红壤丘陵区冬闲稻田CH4和N2O排放通量的研究

CH4和N2O是与全球气候变化密切相关的2种主要温室气体,其排放规律以及减排措施已成为当前研究的热点。休闲期抛荒稻田普遍存在于我国西南和南方地区,而对于其CH4和N2O排放规律的研究还比较少。本实验选取江西红壤丘陵区进行观测,于稻田休闲期采用静态箱-气相色谱法进行原位观测,旨在探讨休闲期CH4和N2O的排放规律,可为制定减排措施提供一定的依据。研究结果表明：红壤丘陵区冬闲稻田CH4和N2O平均排放通量（以CH4和N2O-N计）分别为0.03mg.m-2.h-1和3.27μg.m-2.h-1。冬闲期CH4和N2O平均排放通量与土温、降雨量无明显线性关系（P〉0.05）。冬闲稻田排放CH4和N2O的综合温室效应（以CO2-eq计）为7.58 g.m-2,其中,CH4和N2O产生的温室效应（以CO2-eq计）分别为2.33和5.25 g.m-2。N2O排放量是冬闲稻田温室气体观测中不可忽视的部分。     

华北平原典型农业区土壤甲烷通量研究

利用静态箱法原位测定了华北农田不同施肥处理夏玉米和冬小麦生长季土壤甲烷的通量。结果表明 ,施肥农田夏玉米和冬小麦生长季甲烷通量分别为 -79.8和 -2 1.6μg·(m2 ·h) - 1 ,年平均通量为 -4 3 .1μg·(m2 ·h) - 1 。未施肥农田夏玉米和冬小麦生长季甲烷通量分别为 -110 .0和 -88.2 μg·(m2 ·h) - 1 ,年平均通量为 -95 .2 μg·(m2 ·h) - 1 。在不同生长季 ,各处理农田土壤甲烷通量均为负值 ,即土壤为大气甲烷的吸收“汇” ,在各个生长季施肥农田对甲烷的吸收量均低于未施肥农田 ,各处理冬小麦生长季土壤对CH4 的吸收量均低于同一处理的夏玉米生长季的吸收量 ;各处理甲烷通量具有较明显的季节变化 ,5月上旬至 9月中旬 ,土壤的甲烷吸收能力较强 ,其他时间吸收量较低 ;施肥土壤约比未施肥土壤对甲烷的氧化吸收能力降低 2 7%～ 76% ;试验区域内较大降水在一定时期内促进了土壤对甲烷的氧化     

阴、阳离子影响离子液体溶解甲烷性能的研究进展

煤矿抽采出的低浓度瓦斯直接排空不仅浪费清洁能源而且加剧温室效应。离子液体(IL)是近年来用于气体分离的热点研究对象。综述了利用IL分离气体,特别在溶解CH_4气体方面的研究进展,归纳了具有高效溶解CH4能力的IL结构特征,以及阴阳离子对IL溶解CH_4的影响规律。分析结果表明CH_4在大部分ILs中的溶解度较小;与咪唑类ILs相比,阴离子为[FAP]~-、[doc]~-、[Tf_2N]~-、[TMPP]~-,阳离子取代链为长烷烃的季膦类和季胺类ILs具有更强的溶解CH_4的能力。特别是[P4444][TMPP]和[P(14)666][TMPP]对CH_4表现出优越的溶解性,可考虑用这2种ILs存储CH_4。至于两者能否用于浓缩CH_4,还需实验测试[P4444][TMPP]和[P(14)666][TMPP]溶解CO_2和N_2的情况,以及对溶解过程的影响。     

草地生态系统碳通量研究进展

草地碳循环在全球气候变化中起着重要作用,草地碳通量研究是草地碳循环研究的关键问题。由于草地特殊的地理位置及环境特征,使得草地碳通量有别于其他类型的生态系统。草地温室气体特别是CO2和CH4的释放水平具有明显的时空变化特征,其通量变化与许多外部因素相关,包括土壤微生物、土壤温度、土壤湿度、土地利用方式等。本文对近年来草地生态系统碳汇功能变化以及影响碳通量相关因子的研究成果进行了系统的分析和综述。还讨论了草地碳通量研究存在的问题,并对其发展方向进行了展望。     

河北省中南部对流层CH4时空分布特征的飞机探测研究

为研究河北省中南部对流层内CH₄时空分布特征,2018年6~7月利用空中国王350飞机搭载高精度CH₄分析仪和相关辅助设备,对河北中南部城市上空（600~5500m）CH₄浓度进行飞机探测.探测期间共飞行4架次,取得7组CH₄浓度垂直廓线数据.结果表明：探测期间CH₄浓度最小值为1884×10^-9,最大值为2038×10^-9,多架次垂直方向上平均浓度为（1915±90）×10^-9.不同探测架次CH₄浓度随高度变化趋势有较好的一致性,随高度增加,均出现先增大后减小,后稳定不变的趋势,且在混合层顶以下（约1000m）存在明显分界线.1000m以下,同高度层CH₄浓度变化较大,不同架次间浓度相差最大值达124×10^-9,同一架次CH₄浓度的垂直梯度变化受大气层结影响明显,位温垂直梯度接近零时,CH₄浓度的垂直梯度变化不明显.1000m以上,CH₄浓度垂直随高度增加呈指数减小,同高度层CH₄浓度变化较小,变化偏差在平均值的5%以内,4000m以上,同高度层CH₄浓度振幅最小,差值<15×10^-9,此时浓度可代表该区域背景大气的平均浓度.石家庄上空同高度层CH₄浓度白天整体大于夜间,随高度降低差值变大,说明石家庄白天CH₄排放源强度大于夜间.     

富氧条件下不同泄爆面积对CH4燃烧诱导快速相变的影响

为了研究富氧条件下不同泄爆面积对CH4燃烧诱导快速相变的影响,基于自主设计搭建的CH4燃烧诱导快速相变试验台,通过改变富氧系数和泄爆面积对CH4燃烧的压力振荡特性进行研究,分析了不同富氧系数E(0.21,0.3,0.4,0.6)及泄爆面积比(0,0.25,0.5,0.75,1)下CH4燃烧的压力峰值、到达压力峰值的时间及特征时间等参数的变化趋势。结果表明,随富氧系数增大,爆炸压力峰值逐渐增大。富氧系数E=0.21时,压力峰值低于相应的绝热压力,无压力振荡;当E=0.3时,压力峰值低于相应的绝热压力且伴随压力振荡。当E为0.4、0.6时,压力峰值高于相应绝热压力且伴随压力振荡;在泄爆条件下,随富氧系数增加,到达压力峰值的时间逐渐减小。通过分析不锈钢管道中的燃烧诱导快速相变现象,发现泄爆可以有效降低爆炸压力峰值,且随泄爆面积比增大,到达压力峰值的时间提前。     

排水管道中CH4、H2S与N2O的产生机制及其控制策略

排水管道厌氧环境会产生甲烷 (CH₄) 与硫化氢 (H₂S) ,而好氧及缺氧环境又会诱发氧化亚氮 (N₂O) 。污水中所含有机物 (COD) 、氮 (N) 和硫酸盐 (SO₄²⁻) 是产生这些气体的主要根源。系统综述了3种有害气体的产生机理,厘清污水中污染物、管道中微生物及管道环境对有害气体产生的影响。基于此,有针对性地提出了这几类气态污染物的控制策略。其中,对CH₄与H₂S的抑制手段集中在向管道中投加药剂以限制其产生源头,然而投加NO₃⁻或NO₂⁻药剂与通入氧气这两种控制手段可能会导致N₂O这种温室气体的大量产生。因此,应充分了解排水管道中各复杂因素之间的相互作用,以实现对有害污染气体的控制,并实现碳减排的目标。     

焦化废水在厌氧反硝化产甲烷体系中降解动力学特征

接种成熟厌氧反硝化产甲烷颗粒污泥,以焦化废水特征污染物苯酚、喹啉、吡啶和吲哚为碳源,研究了不同C/N下,反硝化产甲烷体系有机物降解特征。结果表明,焦化废水为碳源,可以发生反硝化产甲烷反应;在C/N为3、6时,只发生反硝化反应;在C/N为12、50时,同时发生反硝化产甲烷反应;体系中反硝化反应优先于产甲烷反应进行;NOx--N降解过程出现NO2--N积累,C/N比增加,NO2--N最高积累量降低,产甲烷活性恢复时间缩短;反硝化比耗碳速率大于产甲烷比耗碳速率,同时反硝化产甲烷体系有机物去除效率高于单一厌氧产甲烷体系,反硝化反应有助于保持pH值稳定,降低ORP,从而促进产甲烷菌的繁殖。     

Study on catalysts for combustion of lean CH_4

ＳｔｕｄｙｏｎｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆｌｅａｎＣＨ＿４ＺｈｏｕＺｅｘｉｎｇ，ＹｉｎＬｉｎｇ，ＸｕＪｉｎｇＫｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｃｏ－ＦｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃ...     

Determination of nitrous oxide, methane, and ammonia emissions from a swine waste composting process

The amounts of harmful gas emissions from the process of composting swine waste were determined using an experimental composting apparatus. Forced aeration (19.2–96.1 l/m³/min) was carried out continuously, and exhaust gases were collected and analyzed periodically. With weekly turning and the addition of a bulking agent in order to decrease the moisture content and increase air permeability, the temperature of most of the contents rose to 70°C and composting was complete within 3–5 weeks. NH₃, CH₄, and N₂O emissions were high in the early stage of composting. About 10%–25% of the nitrogen in the raw material was lost as NH₃ gas during composting. The emission rate of NH₃ mainly depended on the aeration rate, so that as the aeration rate rose, the level of NH₃ emissions increased. The CH₄ and N₂O emissions could be kept lower with adequate treatment at more than 40 l/m³/min aeration. N₂O may be mainly the result of the denitrification of NO _x -N in the additional matured compost used as a composting accelerator. Received: September 11, 1998 / Accepted: November 8, 1999