胜坨油田原油温室气体排放特征及其影响因素

为研究油田开发过程中原油在大气条件下的碳排放特征,完善油气系统潜在温室气体排放清单,以胜利油田典型区块——胜坨油田原油为研究对象,通过改进的静态室-气相色谱及质谱法对原油在大气条件下的自然脱气(排放)过程进行模拟试验研究. 结果表明:CH₄和CO₂是胜坨油田原油溶解气中的两种主要温室气体;将模拟时间(48 h)均分为4个时段,CH₄、CO₂的主要排放阶段为0~12 h,并且其排放量远高于>12~24、>24~36和>36~48 h,其中,不同温度下CH₄、CO₂的最大排放率均出现在0~2 h. 原油在空气中暴露时间的长短及所处大气温度的高低直接影响温室气体的累积排放,CH₄、CO₂的累积排放量均随模拟试验的进行而递增;原油所处环境温度越高,累积排放量越大,3 ℃时CH₄、CO₂的累积排放量分别为12.498、15.071 g/m3,13 ℃时为20.626、21.004 g/m3,27 ℃时为31.353、26.954 g/m3. CH₄、CO₂在不同温度下的相对排放量存在差异,表现为低温(3、13 ℃)条件下CH₄排放量低于CO₂,相对高温(27 ℃)条件下表现相反. 研究显示,原油所处大气环境的温度及暴露时间是影响原油温室气体排放的重要因素.      

包覆型纳米零价铁活化过硫酸处理柴油污染土壤

采用Tween-20作为包覆材料对纳米零价铁(n ZVI)进行改性(T-n ZVI),并利用T-n ZVI活化过硫酸盐(PS)降解柴油,同时与未改性纳米零价铁活化过硫酸盐体系(n ZVI/PS)进行对比.结果显示,在n ZVI/PS体系中,柴油降解率随着n ZVI及PS用量的增加而增加.在T-n ZVI/PS体系中,反应90 d后,柴油最大降解率为78%.与n ZVI/PS体系相比,T-n ZVI/PS体系所有组别的柴油降解率均有所提升,但提升幅度不大.同时对T-n ZVI活化PS的机理进行了推测.     

排水造林对小兴安岭湿地土壤溶解性有机碳生物降解和淋溶的影响

以小兴安岭湿地为研究对象,分析了不同年代排水造林的森林沼泽湿地土壤溶解性有机碳(DOC)含量变化及生物降解特征,探讨了排水造林时间对土壤DOC及无机氮(NH+4-N+NO-3-N)淋溶动态变化的影响.结果表明:1排水造林时间对土壤DOC含量变化影响显著(p0.05).2003年(PS03)、1992年(PS92)、1985年(PS85)排水造林后的人工兴安落叶松湿地土壤DOC含量均低于未排水造林的天然兴安落叶松苔草湿地(XATC),且排水造林时间越长,土壤DOC含量越少.2在生物降解过程中,土壤DOC的变化趋势表现为初期降解速率较快,而后逐渐减慢并趋于稳定.其中周转时间为1 d的易降解DOC所占比重表现为:PS92XATCPS03PS85,表明排水时间达到一定阈值后,易降解DOC部分可能会转化为难降解部分.3在淋溶过程中,随着淋溶次数的增加,淋出液中DOC含量呈现为先增加后减小的趋势,淋溶1 d后,不同年代排水造林的森林沼泽湿地土壤DOC的淋失率表现为:PS85PS92PS03XATC,表明排水造林时间越长,土壤DOC淋失率越大,因此长时间的排水造林改造可能进一步影响土壤养分的贮量及其有效性.     

中国碳排放强度影响因素对区域差异的作用分析

根据IPCC方法计算得到1995—2012年中国各省市碳排放数据,表明从1995年开始,我国各省市的碳排放强度整体上呈现南低北高,东低西高的分布格局,并有逐渐下降的趋势.区域间碳排放强度的基尼系数、Theil系数、对数离差均值的计算结果表明碳排放强度在各省市自治区间存在明显差异,并且差异随着时间逐渐增大.为了进一步分析碳排放强度差异的影响因素,我们建立了碳排放强度的回归方程,并采用夏普里值分解法进行影响因素的分解分析.整体上可以看出经济发展水平对碳排放强度差异的贡献值最大,而且随着时间推移其对碳排放强度差异的作用逐渐加强.其次是产业结构和能源结构,贡献值分别为18.91%和26.76%,对碳排放强度差异的贡献值随着时间逐渐减少,作用也逐渐弱化.最后是城市化水平(贡献值为~(-1).65%),仅在一定程度上能够降低碳排放强度的差异.进一步采用第三产业占比表示产业结构,石油占比表示能源结构进行分析,发现它们与碳排放强度变为反向关系.即一个地区的第三产业比重高,在能源结构中油的比重大,煤炭比重小,碳排放强度相比于其他地区则低.由此可见,石油比重的区域差异是影响碳强度差异的一个主要原因.因此,提升碳排放强度高的地区的石油以及低碳能源可以缩减区域间的碳排放差异.本文的研究对合理、公平的碳减排政策的制定,鼓励各省市自治区积极参加碳减排活动有着积极的意义.     

粉煤灰-铝土矿改性制备铝铁复合混凝剂的除磷性能及混凝机理研究

化学混凝法是城市污水处理深度除磷的有效方法,目前常用混凝剂主要存在成本高、除磷效率低且用量大等缺点.本研究采用常压酸浸法,以低成本的铝土矿和粉煤灰为主要原料制备无机复合混凝剂,并对其进行除磷应用及机理研究,结果表明:1自制混凝剂对生活污水中TP去除率达99.58%,出水TP含量为0.012 mg·L-1,优于GB18918—2002一级A标准.2 X-射线衍射和红外光谱结果显示,混凝剂中的Fe—OH、Al—OH、H—OH等基团能与水中的磷酸根作用生成沉淀达到除磷目的,该沉淀在沉降过程中还能吸附不易沉淀的含磷悬浮物,发挥网捕卷扫作用.3采用Ferron逐时络合比色法分析铝铁形态结果显示,混凝剂含有64.14%低聚态铝铁,能中和水中胶体的表面电荷致使胶体脱稳;11.27%中聚态铝铁可吸附在胶体表面,降低其表面电荷,同时以较高的分子量发挥吸附架桥作用;24.59%高聚态铝铁在沉淀过程中可包夹部分胶体粒子,以较大表面积发挥卷扫作用.4分形维数研究结果显示,絮体分形维数在1.2~2.8之间,分形特征较好,能有效发挥絮体的吸附架桥作用.5 Zeta电位分析结果显示,混凝剂本身带正电荷,能与水中带负电荷的胶体物质发生中和,从而压缩双电子层,使胶体粒子脱稳而从水中去除.混凝剂除磷过程是压缩双电层、电中和、吸附架桥和网捕卷扫多种机制共同作用的动态变化过程.     

航空器碳排放扩散模型研究及减碳效果分析

探索、研究有效的机场减碳方法,对我国民用机场的绿色可持续发展、改善机场周边大气环境等具有十分重要的现实意义和长远意义。文章首先分析机场内碳排放源头,研究根据机场内碳排放污染物的特点,结合高斯高价连续点源扩散模式,推导分析航空器在近地面的扩散公式;其次采用不同的下滑角在3°下滑角和4°下滑角下,比较分析碳排放当量值和一氧化碳扩散分布情况并分析整体碳排放量变化趋势,研究监测点或敏感点浓度值等值线分布特点、占标率变化和影响范围等指标,分析浓度值对周边社区居民的影响程度;计算结果表明,增大下滑角可以有效地减少碳排放量。     

基于Miseq测序与碳平衡的生物滴滤床降解甲苯研究

在甲苯进气浓度为1 640 mg/m3,进气负荷为198.11 g/(m3·h),系统停留时间(EBRT)为30 s的条件下,生物滴滤床对甲苯的去除率达到84%,去除负荷为166.41 g/(m3·h)。碳平衡计算表明:22.27%的输入碳源为微生物所同化,59.52%的碳以CO2形式排出,仅有2.46%的碳溶于营养液中。在出口气体中,以CO2形式存在的碳占79.08%,其余则以甲苯形式存在。经Miseq-16S rRNA测序平台分析可知,该生物反应器中的优势菌属为假单胞菌、丛毛单胞菌和红球菌属,优势菌门为变形菌门、拟杆菌门和酸杆菌门。其中,变形菌门和拟杆菌门在反应器中所占比例在经过驯化之后显示出相反的变化趋势。     

南海表层海水参与卡尔文循环的固碳基因多样性研究

为揭示南海北部表层海水中参与卡尔文循环的固碳基因多样性及其与环境因子的关系,本研究以卡尔文循环中的关键酶核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubis CO)的Ⅰ、Ⅱ型基因(cbbL、cbbM)作为分子标记,采用Illumina Miseq高通量测序技术对海水中的固碳基因多样性进行分析,并结合多元统计分析的方法,探讨了固碳基因多样性与环境因子的关系.结果显示,在南海北部表层海水中,含cbbL基因固碳基因主要归属于变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),其中,优势亚群分别是γ-变形菌亚门(45.3%)、蓝细菌(30.9%)和β-变形杆菌亚门(23.8%);而含cbbM基因的固碳菌群未检测到;近岸的A9站位与其他站位物种组成有一定的差异,异着色菌属(Allochromatium)、硫杆菌属(Thiobacillus)和硫单胞菌属(Thiohalomonas)为其特有菌属.相关性和冗余分析(RDA)结果显示,含cbbL基因的固碳基因丰度与水温、盐度呈显著负相关(p0.01),与硝酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐呈显著正相关(p0.01).     

Efficient treatment of azo dye containing wastewater in a hybrid acidogenic bioreactor stimulated by biocatalyzed electrolysis

In this study, a novel scaled-up hybrid acidogenic bioreactor(HAB) was designed and adopted to evaluate the performance of azo dye(acid red G, ARG) containing wastewater treatment. Principally, HAB is an acidogenic bioreactor coupled with a biocatalyzed electrolysis module. The effects of hydraulic retention time(HRT) and ARG loading rate on the performance of HAB were investigated. In addition, the influent was switched from synthetic wastewater to domestic wastewater to examine the key parameters for the application of HAB. The results showed that the introduction of the biocatalyzed electrolysis module could enhance anoxic decolorization and COD(chemical oxygen demand) removal. The combined process of HAB-CASS presented superior performance compared to a control system without biocatalyzed electrolysis(AB-CASS). When the influent was switched to domestic wastewater, with an environment having more balanced nutrients and diverse organic matters, the ARG, COD and nitrogen removal efficiencies of HAB-CASS were further improved, reaching 73.3% ± 2.5%, 86.2% ± 3.8% and 93.5% ± 1.6% at HRT of 6 hr, respectively, which were much higher than those of AB-CASS(61.1% ± 4.7%,75.4% ± 5.0% and 82.1% ± 2.1%, respectively). Moreover, larger TCV/TV(total cathode volume/total volume) for HAB led to higher current and ARG removal. The ARG removal efficiency and current at TCV/TV of 0.15 were 39.2% ± 3.7% and 28.30 ± 1.48 m A,respectively. They were significantly increased to 62.1% ± 2.0% and 34.55 ± 0.83 m A at TCV/TV of 0.25. These results show that HAB system could be used to effectively treat real wastewater.     

The biological effect of metal ions on the granulation of aerobic granular activated sludge

As a special biofilm structure, microbial attachment is believed to play an important role in the granulation of aerobic granular activated sludge (AGAS). This experiment was to investigate the biological effect of Ca^2 +, Mg^2 +, Cu^2 +, Fe^2 +, Zn^2 +, and K⁺ which are the most common ions present in biological wastewater treatment systems, on the microbial attachment of AGAS and flocculent activated sludge (FAS), from which AGAS is always derived, in order to provide a new strategy for the rapid cultivation and stability control of AGAS. The result showed that attachment biomass of AGAS was about 300% higher than that of FAS without the addition of metal ions. Different metal ions had different effects on the process of microbial attachment. FAS and AGAS reacted differently to the metal ions as well, and in fact, AGAS was more sensitive to the metal ions. Specifically, Ca^2 +, Mg^2 +, and K⁺ could increase the microbial attachment ability of both AGAS and FAS under appropriate concentrations, Cu^2 +, Fe^2 +, and Zn^2 + were also beneficial to the microbial attachment of FAS at low concentrations, but Cu^2 +, Fe^2 +, and Zn^2 + greatly inhibited the attachment process of AGAS even at extremely low concentrations. In addition, the acylated homoserine lactone (AHL)-based quorum sensing system, the content of extracellular polymeric substances and the relative hydrophobicity of the sludges were greatly influenced by metal ions. As all these parameters had close relationships with the microbial attachment process, the microbial attachment may be affected by changes of these parameters.