基于分解模型的全过程节能减排定量评价方法及应用

依据因子分解模型的分析结果,建立了全过程节能减排控制节能指数和减排指数定量化计算方法,提出全过程控制指数评价的重要原则,并对不同国家各因子的节能效果和SO2减排作用进行了定量化评价.结果表明,我国1986~2005年全过程控制节能指数只有0.6,低于发达国家1973~1990年的0.86;我国1995~2005年SO2减排指数为0.75,远低于日本1975~1996年的1.07.我国技术进步和末端治理的节能减排指数偏低,现阶段我国应加强技术进步和末端治理的减排能力建设,同时注意结构调整,发挥其应有的节能减排效果.     

森林凋落物分解研究进展

森林凋落物是指森林生态系统内由生物组分产生,然后归还到林地表面的所有有机物质的总称。森林凋落物在促进森林生态系统正常的物质循环和养分平衡,维持生态系统功能中具有重要作用,其分解受多因素影响,且各因素之间相互交错。不同情况下,各因子的重要性可能不同。温度和湿度被认为是影响凋落物分解主要的气候因子。凋落物随着温度升高分解速率加快,增加土壤湿度对凋落物分解有积极作用。凋落物的化学性质中,C、N比和木质素含量被认为是最重要的指标。凋落物分解前期的分解速率受到养分含量、水溶性碳化合物和结构碳化合物含量的强烈影响,而后期则更多地受到木质索及纤维素／木质素比值的支配。土壤动物可以粉碎凋落物,土壤微生物也是促进凋落物分解的重要因素,人为活动也影响凋落物分解。N沉降、全球变暖和臭氧层破坏等全球变化对森林凋落物分解的影响已逐渐成为研究热点。未来凋落物分解的研究方向是统一研究方法,开展长期定位监测,加强对分解过程中有机碳含量和释放量的研究,以及N沉降对凋落物分解作用机理的研究。     

秸秆基建筑保温材料的节能减排分析

计算了秸秆基建筑保温材料的年节能量,并与等量秸秆用作燃料释放的热量进行对比;估算了秸秆基建筑保温材料的CO2减排量;对秸秆基建筑保温材料和发泡聚苯乙烯(EPS)材料生产过程的能耗、CO2排放量和经济性进行对比分析。结果表明,秸秆用于建筑保温在采暖期节能约可高达51 MJ.kg-1.a-1,明显高于其直接用作燃料所释放的热量(7.1~16.7 MJ.kg-1)。若中国北方农村有10万户居民应用特定的秸秆基建筑保温材料,10a的CO2减排量将达到1 600万t以上。在达到相同保温效果情况下,秸秆基材料生产过程中的总能耗和CO2排放量均低于EPS材料,经济性也优于EPS材料。因此,宜在中国北方农村地区大力推广秸秆基建筑保温材料。     

辽河口湿地表层土壤中PAHs的源解析研究

分别于2008年10月,2009年5月和8月采集31个辽河口湿地表层土壤样品,利用GC-FID技术定量分析其中多环芳烃(PAH)含量.结果表明, PAHs呈现出一定的时间分布特征,10月份的PAHs平均含量为1001.9ng/g,高于5月(877.1ng/g)和8月(675.4ng/g).应用比值法识别土壤PAHs主要来源,结果显示,2008年10月主要源于燃烧源,并表现出油类、生物质和煤的燃烧为主要来源的特征;2009年5月和8月均表现出石油源和燃烧源的混合源.正定矩阵因子模型解析结果表明,燃煤、交通燃油和生物质燃烧在2008年10月的贡献率最高,分别为26%、21%和20%.石油与交通污染、石油污染和生物质燃烧是2009年5月最重要的3种污染源,贡献率依次为33%、24%和17%.2009年8月以石油污染和交通污染与生物质燃烧混合源的贡献率最高, 贡献率分别为37%和19%.     

秸秆粉碎还田与化肥配施对冬小麦棵间蒸发的影响

采用微型蒸渗仪测定了冬小麦农田的棵间蒸发量,分析了秸秆粉碎还田与化肥配施和常规施肥两种措施下不同品种冬小麦生育期棵间蒸发量的差异。结果表明:秸秆粉碎还田与化肥配施对棵间蒸发有一定的影响,在各个生育期差异程度有所不同;两种肥料措施的逐日棵间蒸发量规律基本一致;秸秆粉碎还田与化肥配施对棵间蒸发的抑制效果明显,抑制蒸发率在8.02%~11.60%之间,可以使12 mm左右的土壤水分由无效耗水转化为作物蒸腾水;不同品种间的棵间蒸发量差异很小。     

小麦秸秆生物碳质吸附剂从水中吸附硝基苯的机理

在炭化温度为300℃下,以小麦秸秆为材料制备生物碳质吸附剂,采用批量平衡试验,研究了其对水中硝基苯的吸附特性,并从动力学及热力学角度探讨其吸附硝基苯的作用机理.结果表明,硝基苯在生物碳质上的吸附过程符合拉格朗日假二级动力学方程,反应活化能为12.2 kJ/mol;吸附行为可用Freundlich吸附等温方程描述,饱和吸附容量为91.58 mg/g.由吸附热力学方程计算得到的等量吸附焓变(ΔH)<0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)>0,表明生物碳质对硝基苯的吸附为放热和熵减少的自发过程.      

2006~2009年工业COD和SO2减排分解研究

通过运用分解模型,将工业COD和工业SO2减排分解为规模效应、结构效应、清洁技术效应和污染治理效应,并根据模型测算了2006~2009年各种效应的大小.结果表明:规模效应值为58.68%,即经济规模扩张增加工业COD和工业SO2排放,结构效应、清洁技术效应和污染治理效应效应值分别为-0.63%、-49.34%和-29.79%,即促进工业COD和工业SO2减排;分行业来看,农副食品加工业和非金属矿物制品业发展迅速,需要严格控制其发展速度;化学纤维制造业的COD产生强度和电力、热力的生产和供应业、有色金属矿采选业、石油加工、炼焦及核燃料加工业的SO2产生强度升高,需要加强清洁生产控制;燃气生产和供应业、皮革毛皮羽毛(绒)及其制品业的COD去除率和非金属矿采选业、非金属矿物制品业和燃气生产和供应业的SO2去除率降低,需要加强污染治理控制.     

过氧乙酸溶液的热爆炸分析

为有效预防生产、储运和使用中过氧乙酸引发的火灾爆炸事故,采用绝热加速量热仪模拟了15%和10%浓度的过氧乙酸溶液的热爆炸过程,得到了两种浓度的PAA溶液的热分解温度、压力、温升速率随时间变化的关系曲线,并用速率常数法分别计算了反应级数n、表观活化能Ea和指前因子A。经过绝热修正,得到最危险状态下的温度和压力等相关热危险参数,并基于Semenov热爆炸理论推算了三种包装条件下两种样品的不可逆温度和自加速分解温度。结果表明,15%PAA和10%PAA溶液热分解反应级数均为一级,表观活化能分别为1044kJ·mol-1和1032kJ·mol-1;绝热条件下初始放热温度分别为429℃和293℃;自加速分解温度受反应系统到达最大反应速率的时间、物料存储规模及散热条件的影响,建议PAA应储存在通风背阴处且单个包装容积应控制在25L以下。     

秸秆还田对江西农田土壤固碳影响的模拟分析

秸秆还田等农田管理措施能有效地增加土壤碳储量,从而有利于减缓大气CO₂浓度的上升趋势。论文基于环境政策综合气候模型(EPIC),采用千烟洲生态试验站和鹰潭生态试验站农田监测场长期观测数据,验证和优化了EPIC模型参数,同时利用1990-2010年江西省气象资料以及土壤清查资料,模拟分析了4种秸秆还田(CR)比例情景下2010-2030年江西省水稻田土壤的固碳潜力。研究结果表明,无秸秆还田 (CR0%)和秸秆还田25%(CR25%)两种处理下耕作层土壤有机碳储量分别下降21.3%和6.5%,秸秆还田50%(CR50%)和100%(CR100%)处理下土壤有机碳储量分别增加5.4%和11.9%;相对CR0%情景而言,CR25%、CR50%、CR100% 情景下江西省水稻田土壤总固碳潜力分别为6.43、14.92和25.26 TgC(1 Tg = 10⁶ t)。研究结果表明,通过合理的调控措施,采用保护性耕作(秸秆还田)是提高水稻田土壤固碳能力的一种有效途径。     

湿地挺水植物凋落物立枯分解研究进展

在许多湿地生态系统中,挺水植物立枯常组成凋落物总量的主要部分,其分解过程研究对于正确评价湿地生态系统的碳收支状况具有重要意义。对立枯分解过程与传统研究中凋落物分解过程的差异,分解过程中的 CO2排放,立枯分解的研究方法,以及分解过程的影响因素进行了综述。一般认为,湿地挺水植物立枯与传统研究中凋落物所处环境的差异造成了分解过程的差异,其分解过程中产生 CO2是湿地温室气体排放的重要途径;凋落袋和红外气体分析仪是湿地挺水植物立枯分解研究的主要方法;真菌组成了立枯体上微生物的大部分,对于立枯分解具有重要作用;环境因子（温度、水分等）和“基质质量”是影响挺水植物立枯分解过程的重要因素。在全球变化背景下,气候变化因子会直接或间接影响凋落物立枯分解过程,引起对气候变化的反馈,因此,在全球范围内开展气候变化对于湿地生态系统挺水植物立枯分解影响的研究具有重要的意义,必将成为凋落物研究的一个重要方向。