微流控在二氧化碳捕集、利用与封存的研究

二氧化碳(CO₂)捕集、利用与封存(CCUS)是解决全球变暖问题的关键技术。CCUS通过捕集与封存减少大气中的CO₂含量，并利用CO₂代替化石原料的使用进一步减少CO₂的净排放。CCUS技术的实施基于微尺度下CO₂物理和化学过程的综合研究。微流控技术可以在微米甚至纳米尺度操控流体并揭示流体运动规律，在CO₂捕集、利用与封存等各个环节中均发挥了重要的作用。本文概述了微流控技术的优势，包括精确的流体操控、大比表面积和增强的传热传质能力。系统介绍了与CCUS相关的微流控研究，包括CO₂捕集吸收剂的快速筛选、配方优化和材料制备，CO₂高效转化利用的电催化反应、光催化反应、催化剂制备和光合作用检测，CO₂地质封存的流体分析和地质建模等。最后，总结了微流控技术在CCUS中所扮演的重要角色，提出了微流控技术在CCUS领域的机遇和挑战。     

能源低碳转型风险及其应对策略——基于新型能源安全观的研究

能源低碳转型已成为世界各国应对气候危机和推动可持续发展的重要途径。然而，已有的研究大多是基于能源供给或者需求安全等相对单一的维度对能源低碳转型的风险与挑战展开分析，这将导致转型风险识别不够全面。鉴于此，本文在梳理能源安全观内涵演进的基础上，构建了涵盖供需安全、技术安全、信息安全、市场安全和人才安全的新型能源安全观“五维”分析框架，系统阐述我国能源低碳转型面临的风险，进而提出应对策略，包括保障能源供给，强化供需安全；发挥煤电优势，提升技术安全；维护数据系统，保障信息安全；完善市场机制，维护市场安全；加大人才建设，重视人才安全。本文认为，以新型能源安全观引领能源低碳转型，对于推动我国“双碳”目标实现和高质量发展具有重大意义。     

尘螨过敏原硝基化的位点选择性分析

过敏原的硝基化会引起其致敏潜能的增强，进而带来更大的致敏性健康风险.过敏原蛋白质通常含有多个酪氨酸硝基化位点，分析过敏原硝基化的位点选择性是探究硝基化对过敏原致敏性影响的重要基础.本文以尘螨过敏原为研究对象，建立了基于超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)同时定量分析3种尘螨过敏原(Der f 1、Der p 1和Der p 2)的13个酪氨酸位点硝基化程度的方法，并应用于分析3种尘螨过敏原在过氧亚硝酸盐硝基化作用下的位点选择性.结果表明，3种尘螨过敏原均发生了位点特异性的硝基化，Y₁₉₅、Y₃₇和Y₉₂分别为Der f 1、Der p 1和Der p 2中反应活性最高的硝基化位点.尘螨过敏原位点选择性的硝基化表明，在评价硝基化尘螨过敏原的致敏性变化时应当考虑其位点特异性的硝基化状况.     

黑肩绿盲蝽对水稻挥发物单一组分的嗅觉行为反应

研究水稻挥发物单一组分对稻飞虱(Nilaparvata lugens)天敌黑肩绿盲蝽(Cyrtorhinus lividipennis)嗅觉行为反应的影响,为进一步开发基于水稻挥发物的害虫天敌引诱剂提供一定的理论依据。利用T型嗅觉仪室内测试了黑肩绿盲蝽对10种水稻挥发物单一组分(苯乙醛、2-庚酮、α-蒎烯、芳樟醇、反-2-己烯醛、叶醇、罗勒烯、水杨酸甲酯、橙花叔醇、石竹烯)不同浓度(100、10、1、0.1 mg·L~(-1))的嗅觉行为反应。试验结果表明,α-蒎烯(100 mg·L~(-1))、水杨酸甲酯(10 mg·L~(-1))、芳樟醇(1 mg·L~(-1))、罗勒烯(1 mg·L~(-1))、反-2-己烯醛(0.1、1、10、100 mg·L~(-1))、叶醇(0.1 mg·L~(-1))等6种化合物对黑肩绿盲蝽雌成虫具有引诱效果,而芳樟醇(10、100 mg·L~(-1))、叶醇(100 mg·L~(-1))、橙花叔醇(1、10、100 mg·L~(-1))、β-石竹烯(0.1、1、10、100 mg·L~(-1))对其产生了驱避效果。同种化合物在不同浓度下的作用效果不同。黑肩绿盲蝽会对水稻挥发性化合物单一组分产生一定的嗅觉行为反应,且在不同水稻挥发物不同浓度下的选择行为存在一定的差异。水稻挥发物单一组分的浓度对黑肩绿盲蝽的嗅觉选择行为具有一定的影响,如芳樟醇和叶醇在低浓度下表现出引诱而高浓度下表现出趋避;反-2-己烯醛随浓度的增加引诱效果减弱,而橙花叔醇随浓度的增加驱趋避效果增强。     

垃圾填埋场污泥坑原位修复工程实践

垃圾填埋场内污泥坑的存在严重影响填埋场竖向扩建和填埋堆高。对某垃圾填埋场内污泥坑进行现场勘察取样、原位测试与室内实验,获得污泥的分层及沿深度变化的物理、力学特性,并针对不同分层的污泥,提出表层垃圾清除、污水抽排、泥水混合污泥土工管袋脱水、流塑、软塑污泥原位固化综合处理方法。对污泥坑抽排污水过程中垃圾堆体边坡进行渗流稳定分析,发现渗滤液水位快速下降将导致污泥坑垃圾边坡滑移失稳,在污泥坑治理过程中应采取相应措施。根据污泥坑上覆80~120 m垃圾堆体沿原位固化污泥滑移稳定分析,获得污泥坑原位固化处理强度指标,不排水抗剪强度Cu为40 k Pa。     

水泥窑协同处置垃圾衍生燃料对烟气污染物排放及熟料品质的影响

水泥窑协同处置垃圾衍生燃料(RDF)可以实现垃圾资源化利用,但需确保不会造成烟气污染物排放超标或使水泥熟料品质受影响。研究了国内某水泥厂新型干法水泥窑协同处置RDF前后烟气污染物排放及水泥熟料品质变化的情况。结果表明,水泥窑协同处置RDF的烟气中SO_2、NO_x、NH_3、HCl和HF的排放均符合《水泥工业大气污染物排放标准》(GB 4915—2013)。重金属与二噁英的含量相比于协同处置RDF前虽略有升高,但仍低于《水泥窑协同处置固体废物污染物控制标准》(GB 30485—2013)的排放限值。协同处置RDF基本不影响水泥熟料的矿物组成,抗折强度和抗压强度相比掺加RDF前有所提高,并且符合《通用硅酸盐水泥》(GB 175—2007)的中普通硅酸盐水泥的52.5R强度等级要求,安定性合格率提高至100.0%。协同处置RDF的水泥熟料中Cu、Cd、Cr、Pb、As、Ni的浸出浓度远小于《水泥窑协同处置固体废物技术规范》(GB 30760—2014)的标准限值。总之,水泥窑掺烧RDF对烟气污染物排放和熟料品质的影响较小,甚至可以提高水泥熟料的某些品质。     

钒基催化剂降解实际烟气中的二噁英研究

为开发高效降解实际烟气中二噁英的新型催化剂,在钒基催化剂中加入Mn和Cu,研究200℃时不同催化剂对二噁英的降解效率,并添加臭氧辅助催化,分析二噁英不同氯代同系物的降解规律。结果表明:催化剂中添加MnO_x或同时添加MnO_x和CuO_x时,催化剂降解效率明显提升;催化剂中仅添加CuO_x则会导致二噁英的大量生成;反应气氛中添加臭氧,能提升催化剂对二噁英的降解效率,特别是VO_x-CuO_x/TiO_2,二噁英由生成转变为降解。分析二噁英同系物的脱除效率发现,催化剂对二噁英的吸附效率随着氯代数增加而增加,降解效率随氯代数增加而降低。     

氯苯类还原性气氛下高温降解反应机理

氯苯类化合物(CBz)是生活垃圾热处置过程中存在的重要污染物,热解、气化技术能够有效降低热处置过程的CBz排放.为了探究其在热解、气化环境下的降解机理,以1,2,4-三氯苯(1,2,4-TrCBz)为研究对象,进行了1,2,4-TrCBz在中高温段(550-850℃)还原性气氛(H2,CO等)下的降解特性实验,同时通过量子化学计算,利用Gaussian 09W软件模拟了降解过程中可能存在的多条反应路径,并比较了各路径的竞争关系.结果 表明温度越高,1,2,4-TrCBz的降解效率越高.降解效率在750℃和850℃时,分别为14.07％和60.27％,1,2,4-TrCBz分子的C—Cl键解离能在370 kJ·mol-1左右,温度在650℃以下时,环境提供的热量不足以使C—Cl键断裂,H2降低了40 kJ.mol-1左右的C—Cl键断裂所需的能量,提高了降解反应速率.单独的CO不参与1,2,4-TrCBz的降解反应,实验降解特性与N2气氛相似.CO与H2共存时,在相同温度下,降解表现呈现H2＞H2+CO＞CO的规律,CO的存在提高了H2近20 kJ·mol-1的降解反应活化能,从而降低了反应速率.1,2,4-TrCBz的降解过程存在3条有效降解路径,反应更趋向于通过生成1,3-二氯苯(1,3-DCBz)的路径进行.     

毒死蜱对于隆线溞和中华薄壳介混合种群的影响

研究了毒死蜱对隆线溞(Daphnia carinata)和中华薄壳介(Dolerocypris sinensis)混合种群的种群密度、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAGase)比活力和隆线溞游离态几丁质酶免疫可反应蛋白(chitinase-IR)的影响。结果表明,在毒死蜱质量浓度高于0.05μg/L的条件下,毒死蜱对两种生物会有抑制作用,并且基本随暴露浓度的升高而增强。不过,随着水中残留的毒死蜱浓度降低,抑制作用会减弱。计算毒死蜱对隆线溞和中华薄壳介的最高无作用浓度(NOEC)和最低有效浓度(LOEC)发现,中华薄壳介对毒死蜱的敏感性高于隆线溞。在生态风险评估工作中,NOEC或LOEC使用时间加权平均浓度会使评价结果更加准确。     

后疫情时期全国碳市场政策对经济和排放的影响

新冠肺炎疫情暴发一年多以来,国际国内形势仍面临极大不确定性。疫情显著降低了短期排放水平,但是经济恢复政策和疫情发展形势的不确定使得对未来经济发展和碳排放的判断变得复杂,碳排放是否会反弹对实现《巴黎协定》目标造成挑战,已经投入运行的全国碳市场能多大程度发挥政策效果等问题值得关注。本文首先定量评估了疫情对经济和环境的短期和长期的影响,基于此分析疫情后全国碳市场政策的实施效果。结果显示:疫情造成中国经济活动以及碳排放短期显著下降,2020年中国全年的GDP增长较基准情景下降3.84%,能源消费和碳排放分别较基准情景下降4.47%和5.12%。但是,接下来的十年内,GDP会逐渐恢复至基准情景,累计碳排放较基准情景增加0.06%。在没有其他气候政策干预的情况下,疫情带来的短期减排效应不足以保障中国各项气候目标的实现,落实碳市场政策十分必要。疫情之后启动全国碳市场,可以促进投资、减少能源使用和碳排放,到2030年,能源消费将下降7.44%,碳排放下降10.49%,碳价为229.73元/t。国外疫情若在2021年还不能得到控制,将会继续影响中国的对外贸易,使得中国GDP损失略有提高,但不会改变国内疫情之后经济恢复的大趋势。