丝状藻响应温度变化的生长及功能特性

针对近年来丝状蓝藻水华的频繁暴发问题,研究了3种常见丝状藻生长对温度的响应以及生长与功能特性间的关系。结果表明：温度由15℃增加至30℃,拟柱孢藻比生长速率由0.28 d^-1增加为0.70 d^-1,光合活性（F_v/F_m）在0.40~0.61范围内波动,单位藻细胞溶解性总氮（DTN）和溶解性反应磷（SRP）消耗量也分别增加了6.36 mg-DTN/mg-Chl.a、0.15 mg-SRP/mg-Chl.a;伪鱼腥藻比生长速率从0.12 d^-1到0.60 d^-1,F_v/F_m在15℃时达到最低,为0.12,单位藻细胞氮磷消耗量也分别增加了21.72 mg-DTN/mg-Chl.a、1.71 mg-SRP/mg-Chl.a;水华束丝藻比生长速率从0.20 d^-1到0.44 d^-1,F_v/F_m受影响较小,单位藻细胞氮磷消耗量也分别增加了12.29 mg-DTN/mg-Chl.a、0.83 mg-SRP/mg-Chl.a。温度升高都会促进3种丝状藻生长,拟柱孢藻易在大于30℃高温下形成优势;伪鱼腥藻温度适应范围广,但温度低于15℃会抑制伪鱼腥藻生长;水华束丝藻最佳生长温度为25℃,并可在15℃时取得优势,耐低温能力较强。另外,丝状藻可通过权衡藻细胞生理特性以维持不同温度下的生长优势。     

大气CO2浓度缓增对冬小麦土壤呼吸的影响

为研究大气CO₂浓度缓增对冬小麦（Triticum aestivum）土壤呼吸的影响，基于开顶式气室组成的CO₂浓度自动调控平台，在2017—2019年开展了两季冬小麦CO₂浓度缓增试验.每季试验在背景大气CO₂浓度基础上（CK，对照），均设置了CO₂浓度缓增处理（C₈₀和C₁₂₀，即从2016年起逐年增加40 μmol·mol^-1，至2017—2018年和2018—2019年冬小麦生长季CO₂浓度分别为CK+80 μmol·mol^-1和CK+120 μmol·mol^-1）.采用静态暗箱-气相色谱法测定土壤呼吸速率.结果表明：CO₂浓度缓增没有显著改变土壤呼吸的季节变化规律，但是会显著影响冬小麦旺盛生长期的土壤呼吸速率.在2018—2019年冬小麦抽穗-扬花期，C₁₂₀处理使土壤呼吸速率显著增加50.2％（P=0.008），且使得生长季土壤碳排放显著增加25.9％（P=0.044），而在2017—2018年冬小麦生长季，与CK相比，C₈₀处理对土壤呼吸没有显著影响.土壤呼吸与土壤温度呈指数正相关，与CK相比，CO₂浓度缓增降低了土壤呼吸对温度的敏感性.研究表明，CO₂浓度缓增120 μmol·mol^-1增加了冬小麦生长季土壤碳排放.     

不同CO2浓度和施氮水平对麦田CO2净通量的影响

为研究不同CO₂浓度和施氮量对麦田CO₂净通量的影响,利用开顶式气室(OTC)组成的CO₂浓度自动调控平台模拟CO₂浓度升高环境.以冬小麦为试验材料,设置CK (对照,环境大气CO₂浓度)、C₁(CO₂浓度比CK增加120 μmol·mol^-1)和C₂(CO₂浓度比CK增加200 μmol·mol^-1)3个CO₂浓度水平;施氮量设置常规施氮量(N₁,25 g·m^-2)和低氮(N₂,15 g·m^-2)2个水平.采用静态箱-高精度气体分析仪观测麦田CO₂净通量.结果表明:各处理的麦田CO₂净通量变化特征一致,均呈先增大后减小的趋势,在拔节期和抽穗期达到峰值.N₁处理下,在整个生育期,CK、C₁和C₂处理的CO₂累积量分别为-105.8±12.6、-123.1±11.5和-120.2±4.1 kg·hm^-2.N₂处理下,在整个生育期,CK、C₁和C₂处理的CO₂累积量分别为-82.3±9.2、-95.4±7.6和-96.7±2.8 kg·hm^-2;拔节期C₂处理的CO₂累积量比CK显著增加了31.8%(P=0.024).C₁处理下,拔节期N₁处理的CO₂累积量显著高于N₂处理55.0%(P=0.009);C₂处理下,N₁处理的整个生育期CO₂累积量显著高于N₂处理23.6%(P=0.010).各处理CO₂净通量跟土壤湿度的相关关系均达到显著;N₁处理下,C₁和C₂处理的CO₂净通量跟光合有效辐射的相关关系达到显著,N₂处理下,CK和C₁处理的CO₂净通量跟光合有效辐射的相关关系达到显著;N₁处理下,C₁处理的CO₂净通量跟空气温度的相关关系达到显著,其余处理未达到显著.本研究表明:在小麦的拔节期和抽穗期,相比于CO₂浓度升高,施氮量对麦田CO₂净通量的影响更为显著;CO₂浓度升高与施氮量对麦田CO₂净通量的影响没有显著的交互作用.     

潜在的细菌纤维素/明胶支架材料的制备

实验在pH 1.0,温度40℃,避光条件下,通过高碘酸钠对细菌纤维素（BC）进行氧化,制得双醛细菌纤维素（DHBC）。然后在温度50℃,pH 6.0,DHBC与不同用量的明胶溶液进行作用制得双醛细菌纤维素/明胶（DB-G）3种复合材料（DB-G5,DB-G10,DB-G15）。通过FTIR谱图分析,DB-G中的CO的伸缩振动吸收峰（1 740 cm^-1）消失了,相应地在1 600~1 680 cm^-1和1 500~1 550 cm^-1出现了典型的酰胺Ⅰ的v（CO）和酰胺Ⅱ v（N-H）的红外吸收峰,随着明胶比例增加,吸收峰变宽并发生部分紫移。根据模拟体液（SBF）降解测试结果,DHBC及DB-G表现出了良好的可降解性,降解周期为60~90 d。利用比表面积与孔径分布及SEM的测试分析,DB-G5、DB-G10、DB-G15的孔径变化呈现出了不断减小的趋势。通过TG/DTG的热解温度测试结果,与BC相比,DHBC热解温度迅速降低,最大失重温度（T_max）下降80.1℃。然而与明胶发生交联后,热分解稳定性得到明显提高,DB-G的T_max均大于340℃,但DB-G10和DB-G15的T_max却不足2℃。抗张强度测试表现出类似的情形,与DB-G10相比,DB-G15没有随着明胶用量的进一步提高。综合分析认为,m（DHBC）：m（明胶）以1：10最为合适,即DB-G10可作为一种潜在的组织工程支架材料。     

东亚地区二氧化碳体积分数变化特征

利用2004年以来东亚地区10个本底观测站大气φ(CO₂)观测资料,分析了各站大气φ(CO₂)的变化特征及其各站之间的差异,讨论了下垫面特征、源汇作用等对φ(CO₂)变化的影响.结果表明:10个本底站大气月均φ(CO₂)有明显的季节变化,高值多出现在冬春等寒冷季节,而低值则多出现在6—9月,属于北半球的夏季;大气φ(CO₂)日变化趋势较为一致,15时(当地时间)前后达到全天最低,随后φ(CO₂)升高,并在日落后继续积累,至清晨7时(当地时间)前后达到全天最高,之后φ(CO₂)随着太阳辐射的增强而逐渐降低,且平均φ(CO₂)水平与下垫面植被量成反比,φ(CO₂)日变化的幅度与下垫面植被量成反比.作为全球基准站之一的瓦里关山站,2004—2008年φ(CO₂)年均值逐年增加,年增长率为2.28×10^-6/a.     

基于数值模拟的CO2地质封存项目井筒泄漏风险定量化评价方法

为评估CO₂地质封存场地的CO₂沿井筒泄漏风险，介绍了自主研发的可对CO₂井筒泄漏风险进行定量化评价的数值模拟WellRisk软件，将软件应用于实际CO₂地质封存场地--神华鄂尔多斯CO₂咸水层封存示范工程，定量评估该场地CO₂沿注入井和监测井的泄漏量，并将软件模拟结果与美国能源部开发的NRAP–IAM–CS（The national risk assessment partnership–integrated assessment model–carbon storage）软件模拟结果进行对比，实现了CO₂沿井筒泄漏风险的定量化评价。定义了井筒泄漏系数，即井筒发生泄漏的有效截面积和井筒总截面积的比值，并将井筒泄漏系数作为量化表征井筒固井质量的重要参数。当泄漏系数取值为10^–6时，神华CO₂地质封存场地在1 000 a内的总泄漏量为720 tCO₂，占总注入量的0.24%，小于IPCC的风险阈值1%。因此，泄漏系数为10^–6或更低的井筒是低风险泄漏井，具有良好的固井质量，对应于NRAP–IAM–CS软件中井筒渗透率低于10^–12 m²的情况。泄漏系数为10^–5或更高的井筒是高风险泄漏井，具有较差的固井质量。WellRisk和NRAP–IAM–CS的计算结果均表明，当注入井和监测井的固井质量良好时，神华CO₂地质封存场地基本不存在CO₂泄漏风险。     

曝气生物滤池预处理微污染水源水试验研究

针对饮用水源水中有机物、藻类及氮污染的问题,采用曝气生物滤池（BAF）处理微污染水源水,考察了不同水力负荷下BAF反应器对氨氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数（COD_Mn）、叶绿素a、MC-LR、UV₂₅₄的去除效果。结果表明,当水力负荷为0.07 m³/（m²·h）时,BAF上述污染物的平均去除率分别为74.71%、46.55%、81.8%、52.16%、67.99%、79.2%、34.8%,氨氮、总磷、高锰酸盐指数（COD_Mn）最低出水浓度均达到了《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅱ类水质要求。微生物镜检和高通量测序（454）分析表明,对于低碳源的微污染水源水,BAF滤料表面生物膜中的微生物群落极为丰富,运行初期（前2周）有6大门类17大种属,后期（3~4周后）增加到14大门类43大种属,还有线虫、草履虫、水蚤等原生动物;优势菌属有Sphaerotilus（球衣菌属,2.41%~24.58%）、Aeromonas（气单胞属,4.16%~12.59%）、Cloacibacterium（黄杆菌属,1.85%~12.39%）、Aquabacterium（水杆菌属,1.53%~6.76%）、Hydrogenophaga（噬氢菌属,1.12%~5.9%）、Methyloversatilis（0.53%~1.52%）、Rhodobacter（红杆菌属,0.09%~1.39%）等。BAF对微污染水源水中的有机物及含氮污染物的降解以微生物降解为主,此外,还有沸石滤料的物理过滤、吸附和离子交换作用,表现出对氮、磷、藻类（叶绿素a）等污染物较高的同步去除率。     

铜基材料的制备及其光催化还原CO2的实验研究

光催化还原技术可以将CO₂气体转化成高附加值有机物,实现CO₂资源化利用。TiO₂作为常见的光催化材料,具有价格低廉、化学稳定性高等优点。虽其自身的光谱响应范围较窄,且其电子空穴复合率太高,导致其作为光催化材料的催化效率大大降低,但可以通过半导体复合的方式提高其光催化性能。以硫脲和二水氯化铜团制备出硫化亚铜Cu₂S-TiO₂-X,通过高温水热复合到基体上,通过X射线衍射、X射线电子能谱、扫描电镜、紫外光可见光分度计等表征手段研究了其物理特性,并进行了CO₂还原实验。结果表明:Cu₂S-TiO₂-1.0的光催化还原性最强,其CH₄产率为0.12 μmol/(g·h);随着Cu₂S含量的减少,CH₄产率先增加后减少。     

铜绿微囊藻衰亡过程中产甲烷动态及关键影响因子

为探究铜绿微囊藻水华自然衰亡和水华堆积区藻快速衰亡对CH₄释放的影响,构建了室内模拟实验,研究了铜绿微囊藻自然衰亡和快速衰亡过程中水环境因子和CH₄、CO₂气体释放通量的变化。结果表明：高密度铜绿微囊藻衰亡中水环境因子和产气的变化遵循相似的时间模式,且衰亡对CH₄和CO₂的产生有显著的促进作用。自然衰亡和快速衰亡的CH₄累积释放量分别为对照组的22.80倍37.72倍,CO₂累积释放量分别为对照组的5.36倍和4.03倍。自然衰亡与快速衰亡的总碳（C）释放量差异不大,但快速衰亡释放的气体组分中CH₄的占比是自然衰亡的1.86倍。相关性分析表明,溶解性有机碳（DOC）是铜绿微囊藻衰亡中影响CH₄和CO₂释放的主导因子,且DOC中的芳香蛋白类物质和溶解性微生物代谢产物是CH₄和CO₂产生的主要底物来源。     

CO2强化再生骨料的特性及其对再生混凝土性能的影响

CO₂强化不同品质和粒径再生骨料的特性研究尚不系统和完善。在约20% CO₂浓度和自然环境压力条件下,考虑再生粗骨料（RCA）品质和粒径的影响,试验测试了CO₂强化再生骨料（CRCA）的碳化率、CO₂吸收率、碱度、残留CO₂气体含量、吸水率及CO₂强化再生骨料混凝土（CRAC）的抗压强度和抗氯离子渗透性能。结果表明：CO₂强化再生骨料的碳化率和CO₂吸收率随再生骨料水灰比的增加而增加;CO₂强化显著降低了再生骨料的碱度,且CO₂强化再生骨料粒径越小、水灰比越低,其残留CO₂气体含量越高;CO₂强化显著降低了再生骨料的吸水率,明显提升CO₂强化再生骨料混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性能。     

重庆渝北御临河流域水体污染现状及防治对策

御临河是位于三峡库区的一条较大的次级河流,根据<三峡库区及其上游水污染防治规划(2001-2010)>的要求,必须进行御临河流域水环境污染治理.通过对重庆市渝北区御临河水环境污染现状调查与评价,分析了御临河水环境污染的原因,提出了御临河水环境污染防治对策.     

人工红树林碳通量变化特征及其影响因素分析

红树林是重要的滨海蓝碳生态系统.人工红树林在恢复过程中碳交换过程受到气候、植被等环境的影响,与成熟红树林呈现较大差异.本研究采用闭路涡动相关系统对珠江河口人工红树林湿地生态系统进行二氧化碳(CO₂)通量和甲烷(CH₄)通量的观测,并基于通径分析方法探讨了环境要素对总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(R_e)、CO₂和CH₄通量的影响.结果表明：CO₂通量呈现明显的日变化特征,受到GPP和R_e的协同影响,其季节变化特征不明显;CH₄通量则呈现明显的季节变化特征.2019—2020年CO₂年通量为74.9～138.4 g·m^-2·a^-1(以C计,下同),CH₄年通量为25.1～25.9 g·m^-2·a^-1.CO₂变化特征受到GPP的直接影响,总辐射(R_a<...     

二氧化碳管道运输系统优化模型及其应用

二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)作为能够实现煤化工行业温室气体大规模减排的前沿技术,已成为当前研究热点.而管道运输是该技术得以实施的关键环节,高昂运输成本是影响该技术大规模推广的主要因素.因此,通过开发煤化工二氧化碳(CO_2)捕集压缩、管道运输系统优化模型,实现CO_2管道运输系统内关键环节的工艺和技术优化配置,降低捕集压缩、运输及注入整个系统的总成本.将模型初步应用于陕西延长榆林煤化工CCUS项目,结果表明:当封存区域CO_2封存需求量小,而且能够在封存现场提供方便的液化压缩设备时,榆林能化煤化工企业可以采用气相压缩输送方案,并结合封存地点液化加压注入;对于大规模CO_2封存及运输需求时,推荐超临界/密相CO_2输送,能够有效减少封存区再次加压环节的成本,从而使整个流程更为经济.     

中国不同水果生产系统温室气体排放及减排措施

水果生产系统既是温室气体(GHG)排放源,又可通过土壤固碳起到减排增汇作用.计算中国不同水果生产系统传统与优化管理措施的净GHG平衡和单位产品温室气体强度(GHGI),识别不同水果生产的主要GHG排放途径及其优化碳减排潜力,可为水果生产绿色低碳管理方案的制定提供科学对策.本文对307项常规果园管理措施和333项优化果园管理措施下的肥料投入、产量、净GHG平衡和GHGI结果进行了Meta分析,并将其按播种面积大小分为柑橘、苹果、梨、葡萄、香蕉和其他水果共6类.结果表明：采取氮肥减量、增施有机肥、灌溉减量、控制灌水周期以及水肥耦合等优化管理措施的水果生产系统,在产量及GHG减排上都具优势.传统和优化管理措施下不同水果生产系统净GHG平衡排序均为香蕉>梨>苹果>葡萄>其他>柑橘,但优化措施净GHG平衡大幅降低53.2%～75.8%.不同水果生产系统GHGI也从传统措施下2.82±0.20(柑橘)～4.32±0.27(葡萄)kg(CO₂-eq)·kg^-1降至优化措施下0.64±0.19(柑橘)～1.40±0.13(香蕉)...     

以御临河为例谈流域化水环境综合治理

结合重庆市御临河综合治理,对三峡库区次级河流综合治理模式进行了探讨,认为应以流域为单元,立足于流域整体的生态经济系统,综合考虑与水环境有关的各个生态、资源、经济要素来规划、保护、改善和利用水环境,以求实现流域水环境的可持续发展.提出了流域化水环境综合治理的目标、原则和措施体系.     

Mechanism of protective film formation during CO2 corrosion of X65 pipeline steel

Electrochemical techniques, X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM) were applied to study the corrosion behaviors of X65 steel in static solution with carbon dioxide (CO₂) at 65°C. The results show that iron carbonate (FeCO₃) deposits on the steel surface as a corrosion product scale. This iron carbonate scale acts as a barrier to CO₂ corrosion, and can reduce the general corrosion rate. The protection ability of the scale is closely related to the scale morphological characteristics.     

建筑物化阶段CO2排放及其不确定性分析

CO₂是导致气候变暖的主要物质之一,而建筑行业的碳排放量占世界碳排放总量的25%左右。在建筑生命周期内,年均CO₂排放最多的阶段为物化阶段,对建筑物化阶段的碳排放进行量化具有重要的研究意义。考虑排放清单等数据受人为因素及技术水平的限制,会出现一定的变异性,研究采用不确定性分析方法。将建筑按分部分项工程进行分解,结合具体的单元工序对物化阶段的CO₂排放进行量化建模,进而给出减排中最需关注的单元工序。通过案例分析发现,建筑物化阶段的碳减排重点是材料生产,其CO₂排放量占比达到93%;其次,在不同工序中,减排重点为土建工程,其碳排放占总体的85%;在碳排放量化过程中,对数据和情景两类不确定度进行计算。根据数据不确定度的结果可知,物化阶段CO₂排放总量的变异系数为0.3%,结果数据可信度较高。根据情景不确定度的结果可知,运输阶段改变运距及柴油类型可减排39%,施工阶段改变用电类型可减排27%。     

基于LKL参数估计的三峡库区水上交通安全状态方程研究

长江干线三峡库区属于水上交通高风险水域,自2003年6月高程蓄水以来,通航环境发生了重大变化。依据动态系统状态方程构建原理,研究并建立了以年度事故死亡率为转移变量的状态方程。针对三峡成库时间较短、数据量少的特点,采用小样本的最小二乘-卡尔曼滤波-最小二乘(Least square method-Kalman filtering algorithm-Least squaremethod,LKL)参数估计方法,测算系统危险程度及安全控制力度值,得到了三峡库区水上交通安全状态方程,并进行系统分析与评价。