河南省森林固碳量与碳汇价值评估

为了解当前黄河中下游森林固碳量及碳汇价值现状,助力黄河流域生态保护和高质量发展,基于全国森林清查和国土调查数据,以河南省为例,结合蓄积量转换法原理运用改进后的生物量转换因子连续函数法来测算森林固碳量动态变化和碳汇价值。结果表明:河南省森林固碳量由2008年的1.76×10^(8)t上升至2018年的2.78×10^(8)t,年固碳量较高的森林类型为阔叶混和栎类,固碳量按龄级分布状况为幼龄林最大、过熟林最小,森林固碳量的空间格局表现为“西、南高,东、北低”,主要分布在南阳、洛阳和三门峡;森林碳汇价值由2008年的492.47亿元增加至2018年的778.68亿元,年均增长28.62亿元,2018年阔叶混、栎类和杨树的碳汇价值占碳汇总价值的79.93%。针对当前河南省森林建设存在的问题,提出提升森林固碳能力和推动森林碳汇价值实现的建议,可为促进黄河流域高质量发展提供强劲动力。

醋酸酸解磷尾矿制备醋酸钙镁融雪剂工艺研究

以磷矿经过选矿后产生的固体废弃物磷尾矿为原料,回收其中的有价元素钙、镁制备环保型融雪剂醋酸钙镁并同时富集其中的P_(2)O_(5)。通过醋酸酸解磷尾矿实验研究,考察了醋酸用量、液固质量比、反应温度、搅拌转速、反应时间对磷尾矿中钙镁浸出率的影响,结果表明,在醋酸用量为理论用量的130%、液固质量比为14∶1、反应温度为90℃、搅拌速率为1000 r/min、反应时间为3 h的条件下,CaO的浸出率可达到78.26%,MgO的浸出率可达到76.32%,磷尾矿中P_(2)O_(5)的质量分数从8.82%提高至25.91%。酸解液经调节pH后蒸发结晶得到醋酸钙镁盐,对其进行表征和性能测试,结果表明,其各项指标均符合GB/T 23851—2017《融雪剂》要求,是一种低腐蚀性、可降解、融冰雪性能优异的环保型融雪剂。

植物油基聚氨酯包膜肥料研究进展

缓释肥包膜材料采用的聚氨酯主要由石油基原料制备,由于石油基聚氨酯成本高、环境风险较大,近年来逐渐被生物基聚氨酯所取代。在众多的生物基材料中,植物油因价格低廉、来源广泛、无毒性、可生物降解等特点,成为缓控释肥料膜材的研究热点。本文分别综述了植物油基多元醇的制备方法,植物油基聚氨酯包膜的分类,植物油基聚氨酯包膜肥料的改性及应用。环氧开环、酯交换反应、氨解法、加氢甲酰化以及臭氧氧化还原是植物油改性制备植物油基多元醇的常用技术手段。丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅、氟改性、纳米材料等是植物油基聚氨酯包膜材料改性的常用原料,试验证明植物油基聚氨酯包膜肥料具有减少氨挥发、氮淋溶,提高氮素利用效率的作用。如何提高植物油基聚氨酯交联密度、降低生产成本、深入揭示缓释机理以及扩大在大田试验的应用场景将是今后研究的重点。

石膏基复合相变储能材料的研究进展

建筑能耗、工业能耗和交通能耗是能源消耗的主要方式。其中,建筑能耗约占能源消耗的40%,建筑能耗的持续上升会增加碳排放和加速化石能源的消耗,因此,如何提升建筑材料的保温节能性能逐渐成为建筑材料领域的研究热点。储热技术不仅可以降低建筑能耗,还可以减少环境污染。相变储能材料具有优异的储放热能力,是实现热能储存以及温度控制的重要技术手段,在建筑节能领域具有广阔的应用前景。该文主要综述了石膏基相变储能材料的研究进展;根据石膏基相变材料的不同,分析归纳了石膏基有机相变材料和石膏基复合相变材料;介绍了浸渍法、多孔材料吸附法、微胶囊法等制备石膏基复合相变储能材料的方法和机理及影响石膏基相变储能材料的因素;展望了石膏基相变储能材料的研究方向。

磷尾矿综合利用现状及研究进展

中国磷矿资源丰富,但多为中低品位磷矿,需要选矿才能用于化工生产。磷尾矿是磷矿石经选矿产生的磷含量较低的固体废弃物,可以看作中低品位磷尾矿,主要由氧化钙、氧化镁、五氧化二磷、二氧化硅组成,有极大的综合利用潜力。针对磷尾矿的结构、组成成分、物理化学性质综述了磷尾矿综合利用现状及研究进展,详细阐述了磷尾矿在矿区填充、浸取钙镁等有价元素、再选回收磷元素,以及农业、建筑、环保等方面的应用。分析了磷尾矿综合利用过程中面临的问题并对其发展前景进行展望。指出开发新型环保高效的磷尾矿综合利用工艺是磷尾矿利用的发展方向,是磷化工企业和社会的共同需要,符合资源绿色高效利用和可持续发展的基本国策。

高强度速分散硅钙颗粒制备及团聚机理研究

以钙硅粉体为原料,添加木质素磺酸钙-壳聚糖有机黏结剂,通过圆盘造粒技术制备硅钙球团颗粒,考察黏结剂、木质素磺酸钙、壳聚糖添加量以及干燥温度等对硅钙球团颗粒抗压性能及速散性的影响,并对造粒工艺条件进行优化;借助于XRF、XRD、FTIR等技术对原料及样品进行表征,探究硅钙粉体团聚成粒的机理。结果表明,最佳成型造粒条件为:木质素磺酸钙添加量3.75%,壳聚糖1.25%,干燥温度115℃,颗粒团聚紧密,平均抗压强度为34.4 N,亲水基团加速了水分子向颗粒内部渗透,静水实验结果显示,51 s内样品可完全崩解。

金属/非金属和氮共掺杂生物炭的制备及其在有机污水处理中的应用进展

生物炭作为一种吸附材料在有机废水处理等领域具有广泛应用。使用单一金属/非金属和氮共掺杂,在一定条件下两者之间具有协同作用,可以丰富生物炭表面催化位点,增加催化活性。本文首先概述金属/非金属和氮共掺杂生物炭制备过程的机理,然后重点讨论近几年来金属/非金属和氮共掺杂生物炭在有机污水处理中的应用进展;最后展望金属/非金属和氮共掺杂生物炭的发展方向和应用前景。

丙烯酸基高吸水性树脂的研究进展

介绍了高吸水性树脂的制备方法以及各种方法的优缺点。概述了不同的改性材料对高吸水性树脂吸水保水性能的影响,并给出了增加比表面积、分子量、活性基团数量、适当的中和度和交联度等方法来提高吸水保水能力。总结了高吸水性树脂在环境治理、建筑材料和农林业三个领域的应用。对高吸水性树脂性能的进一步改善进行了展望,开发低成本、可降解的高吸水性树脂仍是亟需解决的难题。

高炉渣酸解液的絮凝脱硅研究

为回收利用高炉渣中的有效元素,以高镁炼铁炉渣的硫酸酸解液为原料,采用絮凝脱硅法分离回收硅元素。研究絮凝剂种类、絮凝温度、絮凝时间、絮凝剂质量分数和絮凝剂加入量等因素对脱硅效果的影响,并利用X射线衍射(XRD)与扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)对脱硅渣的物相和结构进行分析。研究结果表明:阳离子高分子絮凝剂能有效脱除酸解液中带负电的硅酸分子。在反应初期,随絮凝温度、时间、絮凝剂质量分数和絮凝剂加入量的增大,脱硅率增大;絮凝温度继续增大,絮凝剂聚合氯化铝和PDADMAC自身受到温度影响,脱硅效果下降;絮凝剂质量分数继续增大,聚丙烯酰胺发生“架桥保护”,脱硅效果下降。最佳反应条件如下:脱硅絮凝剂为聚丙烯酰胺,絮凝温度为50℃,絮凝时间为1.5 h,脱硅絮凝剂质量分数为1%,每50 mL酸解夜中,脱硅絮凝剂加入量为8 g。在最佳反应条件下,有效脱除了高炉渣酸解液中的硅元素,硅元素质量浓度由1 366 mg/L降低到235 mg/L,脱硅渣中硅氧含量(质量分数)达95.8%,可用于制备水玻璃、硅肥等产品。

2030年中国主要省域间碳排放配额测算

[目的]在控制碳排放总量条件下,对省域间碳排放配额进行公平科学地分配是实现“双碳”目标的关键途径,也是碳排放交易机制体系的重要基石。分析不同情景下碳排放配额测算结果的碳减排边际成本,以期以最小成本确定最优的碳排放定额分配方案,为区域后期开展分配工作提供理论基础,为地区碳减排方案制定提供工作参考。[方法]在前人建立的碳配额测算指标基础上引入生态性指标,并设置公平、效率、生态、兼顾公平—生态—效率4种情景,利用SBM(slacks-based measure)对偶模型测算不同情景下区域碳边际减排成本,并以此为依据确定最优分配方案。[结果]在公平、效率、生态、兼顾情景下平均碳边际减排成本分别为2 950,3 120,2 910,3 090元/t,引入生态性指标的方案减排成本明显更低,可推断出是碳汇抵消掉部分减排难度较大,成本较高的碳排放所致;兼顾情景下减排成本明显高于公平、生态情景,表明碳排放效率的提升同时会导致碳边际减排成本增加。[结论]生态情景下的碳排放配额是以最低碳边际减排成本实现“双碳”目标的最优方案,在地区碳排放方案及碳交易机制制定时应予以重视。

纳米氢氧化镁制备及其阻燃应用进展

纳米氢氧化镁因其绿色、高效等优势在塑料、橡胶等高分子材料的阻燃方面有广泛的应用前景。随着研究的深入,沉淀法、水热/溶剂热法和微波辅助法等制备方法已在纳米氢氧化镁的制备中占据主导。本文首先从纳米氢氧化镁形貌与粒径的控制方面介绍了这3种主流制备方法,对部分制备过程中的作用机理进行了探究,对每种制备方法的优劣进行了阐述,进而对制备方法进行对比总结。其次讨论了纳米氢氧化镁在应用领域存在的问题及解决办法,概述了其在多种高分子材料阻燃领域的应用,并以理论结合实例从多个角度探究了纳米氢氧化镁的阻燃机理。最后对目前纳米氢氧化镁制备方法和应用方面遇到的机遇和挑战进行了展望,希望能为纳米氢氧化镁的进一步深入研究提供有益的启发和参考。

螯合剂对湿法磷酸制备磷酸二氢钾结晶过程影响

湿法磷酸生产成本低,但杂质含量高,以湿法磷酸为原料制得的磷酸二氢钾(KDP)产品质量低。研究利用中和法,以杂质含量高的工业湿法磷酸为原料,制备柱状大颗粒磷酸二氢钾晶体。研究了螯合剂用量、降温速率和搅拌速率对磷酸二氢钾结晶过程的影响,考察了磷酸二氢钾的质量分数、收率、结晶速率和晶体形貌等指标,并进行了母液循环实验。研究结果表明:螯合剂能有效消除杂质离子对结晶过程的抑制作用。结晶的最适宜工艺条件为螯合剂用量0.70%、搅拌速率100 r·min^(-1)、降温速率0.1℃·min^(-1)。在此条件下得到的磷酸二氢钾晶体外观为柱状大颗粒,质量分数99.91%,平均粒度1.38 mm,结晶速率0.128 g·min^(-1),达到肥料级磷酸二氢钾优等品标准(HG/T 2321—2016);其中磷的单次收率49.86%。母液循环生产的磷酸二氢钾晶体质量分数、晶型和收率等指标全部达标。

河南省农田生态系统碳源/汇时空分布及影响因素分解

为明确河南省农田生态系统碳源/汇分布特征及影响因素,利用2010—2020年河南省农作物播种面积、产量等数据估算农田生态系统碳源/碳汇量,分析其时空特征,并采用对数平均迪式指数法(LMDI加法分解模型)分别对碳源/汇的影响因素进行分解.结果表明,2010—2020年,河南省农田生态系统碳排放呈先增后降的趋势,田间氮肥施用所造成的碳排放贡献率最大,达74.39%~76.35%.各地市农田生态系统的碳排放量、增幅及单位播种面积碳排放强度均存在显著差异.河南省农田生态系统碳吸收呈上升趋势,净增6.0×10^(7)t,增幅为22.93%.各地市碳吸收量及单位播种面积碳吸收强度均呈增长态势,河南省农田生态系统碳汇能力不断增强,且碳吸收量大于碳排放量.在碳源影响因素分解中,农业能源利用水平和农业低碳技术水平的提高、劳动力规模的控制可有效减少碳排放;在碳汇影响因素分解中,碳汇系数、碳汇技术水平与碳吸收量呈正效应,且小麦碳汇能力最强.建议通过提高能源利用水平和低碳技术水平、调整农作物种植结构、发展循环农业模式等措施,实现农田生态系统降碳增汇.

宁夏黄土丘陵沟壑区产流产沙特征及其影响因素量化

土壤侵蚀是造成土地退化最严重的生态环境问题之一,而水土保持措施是防治土壤侵蚀的重要举措。目前,量化水土保持措施、降雨特征和坡度对黄土丘陵沟壑区径流量和泥沙量的直接和间接影响仍具有挑战性。在调查2015~2019年宁夏黄土丘陵沟壑区犁尖沟小流域19个径流小区25次典型侵蚀性降雨事件中的径流量和泥沙量基础上,利用结构方程模型分析降雨特征、水土保持措施和坡度对径流和土壤流失的直接和间接作用,同时采用冗余分析方法定量化各影响因素对减流效益和减沙效益的贡献率。结果表明:①20°坡度减流效益最好,陡坡则具有更好的减沙效益;不同水土保持措施中,人工灌木林地的减流效益和减沙效益较高。②降雨特征、水土保持措施和坡度对径流和泥沙没有间接影响,最大30 min雨强对径流和泥沙的直接影响最大,直接路径系数分别为0.77和0.46。③降雨特征是影响径流、泥沙和减流效益的主导因素;与降雨特征相比,水土保持措施和坡度是控制减沙效益的主要因素。④全球变暖引起的极端侵蚀性降雨事件导致径流和土壤流失加剧;水土保持措施对于防止径流和土壤流失是非常必要的;在陡坡上,实施以灌木为主的植被组合有望实现更大的减流效益和减沙效益。

1989~2019年黄河宁夏段支流水沙变化规律及其驱动因素

为明确黄河宁夏段典型支流水沙变化的主要驱动因素,基于清水河泉眼山站、红柳沟鸣沙洲站、苦水河郭家桥站实测水文资料,运用滑动平均法、Mann-Kendall突变检验和双累积曲线法分析典型流域的水沙变化趋势以及突变年份,运用累积斜率法、水文法和水保法对比分析水沙变化的驱动因素。结果表明:①1989~2019年,清水河、红柳沟和苦水河流域水沙变化均表现出减少趋势;相比来说,输沙量变化较径流量变化更显著,苦水河流域的水沙变化较清水河和红柳沟流域更显著。②人类活动在水沙变化中占据主导地位且贡献率逐渐增大;运用累积斜率法、水文法和水保法进行水沙变化归因分析,均表明人类活动是水沙变化的主要驱动因素,其中累积斜率法和水文法计算结果比较接近。③利用水保法对清水河流域进行水沙变化归因分析,发现人类活动中减水效益占据主导地位的是淤地坝和梯田,贡献率分别为42.9%、29.0%,减沙效益占据主导地位的是淤地坝,贡献率为94.5%。