秸秆+生物炭,在保证作物高产的同时,N₂O减排效果最好.     

流化床燃烧过程中燃料氮转化为NO和N_2O的系数

一组不同变质程度的氮含量和挥发份含量各异的煤在小型的流化床燃烧器中于各种温度和氧/燃料比条件下燃烧。将燃料氮转化为NO和N_2O的百分率与煤的性质和燃烧条件进行了比较。燃料氮转化为NO和N_2O的转化率随温度呈相反的变化趋势,但燃料氮转化为N_2O和NO的联合转化率却恒定在50％。脱挥发份煤的燃烧表明,燃料氮的氧化与挥发份和煤中总氮的相关性较小。石灰石和白云石增加了NO排放量,但却减少了N_2O的排放量。     

低C/N比条件下高效生物脱氮策略分析

针对低C/N比污水传统生物脱氮碳源不足、脱氮效率不高,提出从充分利用碳源和减少生物脱氮碳源需求量两个方面,来实现高效生物脱氮.在充分利用碳源方面,介绍了好氧缺氧分段进水工艺、脉冲式SBR工艺等改进型生物脱氮工艺;在减少生物脱氮碳源需求量方面,介绍了短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、完全自养脱氮等新型生物脱氮技术.并对这些技术和工艺的原理、优势、存在的问题以及应用情况进行了简要的分析.     

氨氮在饮用水生物滤池内的去除机制

为探讨饮用水生物滤池对NH4+-N的去除机制,测定生物滤池进出水中NH4+-N、NO2--N、NO3--N、高锰酸盐指数、总磷、单质氮(N2)、温度和溶解氧(dissolved oxygen,DO)等指标,并采集生物滤池不同层高(0、10、20、40、60 cm)活性炭生物填料,应用分子生物学技术,对样品中的细菌种群进行研究.结果表明,根据进水NH4+-N浓度分为3个阶段,第一、二和三阶段都发生了"氮亏损"现象(出水无机氮之和小于进水无机氮之和),氮亏损的量(出水无机氮之和与进水无机氮之和的差值)分别为0.94、0.32和0.15 mg.L-1.氮亏损的量与进水中NH4+-N浓度有很好的正相关性,但与进水中高锰酸盐指数浓度没有线性关系.第一阶段水中N2的平均浓度随着生物滤池填料层高呈上升趋势,进水中N2平均浓度是14.04 mg.L-1,出水N2平均浓度为14.67 mg.L-1.测序结果显示活性炭上生物膜中氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)全部归为3个常见属:Nitrosococcus、Nitrosomonas和Nitrosospira.当生物滤池进水NH4+-N浓度较高时,生物滤池中发生的"氮亏损"现象是由AOB的作用.     

环球扫描

乙醇燃料遭受误解？《商业周刊/中文版》2008年第6期主要以玉米为原料的生物燃料并非批评者所声称的导致粮食紧缺的罪魁祸首,但转用其 他作物是当务之急。首先，玉米乙醇实际上并不是批评家所声称的祸首。去年．美国农民在8500万英亩（约5．1亿亩）耕地上生产出了创纪录的131亿蒲式耳（约3．3亿吨）玉米。     

木薯燃料乙醇的碳效应分析

出于能源安全的考虑及对温室气体减排的关注,世界各国近些年大力发展生物液体燃料,我国政府提倡以木薯等非粮作物为原料生产燃料乙醇。一直以来科学家们对生物液体燃料的碳效应争论激烈,争论的焦点在于原料种植对土壤碳库的影响及不同技术条件下副产品利用的评估。论文通过建立碳平衡分析模型,将原料种植对土壤碳库影响及副产品利用的替代效应纳入研究体系,评估了我国木薯燃料乙醇生产各个环节的碳排放,研究结果显示:木薯原料种植环节碳排放主要来自氮肥的使用及对土壤碳库的破坏;木薯燃料乙醇加工转化环节碳排放主要来自蒸馏和脱水过程能源消耗,改进加工转化技术对减少此环节碳排放至关重要;木薯燃料乙醇运输及储存过程碳排放较小。在现有生产技术条件下,生产单位质量(1 kg)木薯燃料乙醇平均碳排放为0.647 kg。以汽油的碳排放为参照,在目前技术水平条件下,我国木薯燃料乙醇碳排放呈现负效益;采用较为先进的双酶法中温喷射液化-大罐浓醪间歇发酵-多塔多耦合差压精馏和分子筛变压脱水技术,则其碳排放为汽油的90%;倘若能避免对土壤碳库的破坏,则这一比例下降到64%。因此,为了促进我国木薯燃料乙醇的发展,减少木薯燃料乙醇生产的碳排放,首先应该引导农民合理施肥,利用边际土地种植木薯,不转换林地、草地等土地类型的利用方式,减少对土壤碳库的破坏;此外,要开发高效节能的燃料乙醇转化技术并加强对副产品的二次利用。