中国产业能源消费氮氧化物排放影响因素分析

中国快速增长的能源消费导致大量的氮氧化物排放,研究能源消费的氮氧化物排放的影响因素对于减排政策制定具有重要意义。文章基于扩展的经济-能源-氮氧化物排放的投入产出模型,首次尝试将结构分解方法(structural decomposition analysis,SDA)运用于氮氧化物排放的影响因素分析。研究实例分析了1990-2010年中国生产部门能源消费的氮氧化物排放的变化趋势和影响因素,研究结果表明:1990-2010年中国生产部门能源消费氮氧化物共增排1 522万t,其中国内生产总值因素变动对增排贡献最大(贡献率为107.2%),氮氧化物排放系数因素变动对减排贡献最大(贡献率为-27.3%)。进一步分析表明,经济规模扩大是带动氮氧化物增排的主要原因,而技术水平提高是抑制氮氧化物增排最有效的措施,未来经济结构优化、能源强度降低和技术进步具有较大潜力,交通部门应受到特别关注。     

基于LMDI中国省域氮氧化物减排与实现路径研究

首先基于Kaya恒等式,利用对数平均Divisia指数分解模型(LMDI法)将氮氧化物排放分解为排放因子、能源强度、经济结构、能源结构和经济发展5个因素;其次通过模型得出的脱钩系数运用构建四象限法评价"十二五"期间中国30个省市脱钩空间差异,研究各省市氮氧化物减排表现、分析减排潜力和减排影响因素,为国家"十三五"制定差异化的区域氮氧化物减排目标和寻找多元化的氮氧化物减排途径提供有益参考.研究结果表明:经济增长是促进氮氧化物排放量增加的决定因素,能源强度降低是抑制氮氧化物增排的决定因素,经济结构优化和能源结构调整具有较大促进氮氧化物减排潜力;中国氮氧化物排放与经济增长脱钩空间分异明显,大部分省市经济发展与氮氧化物排放处于脱钩状态,部分省市弱脱钩状态.同时,中国氮氧化物排放与经济增长脱钩系数呈现逐年上升趋势,2010—2015年中国各省市氮氧化物排放脱钩空间分布由较弱、中脱钩为主至中、较强脱钩为主再到较强脱钩为主,呈现区域间"异质化"和区域内"均质化"的趋势.国家氮氧化物后续减排任务应多分解在中脱钩或弱脱钩(减排潜力大)省市,对相邻的省份制定协同减排计划,且主要通过提高能源利用效率、同时优化经济结构和能源消费结构实现其最优减排.     

厦门工业终端能源消费CO_2排放和减排情景分析

工业是城市能源活动CO2排放的最重要部门,核算工业部门CO2排放以及合理的减排情景分析是城市碳减排的关键内容。该研究以区域终端消费电热力产品CO2排放系数为基础,建立终端能源消费CO2排放核算方法,比较了终端法和直接法核算2007年厦门工业能源消费CO2排放量、行业分布和排放强度的差异,分析了影响工业CO2排放的主要因子和各情景下工业CO2减排潜力。研究结果表明:2007年厦门市工业终端能源消费CO2排放量为7 940 kt CO2,排放强度为1.182 t CO2/万元GDP,排放强度较高的行业依次为化学纤维制造业、非金属矿采选业、化学原料及化学制品制造业、电力和热力的生产和供应业等行业,影响排放强度的主要因子为行业能源消费强度、电力能源结构、工业能源结构和工业行业结构;采用终端法核算的厦门工业能源消费CO2排放行业结构与直接法核算结果有明显的差异。通过建立的CO2减排潜力估算方法,预测在规划情景和理想情景下,2015年厦门市工业CO2排放强度将分别下降30.4%和41%,在工业增加值为1 500亿元情景下,CO2排放总量分别为12 358和10 475.9 kt CO2,比2007年增长55.4%和31.7%。     

不同排污收费情景下的发电企业减排模型研究

考虑未来多种污染物排污收费情景及区域电力需求的固有随机特性,建立了2阶段电源规划优化模型,分析了不同排污收费情景、不同电力需求水平下的区域电力结构变化以及污染物和CO2减排策略.在同时征收SO2排污费和CO2排放费的情景(情景3)下,清洁能源发电在发电系统中的比重增加,以煤电为主的火电比重下降;系统减排CO2 8.438′106t,同时协同减排SO2 5202t、NOx 7854t、颗粒物17.42t,但系统费用会显著增加.在同时征收SO2、NOx排污费和CO2排放费的情景下,系统减排SO2 8515t、NOx 13878t、颗粒物23.52t、CO2 12.988′106t,同时系统费用也会进一步增加.在目前征收SO2排污费的基础上征收CO2排放费或同时征收NOx排放费和CO2排放费,可以提高清洁发电方式在发电系统中的比重,降低SO2、NOx和CO2的排放量.     

排放强度承诺下的CO2排放总量控制研究

单位国内生产总值(GDP)CO2排放下降承诺的本质是一种CO2排放总量控制.提出了强度承诺下的CO2排放总量控制模型,给出了不同情景方案下的2020年全国CO2排放总量控制目标,并提出86.24亿t的总量控制目标,其相对基准情景减排12.63亿t,相对减排12.8%.在实现这一目标中,能源结构调整和节能减排的贡献分别为33%和48%.在“十二五”和“十三五”期间,非化石能源消费比例分别提高至13%和15%,两期分别每年投入1500亿元和2000亿元.2020年的减排成本约在1300~2100亿元之间,占当年GDP约0.3%.     

辽宁省1980-2003年氮氧化物排放清单初步研究

根据能源消费历史状况和氮氧化物(NOx)排放因子,分别对辽宁省20多年(1980-2003年)来的NOx排放总量以及不同燃料类型和行业的NOx排放量进行了估算.结果表明:尽管个别年份存在一些波动,但NOx排放总量总体上仍呈增长的趋势,年均增长率为4.30%.2003年辽宁省NOx排放总量达108×104 t.NOx排放总量增长趋势与能源消费总量的增长趋势基本吻合,煤炭消耗是大气中NOx排放的主要来源,占总量的65%以上,最大排放量为2003年的10.17×104 t.绝大部分NOx排放来自能源加工转换、工业和交通运输业,三者约占总量的90%,其中电力行业占28.10%～40.85%,预计在未来一段时间内电力行业仍将是辽宁省NOx排放的主要来源;交通运输部门NOx排放所占比例逐年上升,尤其在2000年后的增长趋势更为明显.      

中国能源相关的氮氧化物排放现状与发展趋势分析

基于能源相关部门的活动水平和排放因子,建立了2000年和2005年中国分行业的氮氧化物(NOx)排放清单.基于能源预测,分析了在不同NOx控制方案下2010-2030年中国NOx的排放趋势.结果表明.我国2000年和2005年的NOx排放量分别为12.1×106t和19.1×106t;到2030年.基准情景下中国NOx排放量将达到35.4 ×106t,而在政策情景下,其排放总量可能控制在24.6×106-20.4×106t之间.     

中国能源消费排放的CO2测算

基于“能源-经济-环境”的MARKAL-MACRO模型和数理人口学中的Keyfitz模型,测算未来中国能源消费需求;考虑能源效率、能源结构的变化以及气候变化问题的约束,设定了能源消费的3种情景,并分别测算了CO2排放量.结果表明,在基准情景下,中国的CO2排放在2042年达到峰值,为118.47亿t;在能源结构优化情景下,CO2排放在2036年达到峰值,为107.53亿t;在气候变化约束情景下,CO2排放在2031年达到峰值,为94.72亿t,相对于基准情景,排放峰值降低了23.75亿t,且峰值时间提前11a.随着城市化与工业化的推进,电力、水泥、钢铁行业的碳排放将先上升后下降;由于机动车保有量的增加,交通运输业的碳排放将持续上升.     

基于能源-环境情景模拟的北京市大气污染对居民健康风险评价研究

保护居民健康是北京市能源系统优化管理和大气污染治理的重要目标.本研究基于北京市的社会经济发展目标并结合相关节能减排和环保要求,针对全市2010-2020年间的能源消费分别设计了高、中、低3种约束情景,通过LEAP模型预测了全市至2020年的能源消费量与S02、NOx、PM10和PM2.5等4种主要大气污染物的排放强度,并采用泊松回归模型对3种情景下主城区居民受环境空气中这4种大气污染物的暴露危害所导致的健康风险进行了评估.结果显示:相对低约束情景,高约束情景至2020年可避免与S02、NOx、PM10和PM2.5污染相关的死亡危害分别为2663、6359、4720和4104人·a-1,而且在高约束情景下煤炭消费比重每下降1％,可相应地避免约1400人·a-1的污染急性死亡.由此建议北京市实施更加严格的节能和减排措施,严控煤炭消费总量,进一步优化能源结构,最大程度地降低能源消费导致的大气污染所产生的居民健康风险.     

调整能源结构,减少大气污染物排放

上海在“十五”期间能源结构调整的重点为严格控制煤炭消费总量,加强煤炭洁净利用;加快电网建设和改造,优化电源结构;扩大天然气利用,建设天然气管网系统;建立能源安全供应体系,加强能源储备,到2005年,经过能源结构调整,煤炭在能源消费中的比重将下降到55%以下, 天然气和外来电能将上升到10%左右,与2005年的基础情景比较,实施能源结构调整后,上海将分别减少SO2和PM10排放量18万t和2.8万t,全市SO2和PM10排放总量可控制在45.7万t和12.4万t,与2000年基本持平。     

青岛近海不同天气下生物气溶胶中细菌浓度及存活率分布特征

细菌是大气生物气溶胶中最丰富、分布最广的微生物.利用FA-1撞击式生物采样器连续采集了2020年9月至2021年8月青岛近海大气生物气溶胶分级样品,并利用BacLight^TM试剂染色-荧光显微镜计数方法测定了死/活细菌浓度,分析其浓度与粒径的季节分布特征,并研究了雾、霾和沙尘等特殊天气对细菌浓度及粒径分布的影响.结果表明,采样期间青岛近海生物气溶胶中细菌浓度为(1.06±0.68)×10⁵ cells·m^-3,其中活细菌和死细菌浓度分别为(8.20±4.88)×10³ cells·m^-3和(9.74±6.72)×10⁴ cells·m^-3.细菌浓度分布具有季节差异,死细菌浓度春季、冬季最高,夏季最低;活细菌浓度则变现为春季最高,夏季和秋季较低,冬季最低.生物气溶胶中细菌浓度随月份存在变化,死细菌月均浓度最高值和最低值分别出现在2021年春季3月和夏季6月,而活细菌月均浓度最高值则出现在2021年春季5月,最低值在2020年冬季12月....     

碱改性净水污泥对水中氨氮的吸附效能研究

采用氢氧化钠浸渍法改性净水污泥,研究了碱改性净水污泥对水中NH+4的去除性能.同时,考察了模拟废水pH、吸附剂投加量、NH+4初始浓度、吸附温度及吸附时间对吸附性能的影响.结果表明,当pH为弱酸性或中性,投加碱改性净水污泥20 g·L-1时,在室温下对初始浓度为50 mg·L-1的NH+4模拟废水振荡吸附120 min,可达到氨氮排放二级标准.将实验数据分别用吸附等温模型和动力学模型进行拟合,发现净水污泥对NH+4的吸附符合Langmuir模型和二级动力学模型,且净水污泥对氨氮的吸附包括静电吸引和离子交换两种作用机理.     

环渤海典型海域潮间带沉积物中重金属分布特征及污染评价

对环渤海11个采样点潮间带沉积物中重金属含量进行了测定,结果表明:Cu、Cr、Zn、As、Cd、Pb的平均含量分别为14.92,31.73,73.68,11.34,0.448,21.94 mg · kg^-1.与国内典型的河口和海湾比较,Cu、Cr、Zn、As处于相对较低水平,Cd、Pb处于中等水平.重金属表现出相似的空间变化规律,即高值区集中在辽东湾,次高值区在渤海湾,低值区位于莱州湾.相关性分析表明:Cr、Cu、Zn、Cd、Pb可能具有相似的输入源,As的主要来源可能与其它几种金属不同.地累积指数法评价结果显示:Cr、Cu、Zn、As属于清洁级别,Pb处于轻度污染水平,Cd处于偏中度污染.重金属元素污染程度排序为Cd>Pb>Zn>Cu>As>Cr.潜在生态危害指数法评价结果表明:重金属对渤海典型海域生态风险构成的危害程度排序为Cd>Pb>As>Cu>Zn>Cr.Cr、Cu、Zn、As、Pb均为低生态危害等级,Cd以中等生态危害等级为主,局部海域出现强、很强、极强生态危害等级.     

中国主粮作物生物炭产量效应的Meta分析

为定量评估生物炭对主粮作物产量的影响,收集了公开发表的116篇相关文献,共866对数据,采用Meta分析法定量分析了生物炭对我国主粮作物产量的影响及其影响因子,同时构建结构方程模型(SEM)进一步解释了因子间的交互关系.结果表明,与不施用生物炭相比,生物炭施用后可改善主粮田土壤理化性质,提高主粮作物产量,平均增产率为8.77%.其中,当生物炭pH为7～8时,平均增产率最大,可达26.49%;其C/N<60时,平均增产率为13.73%,显著高于C/N≥60的平均增产率.将生物炭施入酸性或中性土壤中,更能发挥其增产效应.当施炭量为10～20 t·hm^-2时,小麦和玉米的平均增产率最大;施炭量为15～25 t·hm^-2时,水稻平均增产率最大.但是,不同施炭水平的水稻增产率相近,可考虑损失部分产量,适当减施以兼顾经济效益.此外,生物炭增产效应会随施用年限增加而不断减弱,一般3 a后增产不显著.SEM表明生物炭施用量不仅直接影响主粮作物产量,还通过改善土壤肥力间接影响主粮作物产量,而生物炭C/N和pH仅通过改善土壤肥力影响主粮作物产量.因此,今后...     

生物炭影响抗生素在土壤中环境行为的Meta分析

生物炭作为一种减污降碳相协同的土壤改良剂,在抗生素污染控制方面均有较大应用前景.为了系统研究生物炭施用对抗生素在土壤中环境行为的影响,对2011～2021年发表的20篇文献进行Meta分析.结果表明,抗生素在生物炭改良土壤中的吸附、降解行为受生物炭施用量与性质的显著影响.施用质量分数为2%时,对抗生素吸附行为的影响最强,效应值为0.19;施用质量分数为5%时,对其降解作用影响显著,效应值为0.23;生物炭比表面积、极性、稳定性和芳香化程度对分配系数的增加影响非常显著,分别为0.11、0.13、0.09和0.18;而生物炭施用量和性质对抗生素迁移行为影响并不显著.生物炭还可通过调控土壤环境间接影响抗生素环境行为.但抗生素在土壤中多环境行为耦合对生物炭的响应机制仍不明确,生物炭田间施用的长效性与负面效应仍缺乏基础数据支撑.     

周村水库藻类在混合胁迫条件下的生长衰亡规律

为了探明表层藻类被混合到下层水体中受到环境条件胁迫作用后的生长衰亡规律,并为混合控藻技术提供技术依据,通过实验室模拟和现场实验研究了周村水库藻类在不同水深条件下,受光照、温度、压力等胁迫条件影响后的生长衰亡规律.结果表明,以蓝绿藻为主的周村水库藻类,在光强为32500 lx时生产速率最大,约对应于水库水深1~2 m处;温度在26℃左右比较适合藻类生长;当光照和温度一定时,随着压力的增大,藻类生长受到抑制,压力超过0.2 MPa时,藻类衰亡加速.综合水库不同水深条件下的光照、温度和压力,藻类在2.5 m水深以上净增长,2.5 m水深以下负增长,6 m水深处负增长最大,12 m水深以下负增长减小.     

贵州省旱地土壤和玉米As含量特征及其种植安全性评估

为了解贵州省旱地土壤和玉米籽粒As含量分布特征,并评估其玉米种植的安全性,采集自然土壤样品468个,旱地表层土壤样品1260个,相应玉米籽粒样品980个,测定其As含量和土壤基本理化性质,运用单因子污染指数法对样品污染程度进行评价.结果表明:①旱地土壤ω(As)范围为0.35~758.53 mg·kg^-1,几何平均值为23.28 mg·kg^-1,经独立样本T检验,贵州省旱地土壤的ω(As)显著高于自然土壤的21.29 mg·kg^-1(P<0.05),表明旱地土壤存在As累积效应;与《农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)筛选值相比,土壤样品超标率为33.81%.②玉米籽粒ω(As)范围为0.001~0.868 mg·kg^-1,几何平均值为0.064 mg·kg^-1,0.61%的玉米籽粒样品超过《食品中污染物限量》(GB 2762-2017)的限值,超标点位分布于毕节市、黔西南州和铜仁市.③将玉米籽粒作为饲料和粮食使用时,贵州省旱地土壤均可以安全种植玉米.研究表明贵州省旱地土壤As污染较严重,整体上可实现玉米安全种植,但涉As有色金属矿区周边种植玉米需要加以关注.     

含水率和温度对生物覆盖层甲烷氧化的影响

含水率和温度均是影响微生物活动的重要因子,为更好地理解两者在野外条件下因季节交替引起的变化对生物覆盖单元中甲烷氧化的影响,本文利用实验室模型验证了两者在野外条件下对不同有机质含量(38%和61%)的生物覆盖单元甲烷氧化率的单因素和综合影响.模型预测与实验室结果对比表明,模型均能较好地描述含水率和温度对生物覆盖单元中甲烷氧化效率的单因子影响.预测结果表明,因后期降水较少,含水率均限制了两个单元的甲烷氧化性能.在两者的综合影响预测上,38%有机质含量单元的实测值与预测值有较显著的线性关系,但61%有机质含量单元则无明显线性关系,这表明运用模型预测温度和含水率对高有机质单元甲烷氧化性能的影响时存在不确定性.     

九寨沟世界自然遗产核心景区钙华景观的研究进展与展望

九寨沟钙华是距今约3万年(特别是1万年)以来逐渐形成的。大规模的钙华沉积是湖泊、滩流、瀑布、泉及台地景观形成的基础,覆盖核心景区2.4 km²的面积。钙华景观是九寨沟遗产地突出普遍价值——"自然美学价值"的核心,是景区的关键吸引力。为九寨沟的持续保护和为未来研究提供支持,本文从钙华沉积物、钙华景观成因、钙华景观变化及其原因、钙华景观保护恢复的角度,总结了公开和未公开发表的研究结果。针对目前钙华景观保护面临的主要问题(钙华退化、藻类生物量增加、沼泽化),本文归纳了相关的自然与人为因素,包括气候变暖、大气沉降、水化学变化、旅游活动、森林采伐、地质灾害等;归纳了地震和滑坡等地质灾害对钙华景观形成与重塑的双重作用;总结了钙华景观保护恢复的管理工作及其成效。本文提出未来可重点研究:(1)气候变化和人为活动背景下多圈层(大气、陆地生态系统、水生生态系统和基岩系统)对水体氮、磷、溶解性有机物、绿藻生物量、钙华沉积与溶蚀的影响机制及程度;(2)2017年九寨沟7.0级地震后,自然与人为干预下钙华微地貌的长期稳定性,水土流失加剧对湖泊透明度、钙华、沼泽化及美学价值的长期影响,地质灾害及其防治对钙华景观的长期效应。     

廊坊市秋冬季大气细颗粒物污染特征及来源解析

分析了2019～2020年秋冬季廊坊市北部、市区和南部这3个站点的大气细颗粒物及其化学组成.空间分布上,PM_2.5浓度整体为：南部>市区>北部.PM_2.5主要成分为有机物、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、矿物组分、氯离子和元素碳,分别占PM_2.5的质量分数为25.4%、21.5%、11.0%、11.5%、13.7%、3.5%和5.8%,金属元素及其他物质的质量分数分别为0.3%和7.2%;二次无机盐浓度呈现市区(28.7μg·m^-3)高于北部(28.0μg·m^-3)和南部(26.8μg·m^-3)郊区的变化特征,而有机物(其浓度分别为16.6、13.0和18.5μg·m^-3,由北向南,下同)、矿物组分(9.6、6.7和9.7μg·m^-3)、氯盐(2.0、2.0和2.8μg·m^-3)和元素碳(3.6、3.2和4.3μg·m^-3)浓度呈现南部和北部郊区高于市区的变化特征.随...