重金属污染全生命周期防治：挑战与机遇

重金属在生产和消费过程中进入环境,形成了复杂、动态、长链条的迁移体系,严重威胁着生态平衡和人体健康。以单一介质和因子为对象的传统防治理论体系,已难以满足当前重金属污染防治需求。因此,同步考虑多环境介质、多污染因子,建立系统性的重金属污染防治理论,成为发展新一代污染防治技术的核心。基于我国当前重金属污染特点和污染防治理论与技术现状,围绕全生命周期理念,提出构建重金属污染物“溯源-辨析-转化-回归”的全链条防治理论体系的思考。首先概括了目前重金属污染防治理论与技术面临的局限,进而点明了重金属污染防治技术创新所面临的五大挑战,最后围绕全生命周期理念的核心环节,探讨了应对上述挑战的可行途径,并对未来的发展方向作出展望。总体上,随着相关理论和方法的不断研究,关键技术的不断突破,重金属污染全生命周期防治模型与理论方法的构建将为我国重金属污染环境质量改善与管理技术创新提供重大理论支撑。     

基于场景模拟的公路货运新能源车成本效益分析研究

为实现双碳目标,公路货运部门需要通过发展电动汽车和氢能汽车替代燃油汽车进行减排.因此,本文构建了考虑场景异质性的货运车辆生命周期净收益分析模型,对比了25t牵引车和18t栏式货车两类车队中油、电、氢三种车型在不同线路场景下的生命周期成本和收入.结果表明,氢能汽车更适用于高单价、寒冷气候的长途重型货运场景,而电动货运车型则更适用于低单价、短途、轻载、温暖气候场景,至2030年氢能汽车可在25t重型货运场景优于电动汽车,可作为氢能汽车的重点布局方向.中短期内,氢价补贴、碳税等政策无法实现货运部门新能源汽车对燃油汽车的自发替代,还需要额外政策支持.     

某药企厌氧池废气减污降碳协同治理生命周期评价

针对制药企业污水站厌氧池中的温室气体甲烷和恶臭气体,在原有水吸收-光催化-化学吸收治理工艺的基础上,改造形成水吸收-碱吸收-蓄热式焚烧(RTO)-急冷-碱吸收为主的温室气体削减协同恶臭处理新工艺。利用生命周期评价法,对废气治理工艺的环境影响进行特征化、标准化分析。结果表明,改造前、后废气治理工艺的主要环境影响均为全球变暖。通过温室气体削减量核算和经济性评估可知,工艺改造后,总温室效应潜值年削减量可达到7.53×10⁶ kg CO_2-eq,运行成本节约1.21×10⁶元。新工艺在实现减污降碳的同时,具有显著的经济和社会效益。     

综合应急救援能力提升评价和专题统计地图表达

面向自然灾害、事故灾难、公共卫生、社会安全等应急救援灾害,省、市、区(县)及街道(镇)、社区(村)等不同级别的应急救援区域,开展针对综合应急救援全生命周期的全过程、分过程、分过程子项等能力提升进行评价及结果专题统计地图表达研究,一是创新出该全过程、分过程、分过程子项的能力提升评价指标体系及结果计算模式,使得人们能实施综合应急救援全生命周期的能力提升水平评价;二是创新出该全过程、分过程、分过程子项的能力提升评价结果专题统计地图表达,使得人们能很直观的定量了解综合应急救援全生命周期能力提升评价结果的地理空间分布以及差异化。     

电能表生命周期信息化管理的实现

电能表遵循严格的生命周期管理方式,每只电能表都从新购预建档、入库建档、检定、成品、配送、领用、安装、退运和报废九种状态,形成一个闭环的生命周期。电表的需求量不断增多,对电能表的生命周期管理必须采用现代信息化手段,高效、准确地跟踪每只电能表的状态和位置,并能方便地进行统计分析。     

基于GREET的纯电动公交车与传统公交车全生命周期评估

随着纯电动公交车在城市公共交通中应用越来越广泛,需要对纯电动公交车和传统柴油公交车进行全生命周期评估,并分析推广纯电动公交的可行性.通过美国阿贡实验室开发的GREET（greenhouse gases,regulated emissions,and energy use in transportation model）软件,充分考虑油井-油泵、公交车运行、车身系统制造、液体系统制造、ADR（装配、报废和回收质量）以及电池制造等6个阶段能耗,结合公交车车型信息和路况信息,构建公交模型,并对公交模型进行能耗模拟、排放物模拟和经济效益评估.结果表明,若车身长度为12 m,车身质量为18 t时,纯电动公交车运行过程能耗仅占其总能耗的31.1%.相较于传统公交车,纯电动公交车全生命周期能耗减少29.1%,全生命周期内VOC、CO、NO_x等污染物排放量分别减少8.7%、36.7%、50.2%,温室气体CO₂的排放量减少19.7%.若公交车队规模为20辆,纯电动公交车使用年限为8 a,则纯电动公交车比例需超过12.7%才能实现盈利,单辆纯电动公交车若实现盈利至少需要3 a.      

全生命周期下中国煤炭资源能源碳排放效率评价

基于生命周期法(LCA)构建了煤炭资源在开发、转换、利用阶段的碳排放估算模型,采用动态网络SBM模型测算了2007~2019年中国25个省(自治区、直辖市)煤炭资源的综合能源碳排放效率、时期能源碳排放效率与阶段能源碳排放效率.结果表明:我国煤炭资源综合能源碳排放效率水平呈“U”字型分布,东部最高、西部次之、中部最低.煤炭资源能源碳排放效率水平存在较大的提升空间,2007~2019年综合能源碳排放效率均值仅为0.4726;我国煤炭资源时期能源碳排放效率区域间差异显著,效率水平较高的地区主要集中在华东与中南地区;从阶段能源碳排放效率分析可以发现仅北京、江苏、青海三省阶段1与阶段3的能源碳排放效率处于有效水平,其余省(自治区、直辖市)及其他阶段均存在效率损失,尤其阶段2效率损失严重.研究期内阶段3的能源碳排放效率整体呈“类峰峦状”的波动上升趋势;DNSBM和NSBM两种模型测算的能源碳排放效率对比发现,NSBM模型会低估煤炭资源综合能源碳排放效率水平.     

大型体育场馆水-能-碳足迹关联模型与不确定性分析

为构建适用于体育场馆类微观建筑水系统的水-能-碳足迹关联模型,分析了各类体育场馆的特点,采用排放因子法对体育场馆开展包括生活水系统、空调水系统及体育水系统在内的模型搭建,解析了取水、给水、用水及排水的能源消耗与碳排放过程。采用数据质量评价与随机分析相结合的方法进行数值不确定性分析;采用情景分析法与敏感性分析法进行情景不确定性分析,识别并量化影响因素。以2022年北京冬奥会延庆赛区的国家雪车雪橇中心场馆为例的分析结果表明:水在全生命周期中制冰项与供暖项碳排放量最高,分别为161.2,114.3 t CO₂,在先进技术+清洁能源情景下可减少65.4%的碳排放量,变异系数为0.183~0.187。使用绿色电力、采用节水器具、中水回用、提高能源利用效率等措施可达到稳定的减排效果。     

黄土边坡防护工程碳排放评价体系与模型构建

近年来，边坡防护工程因产生大量的温室气体备受社会各界关注，但关于黄土边坡防护工程碳排放的相关研究鲜有报道。基于生命周期评价理论，将黄土边坡防护工程分为生产阶段、运输阶段、施工阶段与维护管理四个主要阶段，建立黄土边坡防护工程的碳排放评价体系；采用碳排放系数法对各阶段评价指标的碳排放量进行计算，使用CRITIC法对指标进行权重分析，考虑绿色植被的固碳能力，构建黄土边坡防护工程的碳排放评价模型。以具体工程为例，采用该模型对不同方案的碳排放量进行评价，结果表明：柔性支护新技术总碳排放量远小于传统支护技术，能率先达到零排放，节能减排优势明显。可为边坡防护柔性新技术的推广提供理论依据。     

基于不确定度和敏感度分析的LCA数据质量评估与控制方法

通过提出定量评估并控制LCA数据质量的系统化方法(称为CLCD-Q方法),从LCA案例的原始数据和清单数据算法开始评估不确定度;然后通过两次蒙特卡罗模拟,先后得出单元过程清单数据及LCA结果的不确定度;最后结合敏感度分析,辨识出LCA模型中具有高不确定度和高敏感度的关键数据,从而指出控制和改进数据质量的关键点.结果发现,上述方法可在eBalance软件和CLCD数据库中实现.同时,对中国电网电力生命周期的示例研究表明,上述方法将传统的LCA数据质量评估延伸到了原始数据层面,从而为数据收集过程中的原始数据与算法选择提供了直接的支持,同时也可以针对数据质量不达标的LCA结果,指出最有效的改进方向.