碳氮循环与能源结构

从描述碳、氮元素的生物地理化学循环入手,说明现有能源结构和其他人类活动,已经造成了地球大气层中(比较一百年以前),CO2的浓度增加了25%,甲烷、N2O、NOX的浓度都有明显增加.今天,全球固定氮的速度增加了一倍.碳、氮循环正在逐渐远离它们的动力学稳定状态,导致出现一系列严重生态环境问题.在碳、氮元素的生物地理化学循环的框架下,说明燃烧生物质(植物或植物提取物),阻断了有机碳进入非生物可得矿石燃料储存区的通道,额外增加了CO2的排放量,增加了氧气的消耗量,干扰了碳、氮元素的生物地理化学循环,使碳元素不能转变成养育土壤的有机肥料,破坏了自然界的自修复功能.还原碳的生物吸收,植物的光合作用不是唯一途径,至少有下列方式也可以实现:高分子物质降解物的相当数量代谢碳,在土壤中被植物直接吸收;溶解于水中,尤其是海洋中的HCO3―,可以被生物吸收;由亚硝酸菌属和硝化菌属作用的硝化过程是耗氧过程,氮的氧化伴随着碳元素的还原及生物吸收.另外,植物光合作用转化太阳能为化学燃料能,是一个效率(0.5%)相对低下的过程;生物质燃烧时,会生成NOX和N2O.然而,将生物质废料作为堆肥原料,获得的燃料,基本上没有额外增加CO2的排放量;获得的有机肥料,可减少化肥、农药造成的环境冲击,对建立农业可持续发展模式发挥作用.人类需要摆脱以碳元素为能量来源,以燃烧方式获得能量的思维定式,依靠自己的聪明才智,团结协作,共同构建清洁的、可持续发展的新型能源结构.     

废弃塑料包装物的管理及资源、环境评价

由于塑料包装材料具有明显的资源优势,而获得广泛应用。但塑料材料的原料——石油,目前面临枯竭窘境。同时,塑料包装废弃物的处理存在巨大的环境压力。焚烧包括塑料包装废弃物在内的生活垃圾,用于发电,是日本曾经采取的方法。近年来,因存在难以逾越的生态环境问题,而逐渐废止。工业生态学的材料流的循环利用模式,是解决资源耗尽、废物充斥的理想方法。源头分离是城市固体废弃物资源化的前提条件。按塑料品种分类回收,以材料形式重复利用,保留了塑料的材料价值,还需要解决,再加工过程造成材料力学性能下降的问题。将单一品种塑料转化成单体,不同塑料品种的单体转化率有很大差距,缩合聚合物较高,而PP、PE等则不然。混合塑料的热裂解可获得化工原料和燃料,又达到减少垃圾总量和石油资源循环利用的效果,具有开发潜力。填埋方式占用土地又人为阻碍了有机垃圾回归生物圈。控制性堆肥对避免大量使用化肥、农药造成的生态环境灾难,再建农业生产的可持续性模式,发挥重要作用。生物降解塑料袋对堆肥的实施,具有特殊价值。PET和E-CO在食品包装某些应用领域有优势,而PVC食品包装物的使用和废弃后再利用都存在问题。