Optimizing biomass pathways to bioenergy and biochar application in electricity generation,biodiesel production,and biohydrogen production

The current energy crisis, depletion of fossil fuels, and global climate change have made it imperative to find alternative sources of energy that are both economically sustainable and environmentally friendly. Here we review various pathways for converting biomass into bioenergy and biochar and their applications in producing electricity, biodiesel, and biohydrogen. Biomass can be converted into biofuels using different methods, including biochemical and thermochemical conversion methods. Determining which approach is best relies on the type of biomass involved, the desired final product, and whether or not it is economically sustainable. Biochemical conversion methods are currently the most widely used for producing biofuels from biomass, accounting for approximately 80% of all biofuels produced worldwide. Ethanol and biodiesel are the most prevalent biofuels produced via biochemical conversion processes. Thermochemical conversion is less used than biochemical conversion, accounting for approximately 20% of biofuels produced worldwide. Bio-oil and syngas, commonly manufactured from wood chips, agricultural waste, and municipal solid waste, are the major biofuels produced by thermochemical conversion. Biofuels produced from biomass have the potential to displace up to 27% of the world's transportation fuel by 2050, which could result in a reduction in greenhouse gas emissions by up to 3.7 billion metric tons per year. Biochar from biomass can yield high biodiesel, ranging from 32.8% to 97.75%, and can also serve as an anode, cathode, and catalyst in microbial fuel cells with a maximum power density of 4346 mW/m². Biochar also plays a role in catalytic methane decomposition and dry methane reforming, with hydrogen conversion rates ranging from 13.4% to 95.7%. Biochar can also increase hydrogen yield by up to 220.3%.

     

乌鲁木齐市大气可吸入颗粒物中多环芳烃的污染特征及来源解析

在乌鲁木齐市南、北设置2个采样点,从2011年3-12月采集可吸入颗粒物(PM2.5、PM2.5-10)样品,分析了美国环境保护署优控的13种多环芳烃(PAHs)的浓度,采用比值法、主成分分析法和多元线性回归法对乌鲁木齐市大气PM2.5、PM2.5-10中PAHs的来源进行了分析。结果表明,科学院站PM2.5中13种PAHs的总质量浓度平均值为247.2ng/m3,变动范围为1.14~2 113.33ng/m3;新大站PAHs的总质量浓度平均值为240.84ng/m3,变动范围为4.96~1 359.41ng/m3。而科学院站PM2.5-10中13种PAHs的总质量浓度平均值为57.78ng/m3,变动范围为1.18~519.87ng/m3;新大站的总质量浓度平均值为49.18ng/m3,变动范围为1.38~412.52ng/m3。比值法分析结果表明,所采集样品的2/3来自煤和生物质的燃烧排放;主成分分析法和多元线性回归分析法结果表明,采暖期汽油和煤源对PM2.5中总PAHs的贡献率为46%,而非采暖期混合源的贡献率高达85%。采暖期汽油和柴油源对PM2.5-10中总PAHs的贡献率为66%,而非采暖期混合源的贡献率为78%。     

干旱区土壤盐渍化及其对生态环境的损害评估——以新疆沙雅县为例

沙雅县是我国重要的棉粮基地之一,但长期以来土壤盐渍化与次生盐渍化一直是制约农业发展的关键因素之一.介绍了新疆干旱区沙雅县土壤盐渍化的状况,分析了引起土壤盐渍化的因素,并进行了土壤盐渍化对生态环境损害的经济评估.沙雅县的盐渍化土壤主要分布在渭干河-库车河三角洲绿洲,其中以托依堡乡、英买里乡和红旗乡最为严重.盐渍化土壤类型主要为典型盐土、草甸盐土、盐化潮土和残余盐土.导致盐渍化的因素有气候、地形、水文地质、母质和母岩等自然因素,以及灌溉方式和耕作制度等人为因素.提出了该县盐渍地改良的措施.     

新疆地表水水质现状分析

以2008年新疆环保系统的水质例行监测结果为基础,分析了新疆地表水水质现状。结果显示,全疆57条监测河流Ⅰ～Ⅲ类优良水质断面比例为81．9％,29座监测湖库Ⅰ～Ⅲ类优良水质比例为55．2％,总体上全疆地表水污染尚不严重,水质污染主要集中在少数流经城市河流的下游河段以及尾间湖和纳污水库,且不同区域间的水体污染程度和比例存在一定差别。     

城市土地资源集约利用与环境评价的研究——以哈尔滨市为例

土地集约利用,是指在单位土地面积上合理增加物质和劳动投入,以提高土地收益的经营方式。土地集约利用带有一定的时代特点。工业化初期,人类很少考虑社会效益和生态效益,而是将注意力放在土地利用的经济效益上,追求土地的建筑密度和容积率成为城镇土地利用方面唯一的准绳。后工业化时代的今天,土地利用的目标不再是经济效益至上,建筑密度和容积率也不再是人们追求的惟一目标。对哈尔滨土地集约利用情况进行分析评价,探讨哈尔滨目前土地利用的问题。     

河东污水处理厂污泥中Cd和Pb形态分析

以乌鲁木齐市河东污水处理厂5月污泥作为研究,采用A.Tessier的重金属多级连续提取法分析污泥中镉和铅的含量和不同形态,研究污泥中重金属的生物有效性。结果表明:污泥中铅和镉都以残渣存在的比例最高,但是生物有效态和潜在有效态之和所占的比例相对也比较高,且都在50%以上。因此对生物具有较强可利用性,且农用时具有一定的风险。     

土壤中苯胺类污染物的液相色谱测定

试验建立了土壤中苯胺类污染物的液相色谱测定方法,优化了试验条件。方法线性关系很好,7种苯胺类成分的检出限在0.1μg/kg~0.5μg/kg之间,空白加标试验的相对标准偏差RSD在1.8%~4.8%之间,基质加标回收率在63.8%~92.7%之间。实际样品的测定结果表明该方法分离效果好,能够满足土壤中苯胺类分析的要求。     

2013—2021年新疆乌鲁木齐市电磁环境水平调查与分析

为了解新疆乌鲁木齐市电磁环境水平及影响,开展了电磁环境水平调查,以具有代表性的区域点位为调查对象,2013—2021年电磁环境监测结果表明,乌鲁木齐市射频综合电场强度整体呈现逐年增加的趋势,年平均值从2013年的0.54 V/m上升到了2021年的1.31 V/m,但所有监测点位测值均远低于《电磁环境控制限值》(GB ...     

米泉市城市环境空气污染状况分析和污染防治对策探析

根据2000年以来的环境监测数据,分析新疆首府乌鲁木齐市的重要卫星城米泉市的环境空气污染状况,结果显示米泉市环境空气质量污染严重,超越乌鲁木齐市。成为全疆冬季大气污染最严重的城市之一,大气环境质量亟待改善。本文针对米泉市环境空气严重污染的状况提出了控制对策和减缓措施,以期为改善乌鲁木齐市及周边城市大气污染状况提供依据。     

塔克什肯口岸土壤放射核素含量调查研究

利用高分辨半导体能谱分析方法分析了新疆塔克什肯口岸土壤天然放射性核素铀238、镭226、钍232、钾40和人工放射性核素铯137的含量,共选取8个采样点16个土壤样品及4个煤炭及废旧金属样点。结果表明:进口货物道路各采样点其铀238、钾40及铯137均比非进口货物道路各点高,镭226、钍232含量则相反,而煤炭和废金属的各样品的铀238、镭226、钍232、钾40都高于进出口道路和非进口道路,Cs137则相反,表明进口煤炭和非金属对天然放射性核素产生了较大影响,而对人工放射性核素影响较小。和新疆及全国背景值比,进口道路和非进口道路土壤中各放射性核素含量均未超过天然本底值范围,进口煤炭和废金属虽然各放射性核素含量则略高于背景值,表明试验点没有受到放射性污染,对当地居民和进出境人员不会产生辐射伤害。