餐厨垃圾厌氧处理“碳中和”综合效益评价

为综合评估餐厨垃圾厌氧处理的环境影响与效益,对某餐厨垃圾厌氧处理工艺及其技术单元进行生命周期环境影响评价,并建立“碳中和”计算模型预测与验证实际碳排及耗能情况,综合“环境影响-碳排耗能-经济效益-社会效益”对实际案例进行评估.结果表明,沼肥加工和沼气提纯技术单元分别造成39%和59%总环境影响.另外,粗油提炼、沼气提纯以生物基产品回收形式大幅度削减碳排,分别占理论碳削减的9.7%和54.7%.餐厨垃圾处理厂需通过增加系统稳定性、完善气体监测体系、提高技术处理效率和优化设备额外耗能情况等方式,以减少理论与实际碳排能耗偏差.经综合评价,该餐厨垃圾处理厂模式具备实现“负碳”潜力,其工艺推广具有未来前景.     

Bi5O7I/g-C3N4Z型异质结的常温沉淀制备及其光催化性能研究

以Bi（NO₃）₃·5H₂O、KI和g-C₃N₄为前驱体,采用常温沉淀法制备Bi₅O₇I/g-C₃N₄Z型异质结复合光催化剂,表征其光吸收性能、微观形貌、光生电子-空穴的分离效率等特性,研究新型光催化剂对RhB的可见光催化降解性能,探讨其可见光催化过程活性基团种类以及作用机理.结果表明：利用沉淀法合成Bi₅O₇I/g-C₃N₄的条件为：Bi（NO₃）₃·5H₂O、KI和g-C₃N₄的投加量分别为4.85g、1.66g和1.61g,乙二醇的用量为50mL,反应液的pH值为12,反应搅拌速度为200r/min,反应温度为25℃.Bi₅O₇I/g-C₃N₄异质结无杂相生成且纯度高,异质结复合发生在g-C₃N₄的（002）晶面和Bi₅O₇I的（203）晶面,但g-C₃N₄和Bi₅O₇I的化学结构未受影响.Bi₅O₇I/g-C₃N₄呈三维纳米花瓣形貌结构,为光生电子-空穴的迁移提供了大量的接触位点.Bi₅O₇I的g-C₃N₄掺杂改性使其光催化活性显著增强,其光吸收边缘由425nm红移至462nm,Bi₅O₇I/g-C₃N₄的能带排列结构与Z型异质结匹配,促进了光生电子-空穴的分离.其光电流密度（11.5mA/cm）约为g-C₃N₄和Bi₅O₇I对应值的2.66倍和1.47倍.Bi₅O₇I/g-C₃N₄对罗丹明B的可见光催化降解率为93.9%,显著高于g-C₃N₄（58%）和Bi₅O₇I（49.7%）的降解效果,其光催化氧化活性主要来自羟基基团、超氧基团和光生空穴等中间态自由基.     

政府-企业-居民协同共治的道路交通碳交易机制

根据道路交通碳排放的影响机理,提出同时把上游燃料供应企业、中游汽车生产企业、下游汽车使用者同时作为道路交通碳交易的责任主体,设计了政府-企业-居民协同共治的道路交通碳交易机制,包括碳配额总量设定、初始碳配额分配、行业基准设定、履约考核、市场交易以及监测报告核查等制度.通过案例与情景分析揭示了道路交通碳交易的多主体协同作用机理：在政府对于碳配额总量和行业基准的调控下,燃料供应企业将通过改变燃料成分来降低燃料排放因子;汽车生产企业将通过提高汽车燃油经济性和新能源汽车比例来降低汽车能耗强度;汽车使用者将通过减少车辆行驶里程降低交通需求或者购买使用新能源汽车.本文所提出的政府-企业-居民协同共治的道路交通碳交易机制,可以分别从上游、中游、下游促进道路交通碳排放的3个关键影响因素——燃料排放因子、汽车能耗强度、交通活动需求协同优化,能够有效控制道路交通温室气体排放增长,进而加速“碳达峰”的实现和“碳中和”的转型.     

模拟酸雨下铅锌冶炼废渣重金属的静态释放特征

以株洲某铅锌冶炼废水中和渣为研究对象,开展不同初始pH值（3.0,4.5,5.6和7.0）模拟酸雨静态浸出实验,研究22d浸泡过程中废渣Cd、Cu、Pb和Zn等重金属的动态释放规律及其化学形态变化和矿物相变特征.结果表明,废渣具有较强的酸缓冲潜力,浸出液pH值稳定在6.20~6.66.Cu和Pb在浸泡初期释放较快,Cd和Zn释放相对较慢.浸出液Cd浓度随浸出时间增加而上升,Zn浓度呈波动变化,Cu和Pb浓度变幅较小.提高雨水酸度促进废渣中重金属的释放,浸出液Cd、Cu、Pb和Zn浓度范围分别为1.38~8.70,0~0.02,1.21~2.26和27.2~135mg/L,其中Cd、Pb和Zn浓度分别超过我国《铅、锌工业污染物排放标准》（GB 25466-2010）限值的26.6~173倍、1.42~3.52倍和17.1~89.0倍..重金属BCR顺序提取表明,浸出液中较高Cd和Zn浓度与其赋存高活性态比例一致,且酸雨促使残渣态Cd和Pb向活性态转化.XRD分析显示,pH=3.0酸雨处理22d后原废渣中Cd和Zn的赋存矿物相消失,PbSO₄谱峰增强,表明废渣重金属的释放受其赋存矿物相及次生矿物形成的影响.重金属释放率呈现出Cd （2.50%~15.8%）> Zn （0.41%~2.13%）> Pb （0.06%~0.10%）> Cu （0.0003%~0.11%）的趋势.自然堆存酸雨作用下废渣中Cd、Pb和Zn具有较大环境风险,需加强降雨淋滤污染防治管控.     

国际贸易“碳中和”研究热点领域及其动向

碳中和是世界各国面临的共同问题。经济全球化与贸易自由化背景下国际贸易总量快速增长,伴随着深度国际分工与产业转移,贸易产品的生产者与消费者在陆表形成严重的空间位移。利用文献计量软件CiteSpace分析国际贸易主题下碳中和相关文献,揭示国际贸易“碳中和”研究动向。研究发现：（1）温室气体在全球范围时空演变,使跨区域、多尺度的全球碳治理变得更加复杂,发达国家将高污染与低价值链产业转移至各发展中国家,以生产者责任划分的碳核算原则不再适用于国际贸易合作。（2）进出口贸易逐渐成为新兴经济体经济发展动力,全球碳治理应转向新兴经济体与区域一体化,全球气候政策设计应遵守国际碳市场公平性底线,不断优化碳排放量核算体系,完善碳会计方法,模拟全球碳减排预期效果。重点提高产业部门碳减排意识和产业清洁技术及能源利用效率,利用多种手段改变生态系统的增汇减碳能力。新兴经济体在承接发达国家技术援助同时,应重点关注本国能源产业,发展可再生能源产业,提高能源的利用效率,并运用经济政策与金融工具促进本国的气候变化投融资产业发展。全球碳治理应更加注重公平性与国家间的经济发展、环境资源差异,利用多样的碳治理工具与协商合作方式,促使更多国家参与全球化或区域一体化的碳治理模式。（3）中国亟待通过国内多产业、多部门的增汇减排与国际碳减排、碳中和实践,健全碳市场机制,提高碳治理水平,为国际碳治理合作提供“最大公约数”。     

基于系统动力学的中国碳减排路径模拟

通过分析二氧化碳排放影响因素之间作用关系与碳减排的主要路径,构建二氧化碳排放系统动力学模型。在此基础上,通过调控供给侧经济增长速度、能源结构和产业结构要素,预测四种不同情景方案对二氧化碳排放的影响,以进一步探讨二氧化碳排放主要部门减排贡献。结果表明：四种方案的二氧化碳净排放量增长趋势逐年变缓,在二氧化碳净排放量达到峰值后,调整经济增速、改善能源结构和优化产业结构继续为碳减排发挥积极作用,相比于经济增速和产业结构调整,能源结构改善的减排贡献度更高。在综合调控经济增速、能源结构和产业结构的方案下,中国二氧化碳净排放量2024年将达到高峰值104.45亿t,2058年实现碳中和,这与现实情况更加吻合。未来若能抓住经济、能源、产业低碳转型的良好机遇,并进一步加强各部门的减排努力,中国二氧化碳净排放量有望2025年前达峰,2060年前实现碳中和。     

CO2催化合成衍生柴油的基础研究

为促进我国“双碳”政策的推行,拓展CO₂的循环利用技术,开展了CO₂合成柴油的实验探索,利用铁基催化剂,以CO₂作为原料,探讨了CO₂加氢合成衍生柴油的可行性研究。在科学验证CO₂合成衍生柴油可行性的基础上,进一步考察了催化剂载体的酸碱性、催化剂组元Fe含量以及助剂添加对催化活性的影响。研究表明:CO₂加氢的合成产物的主要组分及组分分布特点与商用柴油高度一致。以γ-Al₂O₃为载体负载铁基催化剂可有效促进CO₂的逆水煤气反应和芬顿反应;作为催化剂助剂,金属元素K的添加对提高催化活性有较好的辅助作用。反应温度和压力是该反应的可控因子,其中,压力为决定因素,当压力>1.6 MPa时,反应才可以在250℃以上的温度域顺利发生。此外,载体的酸碱性、催化组元Fe及助剂K含量对合成产物的组分分布情况及与柴油的相似度也具有重要影响。     

巯基改性生物炭对镉污染土壤的稳定化效果

为寻求针对东北地区镉(Cd)污染土壤的高效稳定化材料,以玉米秸秆生物炭为原始材料,以三巯丙基三甲氧基硅烷(MPS)作为改性剂制备稳定化材料巯基生物炭,分析施加不同用量(1%、3%和5%)的巯基生物炭、生物炭、石灰对土壤理化性质(pH值、CEC值、SOC值)、Cd浸出含量及Cd化学形态的影响。结果表明:各用量巯基生物炭均可使土壤pH值下降、CEC值上升、SOC值上升,TCLP法Cd浸出含量分别为76.99,72.52,67.53 mg/kg,相同用量条件下效果均优于石灰。其中,本实验最大添加量5%巯基生物炭Cd稳定化效果最为显著,较施加5%石灰的处理Cd浸出含量低11.1%。BCR连续提取法分析结果表明,5%巯基生物炭施加量使弱酸可溶态Cd、可还原态Cd分别降低了35.8%、17.63%,较5%石灰处理分别高8.18%和5.7%,效果显著。研究表明巯基生物炭较石灰针对东北地区Cd污染土壤具有更好的稳定化效果。     

基于文献计量的滨海湿地碳收支研究进展分析

中国在第七十五届联合国大会上承诺,争取在2060年实现碳中和。蓝碳潜力巨大,能助力实现碳中和。滨海湿地碳汇占全球海洋碳汇的50%,是蓝碳的重要组成部分,因此,碳中和目标下的滨海湿地碳收支研究尤其值得关注。本文基于文献计量方法,在Web of Science核心合集数据库获取1979－2020年滨海湿地碳收支领域的相关文献,结合VOSviewer可视化软件定量分析了该领域研究进展。结果表明:（1） 1979－2020年滨海湿地碳收支领域发文数量与被引频次均呈上升趋势,尤以2011年后增加最多;（2） 涉及的学科主要有环境科学、海洋淡水生物学、生态学等,主要发文期刊有《Estuarine Coastal and Shelf Science》《Marine Ecology Progress Series》《Science of the Total Environment》等;（3） 开展研究的国家以亚洲、南北美洲和欧洲国家居多,其中美国发文量居世界首位;（4） 研究热点包括温室气体排放、气候变化与碳库、碳循环过程等。随着我国生态文明建设加快,海洋碳汇已被纳入国家战略,其中气候变化和碳中和背景下滨海湿地蓝碳的增汇机制将是未来研究的热点。本文基于1979－2020年的文献分析,建议加强滨海湿地蓝碳的通量及影响因素、蓝碳估算以及应对气候变化的固碳增汇技术方面的研究与探索。     

片状Bi2O3的制备及其光催化性能

利用化学沉淀法,分别以Bi（NO₃）₃·5H₂O为铋源、稀HNO₃为溶剂和HTMA为沉淀剂,制备出片状Bi₂O₃光催化剂.利用SEM、XRD和BET分别对制备的Bi₂O₃形貌、厚度、晶型和比表面积进行表征,并借助紫外可见漫反射和光化学反应仪对材料的光催化性能进行测试.结果表明：制备的片状Bi₂O₃光催化剂形貌较好,厚度均一,a-Bi₂O₃晶型,对可见光的吸收较强,表现出较好的光催化性能.在模拟可见光300W下,3.0h后Bi₂O₃光催化剂对四环素溶液的降解率可以达到82.6%,远远高于市售纳米Bi₂O₃颗粒.