地下空间储能国内外发展现状及调查建议

[研究目的]在现代能源体系中,能源储备占有举足轻重的地位,强化能源储备体系,保障能源稳定供应,处理好国际国内能源市场上各种突发事件的影响,这是中国能源发展中的一个重要课题。[研究方法]本文从地下空间储备设施类型出发,并结合全球的地下空间储备设施建设与相关研究实验,深入对比分析世界和中国在储油、储气等方面的发展现状,由此提出保障能源安全的合理化建议。[研究结果](1)利用地下空间进行储能是未来能源储备维护的重要方向。这是天然气调峰、可再生能源可持续供应、大规模高效利用氢气的有效途径。发展地下空间储能是实现中国碳中和和能源结构升级的关键问题;(2)全球地下空间储能设施主要分为五类:盐穴、水封洞库、含水层、枯竭油气藏和废弃矿坑;(3)国外开展地下空间储能设施建设比较早,在地下储能电站、地下储氢设施建设、石油储备和天然气储备等方面都要领先。[结论]在复杂的国际背景下,中国能源安全面临严峻挑战。开展地下空间储能能力调查、建立更多的地下空间储备设施和与相关企业共同开展全国地下储库规划势在必行。

基于中老年MRI腰椎椎基静脉孔的影像解剖学研究

目的基于中老年腰椎矢状面MRI测量椎基静脉孔(basivertebral foramen,BF)的解剖学参数,为相关手术提供解剖学依据。方法回顾2018年2月至2022年12月广州中医药大学第一附属医院43例成年患者,共计172例椎体的腰椎矢状面MRI,使用PACS影像系统测量L_(1)~L_(4)BF的深(basivertebral foramen depth,BFD)、BF的高(basivertebral foramen height,BFH)、椎体宽(vertebra width,VW)、椎基静脉孔上端至上终板距离(the upper end of BF between the upper boundary and the endplate,VH1)以及椎基静脉孔下端至下终板距离(the lower end of BF between the lower boundary and the endplate,VH2),计算BFD与VW的比值BFD/VW以及BFH与椎体高(vertebra height,VH)的比值BFH/VH。结果在STIR序列中,L_(1)椎体BFD(3.93±1.58)mm低于L_(3)(5.26±2.34)mm与L_(4)(5.82±2.99)mm,有统计学意义(P<0.05);L_(1)椎体BFD/VW(0.12±0.05)与L_(4)(0.17±0.09)对比有统计学意义(P<0.05),且L_(1)~L_(4)的BFD/VW组间对比有统计学差异(P<0.05),各椎体的BFH/VH对比无统计学意义(P>0.05)。男性与女性对比,T2WI序列中L_(3)椎体BFH男性(7.95±2.84)mm高于女性(6.30±1.93)mm,有统计学意义(P<0.05)。随着椎体序列的增长,BFD呈现逐渐增加的趋势,在STIR序列中更加明显。而BFH随椎体序列增加无明显起伏。结论中老年MRI矢状位STIR序列可作为其BF的临床测量标准,为腰椎手术方案的选择提供解剖学依据。

石棉尾矿场地土壤污染地球化学特征及其对微生物多样性的影响

为了厘清石棉对土壤环境的污染风险,为进一步治理及减缓石棉污染危害提供技术支撑,本文针对青海省祁连县小八宝石棉尾矿库矿区场地土壤环境中石棉组分和相关重金属元素的分布、空间迁移转化规律及其对土壤微生物群落结构和多样性的影响开展研究。结果表明:场地土壤中的主要矿物组成包括石英、斜绿泥石、蛇纹石、铁韭闪石、钠长石等,其中蛇纹石被确定为石棉的特征矿物;在典型垂向和横向剖面土壤中,不同来源的重金属元素质量分数呈现不同的空间分布特点,其中CaO分布趋势与蛇纹石矿物相关,土壤中重金属Cr表现出与石棉矿物相似的分布特征;在垂向和横向剖面的样品中Cr质量分数均超过建设用地风险管制值(二类用地78 mg/kg),特别是在石棉尾矿渣堆处Cr质量分数远超出建设用地风险管制值。石棉的环境胁迫降低了土壤微生物多样性,对土壤微生物群落结构造成较大影响。

冀东平原土壤重金属元素的来源分析

通过对比冀东平原表层和深层土壤样品中8种重金属含量,并利用因子分析提取了7个主因子,结合因子得分图进行重金属来源分析。结果显示Cr的来源具有分异性,一部分源于土壤本底,另一部分来源于矿业污染造成的元素叠加;Hg的来源主要为农业生产,部分地区Hg是由冶金、交通等污染排放所致;唐海县附近Cd主要为河流上游元素搬运成因。局部地区Pb高度富集是由于采矿污染造成。As、Cu、Zn、Ni等元素主要来源于当地自然地质背景。

冀中南平原土壤碘地球化学特征研究

对冀中南平原土壤碘的地球化学分布特征及其控制因素的研究表明,冀中南平原滨海盐土和沼泽土中碘含量最高,白洋淀湖泊沼泽相和沧州东部的滨海平原深层土壤碘含量较高,而太行山中段滹沱河冲积扇平原、漳河冲积扇平原深层土壤碘含量较低,显示沉积环境是控制土壤碘区域分布的重要因素。研究认为土壤碘的分布特征受自然因素和人为因素的影响,以自然因素为主,表层土壤碘受到较大的人为因素影响。

石家庄污灌区土壤中As元素分布特征

根据石家庄污灌区土壤的平面和垂直剖面土壤样品中As含量数据,制作了As分布图,总结当地As元素分布特征。结果表明:石家庄污灌区内表层和深层土壤中As的分布都受到强烈的外源影响:表层As的分布受到污水排放源位置的控制,深层土壤也受纳了从上层向下迁移的外源As,在表层和深层都形成了若干高值区,各高值区具有独立成因;垂向分布上As主要富集在深部粘土层。

石家庄污灌区土壤中铬分布特征

采集石家庄污灌区内土壤表层和深层样品及垂直剖面样品,测定样品中Cr质量比,采用ArcGIS软件和Surfer软件制作Cr的平面分布和垂向分布图,分析了当地Cr分布特征。结果表明,由于外源污染物强烈影响着表层土壤Cr的分布,深层土壤中的Cr受外源影响较小,石家庄污灌区内表层土壤Cr质量比远高于深层,其均值达到深层的1.37倍。研究区内土壤表层和深层都形成了具有独立成因的Cr高值区,二者高值区的分布不吻合。垂向分布上,Cr表现出沿水流方向由排污点逐渐向下迁移的趋势,迁移过程中Cr主要富集在黏土层,其最高值均位于黏土质层,表明Cr的垂向分布受土质的影响。另外,垂向上Cr高值点偏向城镇密集的河道东侧,这表明排污口的位置分布对Cr分布也有影响。

河北平原土壤中As通量研究

对河北平原农田区的As元素在土壤中的输入、输出通量进行了初步研究。综合各方面因素,确定了大气干湿沉降、灌溉水、化肥为输入途径和农作物籽实为输出途径,并进行通量计算。结果显示,在河北平原,大气干湿沉降为土壤中As主要输入方式,灌溉水和化肥输入通量较低,三者对土壤As贡献率分别为53.1%、28.9%和18.1%;而农作物输出通量非常少。全省土壤As年净增量分布主要由大气干湿沉降分布控制。以耕作土层为研究介质,经估算,与土壤As含量现状相比,As年净增量比例很小,因此判断在短期内,外源输入对土壤As分布现状影响不大。

河北平原土壤中汞的地球化学分布特征

基于多目标地球化学数据,研究了河北平原土壤内Hg的空间分布特征,制作了表层土壤和深层土壤Hg的分布图。结果显示:河北平原Hg含量均值在表层土壤为43.77×10-9,深层土壤为17.58×10-9;根系土Hg的形态以惰性态为主,有效态比例仅为3.24%,土壤环境安全性较高。Hg含量在河北平原表层土壤中呈现出西高东低的趋势,明显表现为因自然原因形成的沿太行山麓平原的显著高值区;低值区有沿河道相分布的特点;城市周边因人为原因形成点状高值区。

沧州地区氟元素在不同介质中的分布

以沧州地区的地下水、土壤和小麦中的氟元素为研究对象,探讨氟元素在地下水、土壤和小麦等不同介质中的含量、空间分布与来源成因。通过绘制各介质中氟元素分布图,获得氟元素在各介质中不同深度的含量及水平空间上的分布特征。结果显示,当地深层地下水氟含量平均为2.25 mg/L,高于浅层地下水的平均值0.80 mg/L;深层和浅层土壤氟含量接近,平均值分别为557.18、569.20 mg/kg;小麦中的氟含量最高值为0.96 mg/kg,当地小麦氟含量均低于国家标准限值(1.0 mg/kg)。根据氟元素的分布特点分析,当地深层地下水与土壤的氟元素来源一致,而不同于浅层地下水中的氟;小麦的氟元素分布受浅层土壤氟影响较大。

重金属“化学定时炸弹”及其防治

介绍了“化学定时炸弹”的概念及特点,指出重金属元素在土壤中的累积过程是典型的“化学定时炸弹”形成过程,一旦爆发将会产生巨大的生态与经济损失。若要避免此类事件的发生,应该重点研究重金属元素的不同形态的毒性差异以及在累积过程中重金属元素形态的转化,利用地球化学工程学、植物修复技术等方法将有害元素无害化或移除有害元素,从而有效地阻止“化学定时炸弹”的爆炸、消除“定时炸弹”的威胁。

GIS在农业生态地质调查中的应用

GIS凭借其所具有的科学可视化功能,区域性、多层次、易操作等特点,能够将各种空间、 数字数据分类存储并进行分析,以上优点使GIS能够在农业地质调查项目中起到存储信息、分析态 势、辅助决策等重要作用,并能够在此基础上建立数据库辅助管理决策系统,在农业生态地质调查 中发挥了巨大作用。

城市化中硫元素的迁移及对土壤质量的影响

随着我国城市化进程的迅速推进,含硫气体的排放也急剧增加,从而影响到城市周边土壤质量。石家庄地区是一个缺硫地区,含硫废气在现阶段可以缓解硫缺乏状况,一定程度上补偿植物对硫的需求。但从长远来看,硫在土壤中的不断累积会造成“化学定时炸弹”效应,石家庄具有潜在“硫化学定时炸弹”的威胁。

唐山城市土壤重金属污染及潜在生态危害评价

以唐山城市土壤为对象,采用单因子指数法和尼梅罗综合指数法对土壤重金属的环境质量及污染特征进行评价,并采用Hakanson的潜在生态危害指数法对土壤中重金属的潜在生态危害进行评价。结果表明,没有重金属元素出现污染状态,其中Hg、Ni、Cr、As都处于清洁状态,Pb、Zn、Cu绝大部分样点处于清洁状态,7.94%、6.35%、1.59%处于安全状态,Cd元素绝大部分样点处于清洁安全状态,只有1.59%处于警戒状态;综合污染评价土壤环境整体优良,清洁、安全土壤面积比例分别为98.41%、1.59%,没有出现警戒和污染土壤;各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Hg,已达到强潜在生态危害水平,其余重金属均为轻度潜在生态危害,综合考虑多种重金属的潜在生态危害性,其轻微生态危害、中等生态危害、强生态危害、很强生态危害的百分比分别是73.02%、26.98%、0%、0%,整体表现为轻微潜在生态危害。

石家庄污灌区表层土壤中重金属环境地球化学研究

对石家庄市污灌区上、中、下游3条剖面中的农田表层土壤重金属元素Pb、Hg、Cr、Cd、As、Cu、Zn的含量、污染状况、形态等进行了调查与研究。结果发现,研究区表层土壤中的重金属(除As外)在污灌区上、中、下游均有不同程度的富集,其中Hg、Cd含量较高,下游表层土壤中重金属平均含量均高于上、中游。运用Muller的地积累指数法进行了污染评价,结果表明,以河北省土壤背景值计算,As未对研究区表层土壤造成污染,研究区上、中、下游表层土壤受到了Hg、Cd的污染,主要为轻度—中等的污染程度。研究区表层土壤中Pb、Hg、Cr、As、Cu、Zn的形态主要为残渣态,Cd的形态主要为离子交换态和碳酸盐态,Cd具有一定的生物有效性和潜在生态危害性。

石家庄城市土壤重金属污染及潜在生态危害评价

以石家庄城市土壤为对象,采用单因子指数法和尼梅罗综合指数法对土壤重金属的环境质量及污染特征进行评价,并采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法对土壤中重金属的潜在生态危害进行评价。结果表明,重金属污染程度依次是Cd>Zn>Hg>Cr>Ni>Pb>Cu>As,其中Cu、Pb、As都处于清洁安全状态,Ni绝大部分样点处于清洁安全状态,只有0.45%处于警戒状态,Cd、Hg、Zn、Cr元素都出现污染,其中Cd污染面积最大,达到1.36%;综合污染评价土壤环境整体良好,清洁、安全、警戒、污染土壤面积比例分别为65%、31.82%、2.73%、0.45%,其中警戒及污染土壤面积为3.18%,其形成可能与工业生产及人类活动有关;各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Hg、Cd,已分别达到强潜在生态危害和中等潜在生态危害水平,其余重金属均为轻度潜在生态危害,综合考虑多种重金属的潜在生态危害性,其轻微生态危害、中等生态危害、强生态危害、很强生态危害的百分比分别是38.6%、53.2%、7.3%、0.9%,整体表现为中等潜在生态危害。

河北行唐大枣品质与成土母岩类型关系的探讨

笔者从农业地质研究的角度出发,探讨了成土母岩对行唐大枣产量和品质的影响。调查研究发现在行唐山区品质好、产量高的大枣主要分布在黑云斜长片麻岩区,其主要原因是黑云斜长片麻岩较其他类型风化层厚,裂隙发育,P、Sr、稀土元素等含量高,K含量高并以缓效态赋存在黑云母中易被植物吸收;从土壤地球化学背景分析表明,优质大枣分布区具有与P、Sr、Na和稀土元素总量的富集区吻合性最好,Ni、Cr含量低的特点,这也验证了行唐大枣优质产区分布和成土母岩黑云斜长片麻岩分布的一致性。

石家庄市大气降尘重金属元素来源分析

本文对石家庄市大气降尘重金属含量水平进行了研究,从2007年11月起连续收集一年的大气降尘样品,分析了As、Cd、Hg、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、Mo、Mn、Al2O3、K2O等12项。结果表明,与土壤背景值相比,石家庄市大气降尘中除Al2O3外的重金属含量总体明显升高。采用相关分析和主成分分析,对降尘重金属元素来源进行解析,认为有3种主要来源:一是Pb、Cr、As、Hg、Mo、Cd、Mn与燃煤活动、道路交通有关;二是Ni、Cu、Zn除与燃煤活动有关外,还与工矿企业废气排放有关;三是Al2O3主要与土壤颗粒物有关(自然来源)。以Al作为参考元素计算重金属的富集因子表明,受工业活动影响的Cd、Hg、Zn具有较大的富集因子,大气降尘中的重金属含量高值区与工业区域的分布相吻合。

河北省南部平原区大气降尘来源及分布特征

从2007年11月到2008年11月,采用被动方式在河北省南部平原区域采集了48个点的大气沉降样品,分析了Al、K、Ca、Cr、Cd、Pb、Se、Mo、I、F、S等21种元素的含量。在计算了各元素之间相关性和富集因子的基础上,得出河北南部平原区大气降尘的物质来源以土壤颗粒物为主,在此基础上叠加了燃煤污染。大气降尘输入通量的结果表明,河北省南部平原区的大气质量明显低于北京平原区。省内对比表明,沧州地区绝大多数元素输入通量最大,而邯郸地区最低,省会石家庄以燃煤元素(Cd、Hg、Mo、Se)的输入通量最大为特征。

石家庄污灌区土壤重金属污染现状评价

为揭示污水灌溉对土壤环境质量的影响,本研究以石家庄市污灌区为例,对其表层土壤重金属Pb、Hg、Cr、Cd、As、Cu、Zn的含量进行了测定分析,按照单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法,根据土壤环境背景值标准进行了评价,并应用克里格插值方法对研究区内表层土壤污染的空间变异特征进行了分析。结果表明,研究区表层土壤中各重金属均有超过背景值现象;其中Cd含量远高于土壤背景值,为主要污染因子,Hg为次要污染因子,Cu、Cr、Pb、Zn基本上为轻度污染,As处于清洁状态;污染综合指数均大于1,处于轻度污染以上等级;各种金属单因子污染指数和综合指数在研究区的分布特点各不相同,总体上形成以东明渠、洨河主河道为中心逐渐向两边递减的污染分布状态,中度污染及严重污染将近占研究区总面积的一半以上。