天然气水合物与全球气候变化的关系

天然气水合物是一种广泛地存在于海底沉积物和陆地高纬度永久冻土带中的矿物,含碳量超过全球所有其他来源有机碳的总和。然而天然气水合物在自然界极不稳定,温压条件的微小变化都会引起其分解而释放出甲烷气体。一般情况下,释放出的甲烷大部分可能会被氧化成CO2而溶解在海水中,进入大气中的量不足以对气候产生影响。只有在发生巨变事件的情况下,如海底大规模的沉积物滑塌,才会将大量的甲烷带到海面并释放到大气中,从而对全球气候和环境产生严重的影响。因此,在开发利用天然气水合物之前,必须有超前的防范措施,以防止或尽可能减少天然气水合物对环境造成的不良影响。     

厌氧折流板反应器处理土霉素废水的潜能和运行特性研究

采用固定水力停留时间(HRT)、逐步提高进水土霉素(OTC)浓度的方式,考察了四格室厌氧折流板反应器(ABR)处理土霉素废水的潜能和运行特性,以期为工程实践提供理论指导和技术参考.结果表明,ABR在pH=7.00~7.50、(35±1)℃、HRT=24 h、进水初始COD为2000.0mg·L-1的条件下启动,经49 d的运行,在进水COD为4500.0 mg·L-1、OTC为0.1 g·m-3·d-1、pH=7.20条件下达到了稳定状态,系统COD去除效率稳定在95.0%左右.在维持进水COD和HRT不变的条件下,通过增加进水OTC浓度的方式将OTC的负荷分阶段提高为1.0、3.3和5.0g·m-3·d-1的过程中,ABR对OTC的去除率略有下降,从59.9%降低到了57.7%,而对COD的去除率则始终保持在95%上下.可见,ABR处理土霉素废水具有有效性和运行稳定性,是值得深入研发的土霉素废水处理工艺.     

硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化菌群驯化及其群落特征

甲烷的温室效应是二氧化碳的26倍,高浓度硫酸盐废水对水体、土壤和植物均有危害.硫酸盐为氧化剂的甲烷厌氧氧化是减少甲烷的主要途径之一.本研究以硫酸盐作为电子受体,驯化培养硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化菌群,采用PCR-DGGE技术分析细菌和古菌菌群多样性和群落结构特征,并对其中的优势菌进行系统发育分析.DGGE指纹图谱结果表明,硫酸盐的加入使微生物群落结构和优势种群数量发生了明显的改变,其增强了甲烷氧化古菌和硫酸盐还原细菌的丰度,加入硫酸盐驯化的菌群,其细菌群落多样性增加而古菌群落多样性略微减少.典型条带测序结果显示,驯化后菌群的优势菌种主要包括螺旋体门(Spirochaetes),除硫单胞菌目(Desulfuromonadales)、甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)和甲烷丝状菌属(Methanosaeta)等.驯化菌群的甲烷厌氧氧化研究结果显示,甲烷厌氧氧化的同时伴随硫酸盐的还原,甲烷的氧化产物为二氧化碳,硫酸盐的转化产物为硫化氢和硫单质.     

金属盐(SO42-/Cl-)固体酸催化剂在污泥制生物柴油中的应用

研究NaHSO₄·H₂O（布朗斯特酸位为主）和AlCl₃·6H₂O（路易斯酸位为主）两类金属盐固体酸催化剂在污泥制取生物柴油过程中的催化性能.结果表明,经过130℃脱水的NaHSO₄·H₂O较AlCl₃·6H₂O表现更为优异,两种催化剂的最优催化条件为催化剂投加量1.2g/10g冷冻干燥污泥、反应温度130℃、反应时间4h.虽然对粗脂肪的酯化率NaHSO₄·H₂O低于AlCl₃·6H₂O,分别为（63.4±2.6）％和（68.9±1.4）％（对应的生物柴油产率分别为9.73%~10.69％和10.80%~11.39％（污泥干基））,但经过GC-MS分析发现NaHSO₄·H₂O催化的生物柴油纯度更高,品质更好;两种催化剂的重复使用性<3~5次.两种催化剂均可实现低成本、高性能且环境友好的催化污泥制备生物柴油.     

关于非甲烷总烃测定的若干问题

本文总结了非甲烷总烃测定国内外相关方法标准及进展,并就实际工作中遇到的若干问题进行探讨及建议。研究指出,从目前非甲烷总烃测定国内外相关方法标准及进展看,在实际工作中从非甲烷总烃的定义到测试方法及结果评价都存在一定分歧与异议,建议尽快制定和颁布环境空气中非甲烷总烃的环境质量标准。     

玉米秸秆厌氧降解复合菌系的微生物群落结构

以不同来源具有木质纤维素降解能力的环境样品为接种物,以玉米秸秆为唯一碳源,进行了秸秆厌氧降解微生物的驯化培养,构建了8组复合菌系.复合菌系的产气周期为30～50 d,玉米秸秆的总固体(TS)去除率在30%～40%之间.其中6组的甲烷产量(以TS计)为62.1～118.4 mL.g-1,发酵液中挥发性有机酸主要为乙酸、丙酸及丁酸(100～500 mg.L-1),发酵终产物pH为6.5～6.7;而另外2组的甲烷产量较低,在8.5～9.7 mL.g-1之间,但乙酸浓度较高(1 200 mg.L-1左右),发酵终产物pH为5.6～5.9.通过16S rRNA基因克隆文库方法对复合菌系中细菌及古菌的群落结构进行了多样性解析,结果表明细菌主要分为8个不同的类群,其中厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、互养菌门(Synergistetes)及热袍菌门(Thermotogae)为优势菌群,分别占细菌克隆总数的37.8%、34.3%、11.6%和6.4%;古菌属于甲烷微菌纲(Methanomicrobia)和甲烷杆菌纲(Methanobacteria),分别占古菌克隆总数的61.1%和38.9%.对主要功能菌群在秸秆厌氧降解产甲烷过程中发挥的作用进行了探讨.     

微生物在生物煤层气形成中的作用及影响因素研究进展

在当今能源紧缺和环境污染严重的前提下,煤层气作为一类非常规天然气,越来越受到人们的重视。传统观点认为煤层甲烷多由高温热解产生,但是根据甲烷的同位素特征来判断,世界很多地方(包括我国鄂尔多斯、淮南等地)的煤层气多属生物成因或者生物和热成因混合。同时,越来越多的生物学证据也表明种类多样的产甲烷相关微生物广泛存在于煤层伴生地层水中或者煤层样品中。这也说明生物成因的煤层气仍然在不断地产生,这也为利用生物方法促进煤层气产生和利用提供了良好的契机。本文将介绍产甲烷微生物种群构成与功能、产气途径、影响产气速率的因素,探讨我国微生物强化产煤层气并实现产业化的应用前景。     

Advanced oxidation of bromide-containing drinking water：A balance between bromate and trihalomethane formation control

Addition of H2O2 has been employed to repress bromate formation during ozonation of bromide-containing source water. However, the addition of H2O2 will change the oxidation pathways of organic compounds due to the generation of abundant hydroxyl radicals, which could affect the removal efficacy of trihalomethane precursors via the combination of ozone and biological activated carbon （O3-BAC）. In this study, we evaluated the effects of H2O2 addition on bromate formation and trihalomethane formation potential （THMFP） reduction during treatment of bromide-containing （97.6-129.1 μg/L） source water by the O3-BAC process. At an ozone dose of 4.2 mg/L, an H2O2/O3 （g/g） ratio of over 1.0 was required to maintain the bromate concentration below 10.0 μg/L, while a much lower H2O2/O3 ratio was sufficient for a lower ozone dose. An H2O2/O3 （g/g） ratio below 0.3 should be avoided since the bromate concentration will increase with increasing H2O2 dose below this ratio. However, the addition of H2O2 at an ozone dose of 3.2 mg/L and an H2O2/O3 ratio of 1.0 resulted in a 43% decrease in THMFP removal when compared with the O3-BAC process. The optimum H2O2/O3 （g/g） ratio for balancing bromate and trihalomethane control was about 0.7-1.0. Fractionation of organic materials showed that the addition of H2O2 decreased the removal efficacy of the hydrophilic matter fraction of DOC by ozonation and increased the reactivity of the hydrophobic fractions during formation of trihalomethane, which may be the two main reasons responsible for the decrease in THMFP reduction efficacy. Overall, this study clearly demonstrated that it is necessary to balance bromate reduction and THMFP control when adopting an H2O2 addition strategy.     

干旱区典型湖泊CH4扩散排放特征及其影响因素

湖泊等水体CH₄的排放是全球温室气体的主要组成部分,但目前对干旱区湖泊CH₄扩散排放特征及其影响因素的研究却鲜有报道.本文选取干旱区典型湖泊—博斯腾湖为研究对象,分别于2021年6月、9月、10月采集水样,并测定其生物地球化学参数及溶解CH₄浓度,确定其水-气界面CH₄扩散排放通量.结果表明,博斯腾湖CH₄扩散通量均值为(0.305±0.080)mmol·m^-2·d^-1,表现为大气CH₄的排放源;在空间上,受外源输送影响,入湖河口为CH₄的扩散排放热点区域;在不同月份,CH₄扩散通量变化受营养状态影响显著,与综合富营养化指数、叶绿素a浓度等呈显著正相关(富营养化指数：r=0.67,p<0.01;叶绿素a:r=0.54,p<0.01),但其对温度的依赖性较低(p>0.05).另外,受外源输送、水动力特征、内部生物化学过程等影响,博斯腾湖CH_4<...     

餐饮源挥发性有机物的排放特征及影响因素

影响餐饮业挥发性有机物排放浓度和组分构成的因素繁多。在餐饮实验平台上利用控制单一变量的方法,研究了食用油种类、烹饪方式和食材种类等因素对餐饮烹饪过程中非甲烷总烃(NMHC)、非甲烷的挥发性有机物(NMVOCs)和醛酮类化合物的排放特征的影响。结果表明:玉米油烹饪产生的NMVOCs浓度低为434μg/m3,仅为调和油的1/10,其产生的NMVOCs组分种类最少,致癌风险较调和油和起酥油更低;油炸的烹饪方式相比炒生成更多的NMVOCs和醛酮类化合物,相同方式下烹饪肉类食材产生的NMVOCs组分种类数量比蔬菜类食材更多。