封存过程中CO2流体与煤中矿物作用关系研究进展

利用深部煤层封存二氧化碳(CO2),既能减排主要人为温室气体CO2,又能同步开采煤层气(主要成分为甲烷,即CH4)。在适宜CO2封存的含煤储层条件下,CO2属于超临界流体,其易与煤中部分无机矿物发生作用,进而改变煤的理化性质,最终影响煤层的CO2封存效果。为此,归纳了煤中易与CO2发生作用的矿物分布特征,分析了CO2与矿物间的作用规律及其对煤理化性质的影响,并指出了后续研究方向。结果表明,煤中易与CO2流体发生作用的无机矿物主要包括碳酸盐矿物和黏土矿物。上述矿物的分布与煤变质程度和沉积环境有关。在封存过程中,超临界CO2流体与煤中矿物间的作用会改变煤体孔隙结构、煤的CO2吸附能力和含煤储层渗透率。针对CO2与煤中矿物的作用关系,后续需开展以下研究:CO2流体与煤中矿物之间的微观作用机理;CO2流体与煤层顶底板中主要无机矿物的作用规律;实际储层条件(温度、压力和地应力等)对CO2与矿物之间作用关系的影响;CO2与矿物之间的相互作用对同步采收CH4的影响。     

中国碳捕集、利用与封存项目环境影响评价技术建议

深入分析碳捕集、利用与封存(CCUS)项目捕集、运输、利用与封存等环节的主要环境问题,并借鉴现行环境影响评价(简称环评)体系,提出中国CCUS项目环评技术建议,包括CCUS项目工程分析、区域环境现状调查与评价、项目环境影响预测与评价、跟踪监测方案制定等方面。最后分析了中国目前推行CCUS项目环评制度存在的障碍:超临界CO2管道运输泄漏的风险评价模型尚未建立、封存导致的CO2渗漏的概率和规模尚不清楚以及温室气体排放影响评价所需的基本数据缺乏等,旨在为环境管理部门决策提供参考。     

CCS与CCUS碳减排优劣势分析

二氧化碳排放引起全球气候变暖已成为世界各国关注的焦点。CCS/CCUS作为一项新兴的、具有大规模减排潜力的终极减排技术对我国达成国家减排目标、实现经济环境可持续发展有着重要意义。在文献分析和资料研究的基础上,对深部咸水层、油气田、煤层和页岩气二氧化碳地质封存的优劣势进行分析与比较。指出深部咸水层CCS较其他封存方法更具综合效益。提出在国际战略环境平静时期应该大规模应用咸水层CCS技术、多试验CCUS的建议。     

Arsenic dynamics in the rhizosphere and its sequestration on rice roots as affected by root oxidation

A pot experiment was conducted to investigate the effects of root oxidation on arsenic （As） dynamics in the rhizosphere and As sequestration on rice roots. There were significant differences （P 〈 0.05） in pH values between rhizosphere and non-rhizosphere soils, with pH 5.68-6.16 in the rhizosphere and 6.30-6.37 in non-rhizosphere soils as well as differences in redox potentials （P 〈 0.05）. Percentage arsenite was lower （4%-16%） in rhizosphere soil solutions from rice genotypes with higher radial oxygen loss （ROL） compared with genotypes with lower ROL （P 〈 0.05）. Arsenic concentrations in iron plaque and rice straw were significantly negatively correlated （R = -0.60, P 〈 0.05）. Genotypes with higher ROL （TD71 and Yinjingmanzhau） had significantly （P 〈 0.001） lower total As in rice grains （1.35 and 0.96 mg/kg, respectively） compared with genotypes with lower ROL （IAPAR9, 1.68 mg/kg; Nanyangzhan 2.24 mg/kg） in the As treatment, as well as lower inorganic As （P 〈 0.05）. The present study showed that genotypes with higher ROL could oxidize more arsenite in rhizosphere soils, and induce more Fe plaque formation, which subsequently sequestered more As. This reduced As uptake in aboveground plant tissues and also reduced inorganic As accumulation in rice grains. The study has contributed to further understanding the mechanisms whereby ROL influences As uptake and accumulation in rice.     

废弃混凝土中钙离子的提取实验研究

废弃混凝土间接碳酸化封存CO2的重要一步是将Ca2+从混凝土中提取出来。论文对废弃混凝土中Ca2+的提取进行了研究,主要考察了提取溶剂、混凝土粒径、温度和固液比等对Ca2+提取过程的影响。对不同的提取溶剂进行了比较,发现HNO3作为溶剂时Ca2+提取率最高,其次为CH3COOH、HCOOH和H2SO4。减小混凝土粒径可有效提高Ca2+提取率。对粒径小于0.15 mm的混凝土,Ca2+提取率随温度升高而增大,其最佳固液比为40 g/L。粒径大于0.25 mm时,最佳固液比为20 g/L,温度的影响明显减弱。将Ca2+提取实验结果与XRD、SEM表征结合,发现废弃混凝土提取过程中SiO2惰性层的出现是限制Ca2+提取率进一步提高的重要原因。     

基于日本苫小牧港CCS示范项目的海洋碳封存环境风险监测方法浅析

碳捕集与封存利用技术是应对全球变暖、实现温室气体CO₂大规模削减的重要技术途径。海洋碳封存技术是近年来的研究重点之一,该技术利用海下稳定岩石储层对CO₂进行储存,相比于陆地碳封存技术具有更高的安全性。以日本苫小牧港CCS示范项目为基础,系统梳理了该项目在海洋生态环境监测、CO₂泄漏事故预防监测和地震监测等方面的研究方法,分析并总结了CO₂泄漏事故判断指标pCO₂/DO值(海水中CO₂与DO分压之比)的适用性以及地震对CO₂海下注入工程的影响,并基于中国国情提出在海洋碳封存项目中增加CO₂泄漏事故预防监测系统和地震监测系统等建议,为地震多发海域今后的碳封存项目提供借鉴。     

超高浓度CO2对主要环境介质的影响

规模化实施CO_2捕获、利用与封存(CO_2 capture,utilization and storage,CCUS)技术能够直接、有效地实现碳减排。但是由于地下地质条件的复杂多变以及技术手段的局限性,封存于地下的超临界CO_2仍会有逃逸的风险进而影响周边生态环境。回顾了国内外人工控制二氧化碳泄漏平台现状及研究内容,重点依托青海平安天然CO_2泄漏试验场地,通过模拟实验、取样测试和原位监测等技术手段,研究了超高浓度CO_2对研究基地内的土壤、水及大气环境影响程度。结论认为,受高含CO_2水体浸泡后,土壤理化性质发生了明显改变,土壤中的有机质、营养元素等大幅减少;高含CO_2气体的地下水具有较低的pH值,呈酸性水,并且含有游离CO_2;对水中的CO_3~(2-)、 HCO_3~-、Fe~(2+)、Fe~(3+)等离子影响作用较大。在开阔处,高浓度CO_2泄漏经过空气混合后不会对人体产生致命影响。不同高度大气CO_2日变化曲线趋势大致相同,随高度不同,大气中CO_2浓度也各有变化。     

生物炭对滨海湿地盐碱土壤碳氮循环的影响

滨海湿地盐碱土壤在全球碳氮循环及调节气候变化中起着重要作用。环境友好型土壤改良剂生物炭（Biochar,BC）在缓解气候变化和促进农业可持续发展方面前景巨大。然而,现有研究多关注BC对滨海湿地盐碱土壤中温室气体排放及土壤氮素流失的影响,缺乏其对滨海湿地盐碱土壤碳氮循环的深入研究和系统总结。本文综合分析了施用BC对滨海湿地盐碱土壤植被碳库、有机碳库、有机碳矿化及生物固氮、硝化、反硝化、矿化、氨损失等碳氮循环过程的影响和可能机制。指出未来应关注长期野外研究,利用宏基因组等现代分子生物技术,阐明BC对土壤碳氮循环影响的分子生物学机制,以期为滨海湿地生态系统的修复与功能保育提供理论依据。     

生物炭技术缓解我国温室效应潜力初步评估

热解制备的生物炭在实现了将植物吸收的大气CO2封存在土壤中的同时,还将产生多重农业生产效应.在调查我国农林废弃物资源可利用潜力的基础上,利用生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法对热解生物炭技术在缓解温室效应方面的潜力进行了初步评估.研究表明,我国每年可供生物炭生产的农林生物质资源总量为6.04×108t;温室效应净潜力(以CO2e计,CO2e为CO2当量)为5.32×108t,相当于每t原料可封存0.88 t.在整个温室效应潜力中,贡献最大的是大气CO2以生物炭形式在土壤中的封存,约为73.94%,其次是副产物可更新能源生产所产生的温室效应潜力,占总潜力的23.85%.由此可见,以农林废弃生物质资源为原料热解制备生物炭的技术对于缓解我国严峻的温室气体排放压力具有巨大的潜力.     

碳捕集与封存标准化展望

文章从碳捕集与封存技术(Carbon Capture and Storage,简称CCS)的发展入手,介绍了国际标准化组织二氧化碳捕集、运输与封存技术委员会(ISO/TC265)、参与国家与机构、主要工作方向及工作进展等基本情况,并对未来CCS技术标准化发展进行了展望。主要介绍了目前ISO/TC265在碳捕集、碳运输、碳封存、碳量化与验证以及其它共性问题等领域开展的主要工作进展情况,并结合国内外CCS技术及标准发展的现状,从CCS标准的重要性、发展方向、时间进程、方法学以及与其它标准关系等方面进行了探讨。