增氧灌溉培养条件下土壤N2 O及CO2 排放规律研究

增氧灌溉可改善灌溉导致的根系缺氧胁迫,促进作物提质增产,同时也会影响土壤温室气体的排放。为明确增氧灌溉下土壤N_2O与CO_2的排放特征,设置灌水量(非充分和充分灌溉)和增氧量(对照溶氧值5 mg/L和增氧溶氧值40 mg/L)2因素2水平试验,在恒温培养条件下,研究灌水量和增氧量对土壤深层N_2O与CO_2浓度及排放通量的影响;此外,为了研究土壤温室气体排放通量与土层中温室气体浓度之间的关系以及主导温室气体增温潜势的气体种类,对温室气体排放通量与土层中温室气体浓度及增温潜势进行相关性分析。结果表明:①土壤N_2O与CO_2的排放量依赖于土壤深层N_2O与CO_2的浓度;②N_2O排放通量与土壤在5 cm与10 cm埋深的N_2O浓度均呈极显著的正相关关系(P0.01),CO_2排放通量与土壤在10 cm埋深的CO_2浓度呈显著的正相关关系(P0.05);③温室气体综合增温潜势与N_2O排放呈极显著的正相关关系(P0.01),与CO_2排放关系不显著(P0.05);④增氧和充分灌溉处理增加了土壤N_2O与CO_2的排放通量、排放峰值及累计排放量;⑤增氧、充分灌溉处理下,5 cm和10 cm埋深处N_2O与CO_2的浓度较高;⑥增氧充分灌溉提高了温室气体的综合增温潜势。     

改良剂对旱地红壤pH和有效P含量的影响

针对我国南方红壤旱地酸性强,有效P含量低的问题,研究改良剂(生物质炭与过氧化钙)对旱地红壤pH和有效P含量的影响.结果表明施用生物质炭与过氧化钙后,土壤pH得到不同程度的提高,有效磷含量增大,生物质炭与过氧化钙配施效果优于单施,其中C1Ca1(生物质炭758 kg/hm2和过氧化钙61 kg/hm2)处理效果最好,各处理在0⁴0 cm土层土壤有效P与pH呈显著相关性.     

生物质炭添加对土壤氧化亚氮排放影响的研究进展

氧化亚氮(N₂O)是一种会破坏平流层臭氧的长寿命温室气体,农业土壤是大气N₂O人为排放源中的最大贡献者,因此减少农业土壤N₂O排放十分迫切.生物质炭是生物质在低温限氧条件下热解产生的碳材料,具有丰富的孔隙结构.已有研究表明,生物质炭是减少土壤N₂O排放的重要手段之一,但对其影响效应和机理的系统报道很少.本文论述了生物质炭对土壤中N₂O排放的影响,重点从生物与非生物的角度讨论了生物质炭影响土壤N₂O排放可能的机制.从生物角度来看,生物质炭的“石灰效应”会升高土壤pH、改变土壤中微生物过程从而促进N₂O还原为N₂,同时生物质炭也会作为“电子穿梭体”加快这一过程.另外,生物质炭还会增加含有nosZ基因的反硝化细菌数量,促进N₂O的还原.而当土壤中N₂O主要来自于硝化作用时,生物质炭增加土壤中氨氧化细菌amoA丰度,进而增加土壤N₂O排放量.从非生物角度来...     

生物质炭施用量及水热条件对淹水土壤CO2释放的影响

通过模拟土柱实验,向水稻土中添加质量分数分别为0％（CO）、2％（C2）、5％（C5）、8％（C8）的生物质炭,并在不同淹水深度和温度下培养,旨在了解生物质炭的施用量及其水热条件对土壤CO2释放的影响,以期通过控制生物质炭的施炭量和改进农田管理措施,从而为农业温室气体碳减排提供依据．研究结果发现：施加生物质炭对土壤CO2释放的抑制作用明显,与对照相比,2％、5％、8％施炭量处理的土壤CO2累计释放量分别降低了5．1％、2．4％和26．5%．低施炭量对土壤CO2的释放降幅较少,而较高施炭量可能对抑制土壤CO2释放的效果更好;温度越高,土壤的呼吸作用越强,CO2释放速率也越快;在昼夜变化上,土壤夜间CO2的释放速率要高于白天;就淹水深度而言,土壤灌水深度愈深,CO2的释放速率愈低．此外,还从施炭量和水热条件对土壤CO2和CH4释放的综合排放效应进行了展望．     

生活废弃物生物质炭对Cd~(2+)污染废水处理的影响因素研究

以人居生活废弃物生物质炭为材料,探讨生物质炭对重金属镉离子吸附去除的影响因素。结果表明,生物质炭对Cd2+吸附量随其粒径减小而增大。pH对Cd2+吸附量的影响不显著,但生物质炭加入后提高了溶液pH,特别对初始pH低的溶液提高幅度更显著。研究显示,可通过调控生物黑炭的粒径及控制pH优化人居生活废弃物生物质炭来去除污染水体中的Cd2+。     

生物质炭添加比例对煤粉燃烧性能的影响

农业废弃物含有较高的C元素和较低的S元素及灰分,将这类生物质炭化并细磨后,与煤粉混合喷吹进入高炉燃烧,可有效利用可再生能源,减少炼铁工业的CO_2排放,且有利于提高生铁质量,并显著提高煤粉的燃烧率。因此,对玉米秸秆和花生壳热解产物进行了表征分析,采用差热分析法研究这两种生物质炭与煤粉按不同配比混合对煤粉燃烧性能的影响。SEM及BET检测结果均表明,玉米秸秆炭和花生壳炭的组织疏松,比表面积大,硫与灰分含量低,可明显增大试样与氧的接触面积;热重试验结果表明,生物质炭与煤粉按3∶7的质量比混合的燃烧性能最好,着火点明显降低,燃烧过程稳定,燃烧率显著提高。     

生物炭农田应用的固碳减排研究进展

温室气体(GHGs)过量排放造成的全球气候变化问题受到广泛关注,农业活动是第二大温室气体排放源,减少农业温室气体排放刻不容缓.生物炭由生物质在高温限氧条件下热解炭化获得,其性质稳定、孔径丰富、富含芳香碳,因而减排增汇效果优异,具有参与农业自愿减排碳交易的显著潜力.然而生物炭固碳减排效果异质性大,影响因素复杂多样,因此有必要对其减排效应、影响因素和研究进展进行归纳总结.本文系统梳理了国内外与生物炭固碳减排相关的室内、大田研究和整合分析研究,同时采用CiteSpace软件进行可视化分析,探究了该领域的发展趋势和研究热点.基于国内外碳交易市场发展特点与程度以及相应配套政策总结了生物炭参与碳交易面临的机遇和挑战,并提出了相应的解决手段,为生物炭固碳减排研究的开展和生物炭农田应用项目参与碳交易提供了科学指导和建议.     

变组分生物质燃气发动机循环变动试验研究

针对生物质燃气发动机运转稳定性差、循环变动大的问题,采用瓶装气体模拟实际生物质燃气的方法,在一台火花点火发动机上进行了变组分生物质燃气(CH_4-H_2-CO-CO_2)发动机的循环变动试验研究,分析了各可燃组分及CO_2含量变化对发动机工作稳定性的影响,给出了燃料组分变化对发动机循环变动的影响规律。结果表明,燃料组分变化对燃烧稳定性的影响情况有较大差异:在当量比固定且燃料组分中H_2含量较少时,CO_2含量对燃烧稳定性起支配作用,CO_2含量的增加导致循环变动增加,在个别条件下导致部分燃烧的发生;随H_2含量增加,CO_2含量对燃烧的影响作用逐渐减弱,当H_2含量达到50%时CO_2含量对燃烧的影响作用已不明显;H_2含量固定时,CH_4及CO含量的变化对混合燃料的燃烧并无明显影响。     

N_2和CO_2对煤燃烧全过程灭火效能的对比研究

为掌握N_2和CO_2防治煤燃烧全过程的不同效果,采用自主研制的煤自燃氧化程序升温和煤明火燃烧实验装置,分别对平煤八矿煤样进行了通入相同流量N_2和CO_2抑制煤低温氧化过程和熄灭煤明火燃烧过程实验,测定了煤低温氧化阶段的耗氧速率、CO和CH_4产生率、煤有焰燃烧阶段的温度场温度、标志性气体(O2,CO和CH_4)组分和热释放速率的变化规律.结果表明:相比于煤在纯空气条件下的燃烧,在煤低温氧化阶段,通入CO_2时煤的耗氧速率、CO和CH_4产生率比通入N_2时更低;在煤有焰燃烧阶段,通入CO_2时煤温上升速度、耗氧量、热释放速率以及CO和CH_4产生量的下降速度比通入N_2时更低;在煤阴燃熄灭阶段,通入CO_2时煤温、CO和CH_4产生量下降速度比通入N_2时的更高,而通入CO_2时的耗氧量和热释放速率比通入N_2时的更低,说明CO_2比N_2具有更好的防治煤燃烧全过程的能力.     

生物质炭对气态挥发性有机污染物的吸附性能及机理

为探究生物质炭对气态有机污染物的吸附能力及作用机理,以核桃壳和椰子壳为原料制备生物质炭.采用元素分析仪、傅里叶红外光谱仪、Boehm滴定和比表面积及孔隙率分析仪分析生物质炭理化特征,并利用吸附柱实验考察生物质炭对气态挥发性有机污染物(苯和甲苯)的吸附行为.结果表明:相同制备条件下,椰壳生物质炭吸附性能高于核桃壳生物质炭.在实验温度范围内(400~700℃),随着制备温度的升高,生物质炭吸附性能增大.低温下制备的生物质炭(400℃)吸附行为符合准二级动力学模型,高温下制备的生物质炭(700℃)的吸附过程符合准一级动力学模型.在吸附温度30℃时,生物质炭对苯和甲苯的等温吸附过程符合Toth模型,计算得到生物质炭最大的理论饱和吸附量为18.98 mg/g苯和61.73 mg/g甲苯.生物质炭的表面酸性官能团和孔道结构在吸附过程中起关键作用,影响吸附质在生物质炭的表面吸附和粒内扩散吸附过程.