人工模拟地质封存CO_2泄漏对土壤酶活性的影响

基于人工控制CO_2泄漏平台,以鄂尔多斯二氧化碳地质储存地的土壤和典型植被玉米、豌豆和黑麦草为研究对象,考察了高浓度CO_2入侵包气带对土壤部分氧化还原酶和水解酶活性的响应规律,旨在为CO_2地质储存的风险评价提供依据。结果表明,当土壤CO_2浓度在900⁷19 800 mg/m719 800 mg/m³范围内时,CO_2浓度增加,对玉米和豌豆试验区土壤过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶以及蛋白酶活性有不同程度的促进作用,但对玉米土壤蔗糖酶活性却表现出抑制作用;黑麦草试验区各类酶活性随土壤CO_2浓度增加表现出提高、降低和先提高后降低三种变化趋势;进一步提升CO_2浓度达到作物致死阈值1 655 540 mg/m3范围内时,CO_2浓度增加,对玉米和豌豆试验区土壤过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶以及蛋白酶活性有不同程度的促进作用,但对玉米土壤蔗糖酶活性却表现出抑制作用;黑麦草试验区各类酶活性随土壤CO_2浓度增加表现出提高、降低和先提高后降低三种变化趋势;进一步提升CO_2浓度达到作物致死阈值1 655 540 mg/m³时,豌豆试验区土壤各类水解酶活性均达到最低,而黑麦草试验区土壤氧化还原酶活性和水解酶活性均高于其他试验区;三种作物相比,豌豆对CO_2胁迫的耐受性最弱,玉米次之,黑麦草最强,致死CO_2浓度下存活时间较久。即土壤酶活性不仅受制于高浓度CO_2的胁迫,而且与地表植被的类型等因素相关。     

高浓度二氧化碳入侵对土壤理化性质的影响

在地质储存CO_2(GCS)泄漏对生态环境的影响中,土壤作为生态系统中物质与能量交换的主要介质,其理化性质的变化研究尤为重要。采用人工模拟CO_2泄漏地表的方式,并分析土壤pH值、总有机碳、氮、磷、钾、水溶性盐浓度的变化及地表植物响应。结果表明:CO_2入侵使土壤总有机碳相比于对照增加了1.56%~43.75%,总氮下降了0.88%~13.25%,氨氮与硝氮也同比下降,磷、钾、水溶性盐总体也是减少的,但土壤pH值有所上升,且各植物长势均较好,尤其是豌豆与萝卜的生长较好。结论:高浓度CO_2入侵会对土壤理化性质产生一定影响,而且对植物的生长有促进作用。     

CO_2入侵包气带对土壤热参数的影响

CO_2地质储存是一种缓减碳排放行之有效的途径,但是逃逸的CO_2入侵包气带将带来土壤热性质的变化。土壤包气带热参数直接控制着大气环境和土壤的热量交换,进而影响土壤的生态环境。为了研究土壤包气带热参数对高浓度CO_2的响应规律,采用人工模拟CO_2在包气带中泄漏的方法,通过检测CO_2在土壤中的扩散规律并通过测试土壤含水率、干容重及热参数来研究CO_2对土壤热性质的影响。结果表明:在实验设定的CO_2浓度范围内,从低区到高区随CO_2浓度升高,包气带热导率平均值由0.9 W/mK减小到0.5 W/mK,体积热容量由1.5减小到1.2 MJ·m~(-3)·K~(-1);低浓度区土壤包气带体积热容量对CO_2的敏感性高于热导率;不同CO_2浓度影响了体积热容量与含水率的线性关系,低浓度区具有最好的线性关系,线性回归相关系数R2为0.741 9。在设定的CO_2浓度梯度内CO_2对土壤包气带热参数的影响有特定的规律,为研究CO_2对土壤包气带热量传递奠定了基础。     

土壤高浓度二氧化碳对植物生理生化特性的影响

为解决煤化工产生大量CO_2而引起气候变化,CO_2捕集与封存作为新兴减排技术快速发展,但存在泄漏风险,为研究其对地表植物的影响,对比分析了土壤高浓度CO_2对豌豆和萝卜的表观长势、叶绿素、保护酶、丙二醛和脯氨酸等生理生化特征的影响。结果表明,土壤高浓度CO_2(8%)对萝卜的光合作用呈现显著抑制作用,对豌豆的光合作用略有增强;两种植物的保护酶系统对该环境中均体现出一定的清除活性氧和防御能力,该环境未对豌豆和萝卜造成逆境胁迫。两种植物均表现出较好的调节适应能力,且豌豆的适应能力更好。为揭示CO_2地质封存(CCS)泄露的生态影响机理和评价CCS环境影响提供了一定的理论依据和技术参数。     

土壤高浓度二氧化碳对植物生理生化特性的影响

为解决煤化工产生大量CO_2而引起气候变化,CO_2捕集与封存作为新兴减排技术快速发展,但存在泄漏风险,为研究其对地表植物的影响,对比分析了土壤高浓度CO_2对豌豆和萝卜的表观长势、叶绿素、保护酶、丙二醛和脯氨酸等生理生化特征的影响。结果表明,土壤高浓度CO_2(8%)对萝卜的光合作用呈现显著抑制作用,对豌豆的光合作用略有增强;两种植物的保护酶系统对该环境中均体现出一定的清除活性氧和防御能力,该环境未对豌豆和萝卜造成逆境胁迫。两种植物均表现出较好的调节适应能力,且豌豆的适应能力更好。为揭示CO_2地质封存(CCS)泄露的生态影响机理和评价CCS环境影响提供了一定的理论依据和技术参数。     

CO_2泄漏胁迫下马铃薯叶片叶绿素含量及高光谱变化特征

在二氧化碳地质储存(CCS)过程中,泄露CO_2进入土壤,会影响到土壤生物和地表植被,从而影响生态系统稳定性,改变生态系统平衡。植被高光谱遥感是大面积监测CO_2地质安全储存的有效方法之一。通过测定CO_2泄漏胁迫下马铃薯叶片的高光谱反射率和叶绿素含量,对高光谱数据在400⁸00 nm波长范围内进行光谱计算,得到10个主要光谱特征参数,将其与马铃薯的叶绿素含量变化特征进行相关分析。结果表明,CO_2胁迫条件下,叶绿素含量变化与吸收谷底反射率、红边波长和吸收宽度密切相关,与吸收谷底位置、绿峰位置没有确定的数值关系。叶绿素含量与反射光谱特征方程:Y=1 769.767X_1+0.068X_2+12.366X_3-2 260.315。该研究结果对CCS项目地表生态监测评估、遥感监测CO_2泄漏点等都具有重要的现实意义与应用价值。     

CO_2泄漏胁迫下马铃薯叶片叶绿素含量及高光谱变化特征

在二氧化碳地质储存(CCS)过程中,泄露CO_2进入土壤,会影响到土壤生物和地表植被,从而影响生态系统稳定性,改变生态系统平衡。植被高光谱遥感是大面积监测CO_2地质安全储存的有效方法之一。通过测定CO_2泄漏胁迫下马铃薯叶片的高光谱反射率和叶绿素含量,对高光谱数据在400~800 nm波长范围内进行光谱计算,得到10个主要光谱特征参数,将其与马铃薯的叶绿素含量变化特征进行相关分析。结果表明,CO_2胁迫条件下,叶绿素含量变化与吸收谷底反射率、红边波长和吸收宽度密切相关,与吸收谷底位置、绿峰位置没有确定的数值关系。叶绿素含量与反射光谱特征方程:Y=1 769.767X_1+0.068X_2+12.366X_3-2 260.315。该研究结果对CCS项目地表生态监测评估、遥感监测CO_2泄漏点等都具有重要的现实意义与应用价值。     

高浓度CO_2入侵包气带对土壤微生物的影响

以鄂尔多斯CO2地质储存地的土壤和典型植被小麦和黑麦草为研究对象,通过原位模拟实验,考察了不同浓度CO2入侵包气带对土壤细菌、真菌、放线菌数量及细菌群落多样性的影响。结果表明,高浓度CO2入侵包气带,对土壤微生物生长有一定的抑制作用,植被可以提高CO2入侵条件下土壤微生物的抗逆性,但不同植被对土壤微生物抗逆性的调节具有一定差异;高浓度CO2入侵包气带,使Pedobacter(地杆菌属)、Akkermansia(疣微菌门)等细菌的丰度提高,unclassified_Betaproteobacteria(β-变形菌属)等细菌的丰度降低,细菌Thauera aminoaromatica(陶厄氏菌属)和Nitrospira(硝化螺菌属)完全消亡,并产生了Flavobacterium denitrificans(黄杆菌属)、Haematobacte(红杆菌属)、Ferrithrix(热袍菌门)新菌种。高浓度CO2入侵包气带对土壤微生物群落结构影响显著,但土壤微生物主要建群种未变。     

高浓度CO_2入侵包气带对土壤微生物的影响

以鄂尔多斯CO2地质储存地的土壤和典型植被小麦和黑麦草为研究对象,通过原位模拟实验,考察了不同浓度CO2入侵包气带对土壤细菌、真菌、放线菌数量及细菌群落多样性的影响。结果表明,高浓度CO2入侵包气带,对土壤微生物生长有一定的抑制作用,植被可以提高CO2入侵条件下土壤微生物的抗逆性,但不同植被对土壤微生物抗逆性的调节具有一定差异;高浓度CO2入侵包气带,使Pedobacter(地杆菌属)、Akkermansia(疣微菌门)等细菌的丰度提高,unclassified_Betaproteobacteria(β-变形菌属)等细菌的丰度降低,细菌Thauera aminoaromatica(陶厄氏菌属)和Nitrospira(硝化螺菌属)完全消亡,并产生了Flavobacterium denitrificans(黄杆菌属)、Haematobacte(红杆菌属)、Ferrithrix(热袍菌门)新菌种。高浓度CO2入侵包气带对土壤微生物群落结构影响显著,但土壤微生物主要建群种未变。     

污泥热水解处理产生的恶臭污染物治理方法研究

本技术是污泥热水解工艺过程中产生的恶臭废气,恶臭主要为硫化氢、氨、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、三甲胺、苯乙烯等高浓度、高复杂、多成分致臭物,恶臭的臭气浓度达到100万量纲级别,其中的硫化氢浓度达到7700～12000 mg/m~3,甲硫醇浓度达到2600mg/m~3、甲硫醚浓度达到1500mg/m~3、二甲二硫浓度达到1300mg/m~3,高浓度臭气经过催化氧化脱硫、碱喷淋洗涤、吸收液微雾吸收、生物除臭处理工艺多级技术处理后,最终处理到排气筒臭气浓度不大于1000,各项指标达GB14554-1993《恶臭污染物排放标准》规定的标准,为解决污泥热水解产生的恶臭污染物除臭难题探索了治理工艺和方法,积累了实践经验。