碳排放与经济增长关系及驱动因素分析——以西北地区为例

选取2000--2010年我国西北地区（陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆）5个省区能源消费数据和经济数据作为样本数据,根据IPCC碳排放计算指南,测算出西北各地区的碳排放量;采用脱钩理论对西北地区碳排放与经济增长脱钩状态进行分析,运用LMDI分解方法构建碳排放因素分解模型深入研究其驱动因素.研究结论显示,2001-2010年西北地区经济增长与碳排放的脱钩状态趋于不稳定状态,其中2002年、2004年为强脱钩,2001年、2007年、2009年、2010年为弱脱钩,2003年、2005年、2008年为扩展性负脱钩,2006年为增长连接;经济规模持续扩大是西北地区碳排放快速增长的关键因素,能源强度下降是抑制西北地区碳排放增长的主要因素,产业结构优化升级和能源结构调整是控制碳排放增加的潜在因素.     

氮沉降对草原凋落物分解的影响

大气氮沉降增加是全球变化的重要现象之一,草原生态系统对氮沉降增加的响应成为草地生态学的研究热点之一。凋落物分解是草原生态系统养分循环和能量流动的主要途径,氮沉降增加引起草原植物群落结构变化,导致凋落物质量、土壤肥力、土壤微生物和土壤动物的变化,最终影响凋落物的分解。本文综述了氮沉降对草原凋落物结构、化学组成和分解环境的影响等方面的国内外最新研究进展,讨论了需进一步加强研究的内容,以期为进一步拓展该领域研究的广度和深度、为全面分析和评估全球变化对草原生态系统的影响提供参考。     

基于LMDI的长江经济带交通碳排放变化分析

基于LMDI分解模型,探究了2000~2019年长江经济带交通运输业碳密度、运输结构、能源效率、能源强度、经济结构、经济水平以及人口规模等因素对交通碳排放的贡献程度及时空特性,并使用泰尔指数测算了碳排放的区域差异性.结果表明,经济规模持续扩张是长江经济带交通运输业碳排放增长的第一主导因素,对碳排放的正向驱动效应为116.33%,其次是人口规模（6.19%）;运输结构和经济结构的转变则是抑制碳排放增长的关键因素,其负向驱动率分别为-26.18%和-16.25%;而技术水平（能源效率和能源强度）的提升有助于抑制碳排放增加.此外,基于人均碳排放和碳排放强度的泰尔指数均显示长江经济交通碳排放量的区域差异性明显,其中区域内差异大于区域间差异,且基于碳排放强度的区域差异呈现出“俱乐部趋同”现象.最后,对长江经济带交通绿色发展提出了政策建议.     

CL-20/HTPB热分解机理的ReaxFF/lg反应分子动力学模拟

目的 揭示CL-20和HTPB复合体系的热分解机理,同时为CL-20/HTPB复合推进剂配方设计与应用提供理论依据。方法 采用反应分子动力学方法(ReaxFF/lg),研究CL-20/HTPB混合体系在2 500~3 500 K中5个温度下的热分解机理。结果 混合体系中的CL-20分子间反应路径仍为脱硝基和开环等反应。HTPB为混合体系引入大量的H原子与OH基团,这些自由基会与CL-20及CL-20的分解产物发生反应,例如与HNO2的大量化学反应促进了CL-20的热分解。相比CL-20单质体系,混合体系下,HNO2生成反应数量均有不同程度的增加。通过与单组分产物数量的比较可以发现,H2O的含量大大增加,且曲线到达峰值的时间更短,体系分解反应速率更快,同时CO2的含量也大幅度地减少。除此之外,所计算的混合体系的活化能(Ea)与指前因子的自然对数lnA分别为114.684 kJ/mol与25.896。对比CL-20单质体系,混合体系的活化能较小。结论 HTPB会对CL-20的热分解起到促进的作用,降低了系统对热刺激的不敏感程度。     

深圳市一次典型春季臭氧污染事件成因研究

以往珠三角地区臭氧污染普遍发生在秋季,但近年来春季臭氧污染事件不断发生,并且污染出现时间愈发提前.本研究聚焦于深圳市2022年春季（2月26日）一次臭氧污染过程,系统性地分析了此次臭氧污染过程的主要成因与关键驱动因素.结果表明,在春季臭氧污染的形成过程中,气象条件扮演着重要角色,在高压天气系统影响下的强太阳辐射、高温、低湿和低风速是导致此次臭氧污染的重要因素.通过臭氧的垂直观测数据分析发现,夜间残留层中的高浓度臭氧能够在上午时段混入边界层内,加速地面臭氧浓度累积.此外,通过臭氧前体物浓度的变化特征分析发现,在污染日的下午时段出现臭氧及其前体物浓度的快速升高,推测为上风向区域的外部输送贡献加强,这也是导致此次春季臭氧污染发生的重要原因.敏感性分析表明,污染日的臭氧生成主要受VOCs控制,但在污染加剧时受到NO_x控制,因此,对春季臭氧污染的 防控需要从区域角度开展VOCs和NO_x的协同减排与治理.     

Ce-promoted Mn/ZSM-5 catalysts for highly efficient decomposition of ozone

Manganese oxides supported by ZSM-5 zeolite (Mn/ZSM-5) as well as their further modified by Ce promoter were achieved by simple impregnation method for ozone catalytic decomposition. The yCe20Mn/ZSM-5–81 catalyst with 8% Ce loading showed the highest catalytic activity at relative humidity of 50% and a space velocity of 360 L/(g × hr), giving 93% conversion of 600 ppm O₃ after 5 hr. Moreover, this sample still maintained highly activity and stability in humid air with 50%–70% relative humidity. Series of physicochemical characterization including X-ray diffraction, temperature-programmed technology (NH₃-TPD and H₂-TPR), X-ray photoelectron spectroscopy and oxygen isotopic exchange were introduced to disclose the structure-performance relationship. The results indicated that moderate Si/Al ratio (81) of zeolite support was beneficial for ozone decomposition owing to the synergies of acidity and hydrophobicity. Furthermore, compared with 20Mn/ZSM-5-81, Ce doping could enhance the amount of low valance manganese (such as Mn²⁺ and Mn³⁺). Besides, the Ce³⁺/Ce⁴⁺ ratio of 8Ce20Mn/ZSM-5-81 sample was higher than that of 4Ce20Mn/ZSM-5-81. Additionally, the synergy between the MnO_x and CeO₂ could easily transfer electron via the redox cycle, thus resulting in an increased reducibility at low temperatures and high concentration of surface oxygen. This study provides important insights to the utilization of porous zeolite with high surface area to disperse active component of manganese for ozone decomposition.     

道路沥青中长寿命自由基特征及二次生成

本研究运用电子顺磁共振波谱方法（EPR）发现道路沥青中含有大量的环境持久性自由基（EPFRs）,说明道路沥青可能是道路源大气颗粒物中EPFRs的重要来源途径.因此,进一步通过溶剂萃取从沥青中分离出不同极性组分,研究不同沥青组分中EPFRs的含量和种类分布特征,并且在这基础上探究道路沥青在光化学作用下二次生成EPFRs的潜能和特征.结果表明：沥青中含有的EPFRs类型是以碳原子为中心的自由基和以氧原子为中心的自由基混合存在（g=2.0032~2.0038）,主要可能是芳烃类自由基和半醌自由基.沥青中EPFRs主要存在于不可萃取组分和二氯甲烷可萃取组分中,推测沥青大多数的EPFRs可能源于沥青中的大分子芳香化合物和酚类组分.沥青在模拟太阳光照射后,可生成10%~20%的二次EPFRs,并且发现新生成的主要是以g因子较大的氧原子为中心的EPFRs.     

臭氧预破络-重金属捕集耦合体系高效去除废水中络合态镍的机理研究

电镀废水处理厂化学镀镍废水经常规物化处理后,仍存在低浓度、高稳态的重金属污染物,导致后续出现难处理、难生化、难达标排放的普遍技术问题.本文提出一种新型高效的臭氧预氧化破络-重金属捕集螯合深度处理技术体系,即臭氧-重金属捕集剂(O_3-SN-9)耦合体系.通过单因素静态实验,重点考察了臭氧(O_3)氧化初始pH值、氧化时间、臭氧载气流量、重金属捕集剂(SN-9)投加量等对出水总镍(Ni)去除率的影响,并探讨了臭氧氧化破络络合态Ni的途径及SN-9捕集重金属Ni的机理.结果表明,在化学镀镍废水初始总Ni浓度为2.76 mg·L~(-1),臭氧预氧化初始pH值范围为7.0～11.0,反应时间为40 min,载气流量为3 L·min~(-1),SN-9投加量为40 mg·L~(-1)的条件下,处理后出水总Ni浓度稳定低于0.1 mg·L~(-1),可达到《电镀水污染物排放标准》(DB44/1597—2015)水污染物特别排放限值中总Ni的排放限值要求.液相色谱-质谱(LC-MS)、叔丁醇(Tert-Butyl Alcohol,TBA)捕获羟基自由基(·OH)实验和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明,在臭氧预氧化破络与螯合捕集Ni前后协同耦合的高效体系中,前端臭氧氧化以间接氧化为主,直接氧化为辅;氧化进程可控制为部分氧化破络,将高稳态镍络合物氧化成易失稳的小分子Ni络合物及部分离子态Ni;后续SN-9高效螯合捕集Ni的主要官能团为巯基官能团(—SH),可从低分子易失稳的Ni络合物上竞争夺取Ni离子,或直接与游离态Ni(II)反应,形成稳定的四边形配位螯合沉淀物,从而达到去除Ni的目的.     

耕地细碎化对农户化肥使用效率的影响

在国家提倡化肥使用零增长、减量化的背景下,如何提高农户化肥使用效率变得至关重要。论文从技术效率角度衡量化肥使用效率,使用回归分析和基于R²的夏普里值分解方法考察了耕地细碎化对农户化肥使用效率的影响方向及程度。结果表明：（1）农户在化肥使用上存在着较高的技术无效率,在保持劳动力、土地等其他要素投入数量不变的情况下,约52.51%的化肥投入可以削减且不影响产出。通过提高农户对化肥的使用和管理水平完全可以做到化肥减量而作物不减产。（2）耕地细碎化对农户化肥使用效率具有显著负影响,是导致农户化肥使用效率低下的一个重要原因,能够解释农户间化肥使用效率差异12.15%,在所有决定因素中位居第四,仅次于村虚拟变量、水田比例和粮食作物种植比例。而且,在细碎化程度越高的西部地区,耕地细碎化对农户化肥使用效率差异的贡献越强。（3）农户在化肥使用效率上的差异主要源于所在村特征和包括经营规模、种植结构、土地质量、是否加入合作社等因素在内的生产经营特征的不同;而农户个体特征受集体决策影响,解释力较弱。