Carbon reduction potential and cost evaluation of different mitigation approaches in China's coal to olefin Industry

Coal-based olefin (CTO) industry as a complement of traditional petrochemical industry plays vital role in China's national economic development. However, high CO₂ emission in CTO industry is one of the fatal problems to hinder its development. In this work, the carbon emission and mitigation potentials by different reduction pathways are evaluated. The economic cost is analyzed and compared as well. According to the industry development plan, the carbon emissions from China's CTO industry will attain 189.43 million ton CO₂ (MtCO₂) and 314.11 MtCO₂ in 2020 and 2030, respectively. With the advanced technology level, the maximal carbon mitigation potential could be attained to 15.3% and 21.9% in 2020 and 2030. If the other optional mitigation ways are combined together, the carbon emission could further reduce to some extent. In general, the order of mitigation potential is followed as: feedstock alteration by natural gas > CO₂ hydrogenation with renewable electricity applied > CCS technology. The mitigation cost analysis indicates that on the basis of 2015 situation, the economic penalty for feedstock alteration is the lowest, ranged between 186 and 451 CNY/tCO₂, and the cost from CCS technology is ranged between 404 and 562 CNY/tCO₂, which is acceptable if the CO₂ enhanced oil recovery and carbon tax are considered. However, for the CO₂ hydrogenation technology, the cost is extremely high and there is almost no application possibility at present.     

二龙湖表层水体有色溶解有机物的光学特性及来源

CDOM（colored dissolved organic material,有色溶解有机物）的光学特性可反映水体中内源物质与外源物质的比例,为了解二龙湖受到上游来水所含污染物的影响,利用荧光区域一体化技术和荧光指数分析水体中CDOM的荧光特性,进而判定水体污染状况,并结合CDOM荧光组分与水质参数之间的关系,探讨了不同季节二龙湖水体中CDOM光学特性在时空分布上的差异性以及CDOM的组成与来源.结果表明:①水相中CDOM表现出明显的季节性差异.其中,光谱斜率S_g（275~295 nm）和E_{250 nm:365 nm}〔a_CDOM（250）/a_CDOM（365）〕均表现为丰水期>平水期>枯水期,SUVA_{254 nm}表现为枯水期>平水期>丰水期.②水体中的荧光组分以外源组分R3（富里酸类物质）和R5（腐殖酸类物质）为主,在枯水期、丰水期和平水期分别占总荧光强度的70.0%、60.4%和51.3%.③在丰水期、枯水期、平水期,FI_{310 nm}平均值均大于0.8,FI_{370 nm}平均值均小于1.4,表明在3个水文期,微生物活动带来的内源CDOM在二龙湖南部较为明显.④ρ（DOC）（dissolved organic carbon,溶解性有机碳）与CDOM的荧光组分R2（色氨酸类组分）、R4（可溶性微生物副产物组分）和R5（腐殖酸类组分）均具有较好的相关性,相关系数（R）分别为0.71、0.80、0.73,表明DOC主要源于微生物代谢的可溶性副产物及浮游植物的降解.研究显示:水体中CDOM主要组成为内源的色氨酸与微生物蛋白质类副产物以及外源的富里酸类与腐殖酸类有机物;同时,由于冰冻、降水、生活污水排放、农业废水和水生植物等因素,导致湖泊中的CDOM的组分与来源十分复杂.      

基于LCOE模型的光伏发电经济效益分析:以宜昌农村地区光伏扶贫电站项目为例

光伏发电是我国重要的清洁能源发展战略,也是资产收益扶贫的重要方式.为了探讨光伏发电项目对政策的依赖性及其在经济上的可持续性,采用平准化度电成本（LCOE）模型开展研究,并开发出平准化度电净现值（LNPVE）模型用于研究光伏发电项目的长期经济效益及其影响因素.将上网电价与补贴作为效益指标引入LCOE模型,即得到LNPVE,LNPVE为折现度电收入和折现度电成本之差.LNPVE模型不仅能将政策因素引入经济效益分析中,同时还能考虑效益变动,从而分析光伏发电项目的经济可持续性.以宜昌市长阳土家族自治县渔峡口镇村级光伏扶贫电站项目为案例的分析表明,从LCOE模型结果来看,案例项目能够实现经济效益;然而从LNPVE模型结果来看,现行补贴上网电价下案例项目的长期经济效益仍存在不确定性,且这种不确定性随着光伏发电上网电价补贴“退坡”政策的出台而有所强化.敏感性分析结果表明,影响案例项目经济效益的首要因素是技术因素,其次是政策因素,再者是经济因素.若案例项目以无补贴标杆电价平价上网,则需将单位造价降低19.3%或者年利用小时数提高14.8%;若要进一步实现以燃煤发电上网电价平价上网,则需将单位造价降低97.0%或者年利用小时数提高182.1%.因此,应当针对光伏发电特别是村级光伏扶贫项目实施必要的电价补贴,将补贴“退坡”与提高光伏发电效率相结合,并将有针对性地提高补贴效率作为光伏电价补贴的重点,同时高度重视技术改进及推广应用和运营维护的成本降低及质量提高,以持续实现光伏发电项目的经济效益.      

厌氧氨氧化颗粒污泥胞外聚合物金属元素特性

为探究厌氧氨氧化颗粒污泥胞外金属元素特性,将厌氧氨氧化颗粒污泥根据粒径筛分为0.5~1.4mm、1.4~2.8mm、>2.8mm 3组,提取不同粒径厌氧氨氧化颗粒污泥胞外聚合物（EPS）,研究EPS金属元素特性.结果表明,蛋白质（PN）是厌氧氨氧化颗粒污泥EPS的主要成分,占EPS含量的84.2%以上.随着粒径的增大,EPS中Na、K、Ca、Mg元素含量均增多,且与EPS中蛋白质含量变化一致.EPS中K、Ca、Mg元素的离子形式占比分别为68.6%、56.2%、94.7%.EPS经过阳离子交换树脂（CER）处理后,0.5~1.4mm、1.4~2.8mm、>2.8mm组EPS Zeta电位分别减小了4.7,7.2,9.1mV,EPS中的金属离子可通过压缩双电层作用促进颗粒污泥的聚集,金属离子对大粒径颗粒污泥EPS Zeta电位的影响幅度更大.     

基于多尺度交叉趋势样本熵的城市空气质量指数分析

为了研究城市的空气质量指数（air quality index,AQI）与各污染物浓度序列之间的一致性,以及相邻城市间污染物的相似程度,提出一种新的多尺度交叉趋势样本熵（multiscale cross trend sample entropy,MCTSE）,用于刻画2个具有趋势的序列在不同尺度上的一致性。利用该方法对长沙、株洲和湘潭3个城市春、夏、秋、冬的AQI与PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO和O₃ 6种污染物浓度序列展开研究,为寻找影响这些城市空气质量的污染源以及共同治理提供参考。最后为这些城市制定空气污染防治目标提出了可行的治理对策。     

不同腐植酸类材料对电解锰渣中Mn的稳定作用

针对电解锰渣堆场在降雨条件下释放出大量Mn产生的环境问题,通过对褐煤和腐植酸钠进行改性,优选改性材料再与壳聚糖、酚醛树脂进行复合,探讨不同腐植酸类材料对电解锰渣中Mn的稳定效果。结果表明:在腐植酸类材料添加量为5%~20%时,褐煤对锰渣中Mn的稳定效率为27.5%~31.5%,而腐植酸钠对Mn的稳定效率为7.2%~27.6%;褐煤改性后的不溶性腐植酸对锰渣中Mn的稳定效率最高提升了14.3%,但腐植酸钠改性后的磺化腐植酸钠对Mn的稳定效率仅略有提高。进一步将不溶性腐植酸、磺化腐植酸钠分别与壳聚糖、酚醛树脂进行复合,得出壳聚糖-不溶性腐植酸复合材料对锰渣中Mn的稳定效率最高为55.7%,而酚醛树脂-磺化腐植酸钠复合材料对Mn的稳定效率最高可达73.1%。     

1株汞挥发真菌的分离及特性分析

近年来土壤汞污染日益严峻,严重危害环境和人类健康,已成为一个世界性的环境问题,因此选择合理有效的方法对其进行修复与控制刻不容缓。有些微生物对汞具有吸附和挥发的特性,可用于受汞污染环境的修复。实验从受重金属污染的土壤中分离纯化出1株高抗汞真菌（DC-F9）,其汞的最小抑菌浓度（MIC）达到160 mg/L;通过ITS序列比较,鉴别该菌属于曲霉属真菌;摇瓶培养发现,该真菌在Hg（Ⅱ）浓度为5 mg/L的培养基中对汞的挥发率、吸附率和总去除率分别为36.8%、58.4%、95.2%;而在Hg（Ⅱ）浓度为10 mg/L的培养基中,其值分别为45.4%、40.2%、85.6%;通过FTIR分析,发现该菌株为响应汞的胁迫表现出多种生理上变化。结果表明该菌株具有对汞污染环境修复的应用潜力。     

高温高压高含CO2环境下两种氟橡胶密封可靠性评价

目的 研究两种氟橡胶O型圈在总压为25 MPa,CO2体积分数为5%,温度为120 ℃,液相介质Cl^?质量浓度为7000 mg/L的高温高压高含CO2工况下的密封可靠性。方法 通过高温高压釜模拟井下实际工况,采用自研橡胶O型圈密封装置实现试样的承压状态,以物理性能、腐蚀形貌和抗渗透性能为考察指标,对两种氟橡胶O型圈的耐蚀性能和密封性能进行测试评价。结果 氟硅橡胶O型圈在承压状态下腐蚀后,拉伸强度由18.1 MPa下降为13.4 MPa,拉断伸长率由172.8%下降为151.9%。AFLAS橡胶O型圈在承压状态下腐蚀后,拉伸强度由21 MPa下降为14.6 MPa,拉断伸长率由277%下降为212.3%,硬度从84HA下降为75.5HA,表面破损严重。两种橡胶O型圈抗渗透性能随压差增大、温度上升而减弱。结论 承压状态下,两种橡胶O型圈性能衰减程度低于自由状态,氟硅橡胶O型圈在承压状态下表现出更好的密封可靠性。     

羟基磷灰石对成都平原水稻土中重金属的钝化效果研究

本研究选取成都平原典型农田系统受Cd和Zn复合污染土壤为研究对象,采用淋溶试验和老化试验,探索添加羟基磷灰石对土壤中重金属生物有效性以及形态分布的影响,羟基磷灰石添加比例（w/w）设置为0%（CK）、1%（P1）、3%（P3）和5%（P5）。结果表明：①添加羟基磷灰石能够明显降低土壤中Cd和Zn淋失量,P1、P3和P5与CK的Cd累积淋失量（110 μg）相比,降低比例分别为82.7%、92.7%、90.7%,P1、P3和P5与CK的Zn累积淋失量（9.30 mg）相比,降低比例分别为94.8%、97.1%、94.6%;②添加羟基磷灰石能够显著提高土壤pH,P1、P3和P5的pH分别比CK升高了0.30、0.53、0.95个pH单位;③添加羟基磷灰石能够显著降低土壤有效态Cd和Zn（0.025 mol HCl）,相较于CK,P1、P3和P5的有效态Cd含量分别降低了59.0%、94.7%、98.7%,有效态Zn含量分别降低了18.6%、49.6%、87.6%;④添加羟基磷灰石能够显著降低土壤可交换态和碳酸盐结合态Cd和Zn含量,增加土壤中残渣态Cd和Zn含量,从而促进Cd和Zn向非活性态转化。本研究结果表明羟基磷灰石在成都平原区典型农田系统耕地Cd和Zn污染的修复中有较大的应用潜力。