生物能源,前景未明

<正>生物燃料本是许多人寄予厚望的抗暖化救星,但随着需求日益攀升,其负面效应也逐渐显露。     

大亚湾沉积物中可溶性有机氮与蛋白酶和脲酶活性特征及其影响因素

为认知海湾沉积物有机氮转化机制及其对富营养化的影响,本文探讨了大亚湾表层沉积物可溶性有机氮（DON）、游离氨基酸（DFAA）含量及其关键酶活性的特征。结果表明,沉积物DON平均含量为50.56×10-6,分别占沉积物可溶性总氮（TDN）和总氮（TN）的64.52%和3.58%,DON是TDN的重要组成部分;DFAA平均含量为8.48×10-6,占DON的20.34%,表明大亚湾沉积物DON有较多易分解组分。DON和DFAA含量均与沉积物TN、总磷（TP）、有机质的含量密切相关,呈现出湾沿岸和海水养殖区较高,而湾中区域较低的分布趋势。蛋白酶和脲酶平均活性分别为61.64 mg/kg/d和86.12 mg/kg/d,蛋白酶主要与DFAA密切相关,而脲酶与DON、DFAA均密切相关,脲酶活性大小可以反映沉积物有机氮引起二次污染的风险程度。     

大亚湾湿地沉积物氮矿化特征及影响因素探究

为探讨大亚湾滨海湿地沉积物中有机氮矿化作用的时空分布规律及其影响因素,于2017年3月（枯水期）和8月（丰水期）分别采集了大亚湾典型湿地3个断面的表层沉积物,利用连续淹水培养法对沉积物有机氮矿化过程进行了测定.结果发现,不同站位沉积物氮的矿化速率差异较大,其矿化速率范围为1.88~15.12mg/（kg·d）,平均速率为（6.45±3.47）mg/（kg·d）,整体呈现S3（红树林断面）> S1（光滩断面）> S2（河口断面）的分布规律.矿化速率的最高值出现在S3红树林断面,表明红树植物的生长能够促进微生物的矿化作用.蛋白酶和脲酶的活性平均值分别为（8.52±4.21）mg/（kg·d）和（25.34±11.11）μg/（g·d）,蛋白酶活性空间分布上与矿化速率的分布特征一致,表现为S3 > S1 > S2.蛋白酶和脲酶活性最高的区域均出现在S3断面的高潮带,这主要由于红树林影响地区具有较高的生产力和微生物丰度,促进了微生物代谢酶的产生.蛋白酶的活性远高于脲酶活性,表明人类活动对近岸湿地生态系统的物质输入可能主要以大分子类有机氮为主.在河口断面,矿化速率和酶活活性均较低,与该地区较高的NH₄⁺-N含量有关.整体上,湿地沉积物矿化速率与蛋白酶和脲酶之间呈现出显著的正相关性（P<0.01）,说明蛋白酶和脲酶在有机氮的矿化过程中发挥了关键作用.     

有障碍物半开口管道内氢气燃烧数值模拟研究

基于有障碍物氢气燃烧实验装置进行数值模拟研究,采用Fluent软件分析了半开口管道内障碍物对氢气/空气燃烧特性的影响。结果表明:障碍物会促进实验管段内氢气火焰加速,随着障碍物阻塞率和数量的增加,火焰加速更快且燃烧压力峰值更大;在相同阻塞率下,障碍物形状对氢气火焰速度和燃烧压力峰值的影响很小;燃烧压力随障碍物间距的增大先增大后减小,障碍物间距为3倍管道内径时产生的燃烧压力峰值最大。     

有机负荷冲击对微压反应器的影响及调控策略

通过单周期瞬时有机负荷（OLR）冲击试验,探究了OLR冲击对微压内循环反应器（MPR）去除效率的影响,采用提高曝气量的方式应对冲击,确定不同OLR冲击条件下的最适曝气量.结果表明,随着OLR的增加,出水COD低于50mg/L,出水TN低于10mg/L,但NH₄⁺-N和TP的去除效率随负荷增加而降低.OLR增加到0.26gCOD/（gMLSS·d）时出水TP高于0.5mg/L;OLR增加到0.46gCOD/（gMLSS·d）时出水NH₄⁺-N高于5mg/L.OLR分别为0.26,0.34,0.46gCOD/（gMLSS·d）时,相应最适曝气量分别为1.95,2.25,2.45L/min.在单周期OLR冲击下,通过调控曝气量的方式可以有效应对冲击,保证污染物去除效果.     

珠江口表层沉积物有机碳不同浸提组分的空间分布特征

活性有机碳是海洋沉积物有机碳的重要组成部分,研究河口区沉积物不同浸提组分的活性有机碳对于认知近海活性有机碳的迁移转化过程具有重要意义,可为全球碳循环研究提供基础。本文于2013年7月采集珠江口表层沉积物样品,通过盐提取（SEC）、水提取（WEC）、氯仿熏蒸提取（MBC）和酸提取（AHC）等方法测定其活性有机碳,研究其分布规律及相互关系。结果表明:（1）珠江口表层沉积物SEC、WEC、MBC和AHC的平均含量分别为（768.0±23.5）×10-6、（688.1±31.2）×10-6、（963.2±26.4）×10-6和（3040.7±18.2）×10-6;（2）沉积物SEC和AHC含量由西北部向东南部逐渐减少,而MBC含量由口外向西北口内逐渐减少,WEC空间分布则相对均匀;（3）陆源输入的较难降解的活性有机碳主要在西部区域沉积,而微生物活性有机碳量则主要在东南部口外处沉积。总体来看,受人类活动的影响,珠江口沉积物中的活性有机碳含量相对较高,不利于其有机碳的埋藏。     

大亚湾沉积物磷的形态特征及其潜在可释放性

为了认知沉积物磷释放对海湾磷负荷的影响,本文以SMT分级方法分析了大亚湾表层沉积物中磷的形态结构,探讨了沉积物磷的释放潜力的时空性差异及其影响因素。结果表明,大亚湾沉积物中总磷（TP）的平均含量为429.65×10-6,无机磷（IP）、有机磷（OP）的平均含量分别为286.57×10-6和143.08×10-6,IP占TP的67.83%;IP以酸提取态磷（HCl-P）为主,HCl-P的平均含量为237.10×10-6,碱提取态磷（NaOH-P）的平均含量为56.13×10-6;生物有效磷（OP+NaOH-P）占到总磷的45.63%。大亚湾沉积物磷具有较高的释放潜力,并呈现出夏季高于冬季,近岸区域高于湾中心及湾口的变化规律。相关性分析表明,沉积物粒径、氧化还原电位及有机质含量（尤其是浮游藻类的自生有机质）对沉积物磷的释放潜力有较大影响。     

海南新村湾海草床沉积物影响有机碳转化的主要酶活性特征及其对营养负荷的响应

本文以海南新村湾海草床生态系统为研究对象,根据环境中营养负荷梯度设置3条断面,探讨表层沉积物中影响有机碳（SOC）转化的主要酶活性的空间分布特征及其对营养负荷的响应。结果表明:SOC含量随营养盐含量上升而增加,二者呈现显著正相关（p<0.05）,沉积物多酚氧化酶、过氧化物酶、蔗糖酶和纤维素酶活性范围分别为0.10~0.24 mg/g/2 h、0.14~0.73 mg/g/2 h、0.24~0.69 mg/g/24 h和0.03~0.36 mg/g/72 h,平均值分别为0.17 mg/g/2 h、0.36 mg/g/2 h、0.43 mg/g/24 h和0.19 mg/g/72 h。在同一断面,泰来藻（Thalassia hemprichii）沉积物酶活性大多高于海菖蒲（Enhalus acoroides）;与其它类型滨海湿地比较,热带海草床中这4种酶的活性较低。根据与环境中营养盐浓度的相关性分析,这4种酶活性大多呈现随着营养负荷的增加而逐渐上升。因此,营养负荷增加可能会提高海草床表层沉积物的酶活性,加快其SOC的转化速率,改变海草床生态系统中碳的生物地球化学循环,可能会弱化海草床沉积物的碳存储,影响其重要的蓝碳功能。     

湍流模型和壁面函数对有障碍半开口空间氢气燃烧模拟的影响

为了进一步验证有障碍半开口空间内氢气燃烧数值模拟的准确性，使用对比验证的方法对FLUENT软件湍流模型和壁面函数数值模拟结果的准确性进行了研究。研究结果表明:可实现k-ε湍流模型和非平衡壁面函数使燃烧压力和火焰形状与实验结果相比偏差较大，RNG k-ε湍流模型和可伸缩壁面函数可更准确地预测燃烧压力变化及火焰传播行为。