林产品生物碳通量的动态生命周期评估

将时间因素和生物碳通量纳入林产品生命周期碳足迹评估,通过动态生命周期分析法(Dynamic Life Cycle Assessment,DLCA),确定林产品生产、使用和废弃阶段替代化石能源的净温室气体减排和对森林碳损失的净弥补时间。首先,建立温室气体排放和封存的动态生命周期清单,评估刨花板全生命周期的碳动态和碳足迹;其次,根据ISO 14040和PAS 2050标准提供的静态生命周期分析法分别核算包含与不包含碳储计算的碳足迹,量化时间因素和生物碳通量对于碳足迹结果差异的影响程度;最后,对比自然生长状态的森林碳汇情境,评估刨花板使用和废弃阶段替代化石燃料实现净气候减排所需的时间。研究表明:①时间因素和生物碳通量核算对碳足迹结果影响较大(223.34%),忽视时间因素会低估刨花板的减排贡献(18.98%)。②动态生命周期分析法可准确评估生物碳和温室气体排放的时间问题,但对时间范围非常敏感(75.19%和113.25%)。③生产、使用林产品以及林产品对化石能源的替代是实现长期气候减排的有效方式,在100a的时间范围能够弥补因森林砍伐造成的碳损失,从而实现碳中性。     

Recycling – the importance of understanding the complexity of the issue

Natural resources and raw materials such as metals and minerals are often taken for granted in today’s society. Without them, the offerings of an enormous variety of modern conveniences, including computers and mobile phones, would not be possible. The production of these everyday items depends on a secure, sustainable, and reliable supply of critical raw materials. In addition, product development also requires new hybrid materials when targeting lightweight structures, etc. However, the mandatory recyclability of new products or materials is not obligatory or even prevailing practice in present manufacturing business. Therefore, the main research question in this article is: “how to solve the challenge of recycling in industrial system?” In this article, a comprehensive approach to recycling based on the findings of research projects is presented. Simplified, this involves moving the challenge from the end of the product’s life cycle to the beginning, to the design or even to material development phases. Life cycle and system thinking and material know-how in the design phase are found to be essential elements of a new approach to recycling. This approach stems from the material development and market economy perspectives. Furthermore, the vulnerability of the industrial system to create uncertainty to recycling is also demonstrated.     

Energy conservation and waste utilization in the cement industry serve the green technology and environment

The cement industry is one of the most energy-intensive industries consuming 4 GJ/ton of cement, i.e. 12–15% of the energy use in total industry. Energy cost accounts for 30% of the total cost of cement production. Seventy-five per cent of this energy is due to the thermal energy for clinker production. It is also found that 35% of this supplied thermal energy is lost in flue gas streams. Most modern kilns use pet coke or coal as their primary fuel. Instead, the municipal waste in landfills offer a cheap source of energy and reduce the environmental effects of dumping solid waste. The calcination and drying processes and the kiln need large quantities of thermal energy. About 40% of the total energy input is lost in the hot flue gases and cooling the stack plus the kiln shell. Hence, it is suitable to use an organic Rankine cycle (ORC) to recover the exhaust energy from the kiln. Alternatively, a 15 MW gas turbine engine combined with a steam turbine could be utilized. It was found that ORC produces 5 MW with a capital cost recovery period of 1.26 years. However, the gas turbine combined system produces 21.45 MW with a maximum recovery period of 2.66 years.     

水泥窑共处置废白土的环境效益分析

以废白土为研究对象,应用生命周期评价法(LCA)对水泥窑共处置和焚烧炉处置系统3个类别的环境影响[人类健康(HH)、生态系统质量(EQ)和资源(R)]进行研究和对比分析.结果表明,水泥窑共处置废白土有利于环境的可持续发展,焚烧炉处置对环境的影响较大.水泥窑共处置和焚烧炉处置功能单位废白土的总环境负荷分别为-1.03,0.273Pt,前者的环境负荷比后者减少了477%,相应各指标的减少率为:HH 413%, EQ 479%, R 36.9%. EQ在2种处置方式的LCA中均为最敏感的影响指标.水泥窑系统中,避免了贡献率占97%以上的矿山开采阶段的环境影响,是降低整个系统环境影响的关键环节;焚烧炉系统中,电力消耗是造成环境破坏的重要阶段,对各影响指标都有很高的贡献率.二 、苯、重金属的排放是水泥窑共处置废白土的主要影响因子;粉尘和重金属排放对焚烧处置系统的影响较大.     

我国核电与煤电环境影响的外部成本比较

应用影响路径分析和生命周期分析方法建立了核电能源链与煤电能源链的外部成本计量框架,对二者的环境影响的外部成本进行了比较评价.结果表明:煤电能源链向环境排放的污染物直接导致酸雨、降尘和全球变暖等环境效应,对人体健康、植被、生态系统、材料和清洗等造成明显影响;而核电能源链未发现可察觉的环境影响.从污染物(SO₂,NO_x,PM和CO₂)排放看,煤电能源链比核电能源链高2个数量级;煤电能源链的辐射影响是核电能源链的40倍;煤电能源链总的外部成本是核电能源链的115倍.比较可知:①核电是清洁的能源,其比煤电更有利于环境;②以煤为主的能源结构是环境问题的主要原因之一;③现行的能源价格机制中没有合理地体现环境成本.应通过节约能源、提高能源效率、改善能源结构、发展清洁能源技术、外部成本内部化以完善能源价格机制等途径促进能源的可持续发展.      

长江口邻近海域表层沉积物中的细菌藿多醇及对低氧区的响应判别

作为新型细菌生物标志物的细菌藿多醇（bacteriohopanepolyols,BHPs）在有机质来源追踪和环境变化响应等方面有明确的指示作用.本文应用高效液相色谱串联大气压化学电离源质谱法（HPLC-APCI-MS）分析,在解析长江口邻近海域表层沉积物中BHPs的组成、分布和来源特征基础上,探讨了BHPs对长江口邻近海域季节性低氧的指示作用.结果表明,长江口邻近海域表层沉积物中共检测出12种BHPs,其含量范围（以TOC计）为3.79~269 μg·g^-1.BHPs以细菌藿四醇（bacteriohopanetetrol,BHT）、2-甲基BHT、氨基BHPs和腺苷藿烷及同系物为主要组分,分别占总量的40%、22%、12%和4%.各组分含量及相应指标呈现出明显的空间变化趋势,其中,主要来源于海洋自生来源的BHT呈现明显的"离岸增加"趋势;主要为陆源贡献的腺苷藿烷等土壤标志物BHPs呈现明显的"离岸降低"特征.Rsoil指数呈现出与腺苷藿烷等土壤标志物BHPs相似的空间分布格局,其陆源有机质贡献从近岸的61.5%下降至外海的1.66%,表明长江口邻近海域近岸有机质主要为陆源输入,而外海主要为海源贡献.细菌藿四醇同分异构体BHT-Ⅱ来源于厌氧氨氧化细菌,其相对含量的高值区与长江口低氧区分布相一致,且与底层水溶解氧（DO）含量呈显著负相关,表明低氧环境有利于BHT-Ⅱ的生成,BHT-Ⅱ可用于指示海洋低氧区环境特征.     

一维全球碳循环模式研究

开发了一个陆地生物圈、海洋水圈和大气圈三圈耦合的全球碳循环模式,包括土地利用变化和化石燃料两大人为源的影响,并考虑稳定同位素分馏效应.调试结果表明,该模式能够再现工业革命以来大气CO₂的变化历史,能正确反映海洋内部的碳循环过程和全球碳循环中的同位素分馏效应,结果较为理想.进一步分析发现,传统模式可能低估了海洋的碳吸收能力,高估了CO₂施肥作用对碳循环的影响.      

设施番茄生产系统的环境影响生命周期评价

应用生命周期评价方法,以陕西省西安市郊区为例,对设施番茄生产系统进行了环境影响评价.结果表明,日光温室和塑料大棚生产1000kg番茄消耗的能源和水资源分别是1740.58 MJ、50.767 m3和1502.346 MJ、53.734 m3;全球变暖潜值(以CO2当量计)、环境酸化潜值(以SO2当量计)、富营养化潜值(以PO3-4当量计)、光化学烟雾潜值(以C2H2当量计)、土壤毒性(以1,4-DCB当量计)、水体毒性(以1,4-DCB当量计)和人类毒性潜值(以1,4-DCB计)分别为271.943 kg、2.151 kg、0.247 kg、0.157 kg、24.217 kg、19.545 kg、0.124 kg和239.163 kg、1.88 kg、0.305 kg、0.109 kg、31.686 kg、19.7 kg、0.304 kg.设施构筑物自身建设和维护带来的主要潜在环境影响是能源耗竭、全球变暖和环境酸化;番茄种植环节引起的主要潜在环境影响是水资源耗竭、富营养化、全球变暖、土壤毒性和水体毒性;农资生产环节的主要潜在环境影响是能源耗竭.设施番茄生产系统中对环境影响大的建材和农资是钢材、聚乙烯材料、氮肥、农药和含过量重金属的有机肥.设施番茄生产系统对环境的影响不容忽视,应展开以降低其环境影响为目标的设施结构与建材、温室内气候条件调控、合理施肥和施药的研究,并对采取的技术方法进行生命周期评价,以确保设施蔬菜的可持续发展.研究结果可为促进设施蔬菜生产系统的可持续发展提供科学依据.     

不同燃料汽车排放超细微粒特性的实验研究

利用底盘测功机和粒径范围0.015~0.7 m的扫描迁移微粒测定仪 SMPS,对柴油出租车、柴油小巴车、汽油私家车和LPG出租车进行了高低怠速和10 kmh-1到70 kmh-1不同运行工况条件下排放的超细微粒粒径分布试验研究。研究表明：不同燃料车在不同工况条件下排放的细微粒尤其是超细微粒特征呈现显著的不同。柴油车贡献更多的是粒径在30～150 nm的核模态和积聚模态微粒,LPG和汽油车贡献更多的是15～30 nm的核模态微粒。总体上,柴油车比汽油车和LPG燃料车排放更多的微粒数和微粒质量;柴油车、汽油车和LPG车排放的SMPS可测细微粒总数、总质量分别约为(0.3~3.6) 108 cm-3,0.03~0.6 gcm-3;2.3×104~1.2×107 cm-3,8×10-5~0.1 gcm-3; 8.2×103~8.8×106 cm-3, 1.7×10-5~0.09 gcm-3;对所有测试汽车,在低怠速和低行驶速度时,排放微粒数少,在高怠速和高行驶速度时,排放微粒数多。