Cloning and expression of α-amylase in E. coli: genesis of a superior biocatalyst for substrate-specific MFC

One of the most practical approaches for establishing a successful microbial fuel cell (MFC) is to fasten the oxidation rate of the substrate by the microorganisms to get quick paced electron transfer between microbes and electrode. A genetically modified Escherichiacoli, overexpressing α-amylase, is constructed and applied as biocatalyst in MFC using starch as substrate. The results are compared with nonrecombinant, native E.coli. The results show better performance for the MFC containing the recombinant strain demonstrated by higher power density (PD), lower resistance, and significant electrochemical activity. Maximum PD has been recorded as 279.04 mW m^?2 compared to 120.33 Mw m^?2 for the MFC operated with nonrecombinant E.coli. The impedance results also suggest the effectiveness of the recombinant strain by lowering the internal resistance by more than half order as compared to the nonrecombinant one. These results affirm that the engineered strain can be used as a superior biocatalyst in contrast to the native strain and by using the technique of genetic alteration; gene of interest can be inserted based on the substrate to be treated. So, this work gives a useful insight for accomplishing successful MFC operation with the use of bacterial stains engineered at the molecular level.     

市场导向的绿色技术创新机理与对策研究

基于对绿色技术创新的特殊属性、企业绿色技术创新环境和驱动力的转变分析,给出了市场导向对企业绿色技术创新的驱动机理。研究发现,企业绿色技术创新具有进度紧迫性、社会实用性、市场导向性及双重外部性等特殊属性,需借助市场机制来驱动企业绿色技术创新投入。市场导向下的企业绿色技术创新,就是要借助市场机制来优化企业绿色技术创新要素的配置效率。其中,市场供求机制有利于释放绿色技术创新要素的供需信号,市场竞争机制有利于提高绿色技术创新企业的市场竞争力;市场的价格机制有利于绿色技术创新企业的价值实现。最后,结合我国绿色技术创新发展实践提出6点建议:以解决突出矛盾为导向,精准设计市场规制措施;以优化顶层设计为起点,实现多主体协同发力;强化知识产权保护,制定绿色产业专利战略;多管齐下促进绿色消费,引导企业绿色技术创新;完善绿色标准和标识制度,倒逼绿色技术升级;建立绿色技术创新发展评估体系,有针对性地提高市场规制效率。     

Emission control strategies of hazardous trace elements from coal-fired power plants in China

China's energy dependents on coal due to the abundance and low cost of coal. Coal provides a secure and stable energy source in China. Over-dependence on coal results in the emission of Hazardous Trace Elements (HTEs) including selenium (Se), mercury (Hg), lead (Pb), arsenic (As), etc., from Coal-Fired Power Plants (CFPPs), which are the major toxic air pollutants causing widespread concern. For this reason, it is essential to provide a succinct analysis of the main HTEs emission control techniques while concurrently identifying the research prospects framework and specifying future research directions. The study herein reviews various techniques applied in China for the selected HTEs emission control, including the technical, institutional, policy, and regulatory aspects. The specific areas covered in this study include health effects, future coal production and consumption, the current situation of HTEs in Chinese coal, the chemistry of selected HTEs, control techniques, policies, and action plans safeguarding the emission control. The review emphasizes the fact that China must establish and promote efficient and clean ways to utilize coal in order to realize sustainable development. The principal conclusion is that cleaning coal technologies and fuel substitution should be great potential HTEs control technologies in China. Future research should focus on the simultaneous removal of HTEs, PM, SOx, and NOx in the complex flue gas.     

基于热异常探测的北京水泥厂大气污染排放评估

为对水泥行业实现大气污染排放动态监测,反映污染排放的时空分布特征,提出基于热异常点探测数据的新型干法水泥气态污染物排放量测算方法.利用VIIRS热异常点的FRP(fire radiation power,辐射功率)参数结合水泥产业结构特点,建立FRP与污染物排放之间的定量估算关系.利用2013—2017年北京市水泥生产统计信息和热异常点探测数据进行了大气污染排放评估,结果显示:①利用热异常产品的FRP参数估算北京市水泥厂的污染排放水平,利用NO_x和SO₂排放量的统计数据对排放估算值进行相关性验证,二者统计值与估算值之间的相关性系数分别为0.65和0.63.②2013—2017年北京市所有水泥厂的热异常点数据与环境统计数据中水泥总产量、熟料总产量、煤炭总产量以及NO_x、SO₂和烟(粉)尘排放量的相关性均较好,相关性系数均在0.7左右.③自2013年以来,北京市金隅琉水环保科技有限公司和北京金隅北水环保科技有限公司的热异常点数均呈下降趋势.由于采取了减排措施,水泥总产量和污染排放量也均呈逐年减少的趋势.研究显示,基于热异常点探测数据的新型干法水泥气态污染物排放量测算方法可快速获取水泥厂的位置信息、热释放规模,结合污染排放因子可间接评估水泥厂NO_x和SO₂等主要污染物的排放情况.      

基于LCOE模型的光伏发电经济效益分析:以宜昌农村地区光伏扶贫电站项目为例

光伏发电是我国重要的清洁能源发展战略,也是资产收益扶贫的重要方式.为了探讨光伏发电项目对政策的依赖性及其在经济上的可持续性,采用平准化度电成本（LCOE）模型开展研究,并开发出平准化度电净现值（LNPVE）模型用于研究光伏发电项目的长期经济效益及其影响因素.将上网电价与补贴作为效益指标引入LCOE模型,即得到LNPVE,LNPVE为折现度电收入和折现度电成本之差.LNPVE模型不仅能将政策因素引入经济效益分析中,同时还能考虑效益变动,从而分析光伏发电项目的经济可持续性.以宜昌市长阳土家族自治县渔峡口镇村级光伏扶贫电站项目为案例的分析表明,从LCOE模型结果来看,案例项目能够实现经济效益;然而从LNPVE模型结果来看,现行补贴上网电价下案例项目的长期经济效益仍存在不确定性,且这种不确定性随着光伏发电上网电价补贴“退坡”政策的出台而有所强化.敏感性分析结果表明,影响案例项目经济效益的首要因素是技术因素,其次是政策因素,再者是经济因素.若案例项目以无补贴标杆电价平价上网,则需将单位造价降低19.3%或者年利用小时数提高14.8%;若要进一步实现以燃煤发电上网电价平价上网,则需将单位造价降低97.0%或者年利用小时数提高182.1%.因此,应当针对光伏发电特别是村级光伏扶贫项目实施必要的电价补贴,将补贴“退坡”与提高光伏发电效率相结合,并将有针对性地提高补贴效率作为光伏电价补贴的重点,同时高度重视技术改进及推广应用和运营维护的成本降低及质量提高,以持续实现光伏发电项目的经济效益.      

电源模式对ADC12高硅铝合金微弧氧化膜层组织与性能的影响

目的探究三种电源模式对ADC12高硅铝合金微弧氧化膜层性能的影响,从中选择对其微弧氧化膜层性能较优的电源模式。方法在三种不同电源模式(交流电源、单极性脉冲电源和双极性脉冲电源)的条件下,应用微弧氧化(MAO)技术在ADC12高硅铝合金表面制备了陶瓷膜层,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段表征ADC12铝合金微弧氧化膜层的显微组织与性能。结果三种电源模式下微弧氧化膜层中都存在α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和Al9Si等物相;双脉冲模式下制备的微弧氧化膜层的致密性最好,厚度为15μm,硬度达到719 HV,摩擦系数为1.2左右,膜层与基体开始脱落的载荷为25.8 N。交流模式下制备的微弧氧化膜层膜厚较低,厚度为9μm,硬度达到698 HV,摩擦系数为1.35左右,膜层与基体开始脱落的载荷为19.5 N。单极性模式下制备的微弧氧化膜层厚度为17μm,但硬度为706 HV,摩擦系数为1.35左右,膜层与基体开始脱落的载荷为13.09 N。结论通过三种电源模式的比较,ADC12高硅铝合金在双极性脉冲电源模式下制得膜层的综合性能较好。     

超低改造下中国火电排放清单及分布特征

本研究基于2018年火电在线监测和环境统计等数据,自下而上编制了中国高分辨率火电行业排放清单,并核算了排放浓度、排放因子和排放量.结果表明超低排放政策效果显著：2018年火电SO₂、NO_x和烟尘平均排放浓度分别为37.57、56.71和7.41mg ·m^-3.比2015年分别下降58.71%、43.12%和60.79%;中国燃煤机组的SO₂、NO_x和烟尘平均排放因子分别为0.30、0.48和0.06 g ·kg^-1,比2015年分别下降55.2%、36.84%和62.5%;中国火电SO₂、NO_x、烟尘和PM_2.5总排放量分别为72.14、118.38、14.90和13.59万t ·a^-1,比2015年分别下降41.32%、19.29%、48.12%和40.39%.     

非超低与超低排放煤电机组启动过程NOx排放特征对比分析

通过采集671台次燃煤火电机组NO_x排放实时监控数据,对非超低排放与超低排放机组总体及相应各等级机组启动过程中NO_x排放特征进行了对比分析.结果表明,非超低排放机组启动阶段NO_x超标率为81.53%,平均超标小时数为2.64 h,平均最大排放小时均值为284.06 mg·m~(-3);超低排放机组启动阶段NO_x超标率为79.86%,平均超标小时数为2.52 h,平均最大排放小时均值为231.61 mg·m~(-3);非超低与超低排放机组总体及相应各等级机组间NO_x超标率和平均超标时长无统计学意义上的差异,但平均最大排放小时均值浓度存在显著差异;非超低排放机组中,除300 MW等级机组平均最大排放小时均值浓度显著低于200 MW等级机组外,其余对比组在超标率、超标小时数及平均最大排放小时均值浓度上均无显著差异;不同等级超低排放机组之间在超标率、超标小时数和最大排放小时均值浓度上都有统计学意义上差异的情况, 600 MW等级机组超标时长控制最优, 1 000 MW等级机组排放浓度控制较好.     

海水抽水蓄能电站防污方案研究

为了给未来建设海水抽水蓄能电站提供防污解决方案,分析了海洋污损生物的附着过程及特点,以及海水抽水蓄能电站需要防污的部位,比较国内外现有的海洋污损生物的治理技术。得到了海水抽水蓄能电站水工建筑物、管道、水泵水轮机组及其辅助系统的防污方案。通过分析国内海水抽水蓄能电站防污的现状、存在的不足,展望了未来重点研究的方向,为国内海水抽水蓄能电站的建设提供参考。     

海水抽水蓄能电站库盆防渗方案研究

从目前已掌握的淡水防渗技术的角度出发,综合对比了各种防渗材料及联合防渗方案的优缺点,首次探讨了针对海水抽水蓄能电站库盆的防渗方案。建议在库底采用土工膜与黏土联合防渗方案,而在库岸采用钢筋混凝土面板与防护涂层相结合的方式。关于海水抽水蓄能电站库盆防渗选材方案的讨论,可为相关研究工作提供参考依据,并为工程设计提供建议。