不同储存容器、保存时间和软件计算方法对水体二氧化碳分压测算值的影响研究

本文探讨了使用不同储存容器(玻璃溶解氧瓶和高密度聚乙烯(HDPE)瓶)、保存时间及计算软件(CO_(2)SYS和PHREEQC)对水体二氧化碳分压p(CO_(2))和通量F(CO_(2))测算值的影响。结果表明:溶解氧瓶和HDPE瓶,两者差异不显著(p>0.05)。样品只要经过0.45μm微孔滤膜过滤、冷藏(4℃)并在24 h内进行测定,保存时间对结果影响不显著(p>0.05)。CO_(2)SYS的p(CO_(2))计算值约为PHREEQC的30%左右,差异显著(p<0.05)。可能原因是PHREEQC有考虑岩溶作用,而CO_(2)SYS没有。但在研究水质参数(COD、总氮、硝酸盐氮、氨氮、总磷、叶绿素、溶解氧(DO)和碳酸盐矿物饱和指数等)与水体p(CO_(2))和F(CO_(2))的关系和影响时,两个软件得出的规律是一致的。

智能化室内二氧化碳捕捉转化器设计及实验研究

CO_(2)是人类活动产生的温室气体之一,具有巨大的环境问题和气候变化风险。为了应对CO_(2)浓度的快速增长,国际社会采取了一系列措施;“双碳”目标的提出是中国主动承担应对全球气候变化责任的大国担当。因此,如何有效地捕捉、转化和利用CO_(2)成为当前科学研究的热点之一。针对上述问题,文章研制了用于室内的小型二氧化碳捕捉转化器,利用沸石分子筛膜对空气中CO_(2)过滤,用小球藻的光合作用将其转化为O2,通过CO_(2)检测仪,利用STM32微型单片机调整交流电机和涡轮装置来调节捕捉转化速率,实现其调控的自动化和智能化,完成密闭空间内空气的净化。

二氧化碳浓度对不育系和可育系水稻颖花关闭的影响

【目的】旨在探索水稻颖花关闭机理,发掘颖花关闭调控新措施。【方法】以可育水稻赣早538、萍恢141、华占和不育系水稻珍汕97A、博优A、岳4A为材料,通过观察离体稻穗刚开放颖花在CO_(2)空气混合气体中的关闭过程,并采用便携式光合仪LCI测定颖花开闭过程中颖花胞间CO_(2)浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),研究CO_(2)对水稻颖花关闭的效应。【结果】2%~15%CO_(2)处理明显加快可育水稻和不育系水稻颖花关闭进程,极显著缩短颖花开闭历时,明显提高不育系水稻颖花最终关闭率,此效应的最佳浓度为5%。可育水稻颖花Ci、Gs和Tr最大值均出现在内外颖夹角最大时,且均极显著高于内外颖开裂时;不育系水稻颖花Gs和Tr最大值也出现在内外颖夹角最大时,但Ci最大值出现在内外颖合拢时,较可育水稻后置,也均极显著高于内外颖开裂时;较可育水稻,不育系水稻各对应时间点的Ci、Gs和Tr值均明显要低。【结论】提示CO_(2)可能是启动水稻颖花关闭的重要因子,不育水稻颖花关闭进程慢,开闭历时长可能与其Ci最大值后置且偏低有关。

血流动力学对机械通气患者呼气末二氧化碳分压监测的影响

重症医学科患者病情复杂,大多需要机械通气治疗。传统的呼吸机参数调节有赖于血气分析,但是动脉血标本的采集为有创操作,不能连续测定[1]。而呼气末二氧化碳分压(end tidal carbon dioxide pressure,P_(ET)CO_(2))测定作为一种简便、无创的监测手段[2],已越来越受到人们的重视。本次研究旨在探讨血流动力学是否稳定对P_(ET)CO_(2)监测在重症医学科有创性机械通气患者中应用的影响。

中国工程机械二氧化碳和污染物排放现状评估

国内工程机械保有量长期缺乏官方统计数据,导致计算机械排放量时缺少官方数据来源.为掌握我国工程机械保有和排放情况,本研究通过构建基于存活曲线的保有量获取方法以及基于工作时间的工程机械CO_(2)和污染物排放计算方法,开展我国工程机械污碳融合清单研究,利用本地化的工作时间和排放因子,评估分析了2015−2022年我国工程机械CO_(2)和污染物排放变化趋势和主要驱动因素.结果表明:①工程机械CO_(2)排放因子与机械功率段存在一定关系,我国机械CO_(2)排放因子与欧洲单位功率油耗换算确定的结果接近,是国六阶段重型货车排放因子的120%~133%.②基于美国NONROAD曲线并结合我国调查的中值寿命和销量数据,利用本地化排放系数,计算得到2022年我国工程机械CO_(2)、NO_(x)、PM的排放量分别为1.52×108、141.18×10^(4)、7.16×10^(4)t,其中NO_(x)和PM排放量与生态环境部发布的《中国移动源环境管理年报(2022年)》数据差异较小;扣减叉车后的工程机械保有量分别为汽车的1%、重型货车的32%,其CO_(2)、NO_(x)、PM排放量分别为汽车的13%、20%、109%,为重型货车的34%、26%、211%,说明工程机械减污降碳潜力较大.③从机械类型看,叉车、挖掘机、装载机是工程机械保有量和排放量的主要贡献者;从区域看,山东省、江苏省、河南省、广东省、浙江省等地区工程排放总量相对较高.④2015−2022年,我国工程机械保有量以及CO_(2)、NO_(x)、PM排放量分别增长6.7%、2.6%、−3.6%、−3.5%,工程机械CO_(2)和污染物排放量得到初步遏制;非道路移动机械排放标准实施对NO_(x)、PM减排贡献显著,淘汰方案的变化对CO_(2)排放贡献显著;新能源机械推广对CO_(2)、NO_(x)、PM减排有一定的贡献.研究显示,基于存活曲线的保有量获取方法可以有效解决工程机械保有量缺少官方统计数据的问题;工程机械污碳融合清单的编制为移动源减污降碳协同减排提供了科学支撑;加大对老旧工程机械的淘汰力度、制定实施污染物和二氧化碳协同标准、加快推广新能源机械,可有效推进工程机械减污降碳协同增效.

基于不同粒径ZIF-8多孔液体的二氧化碳捕集性能

通过粒径调控策略制备了基于不同粒径ZIF-8的多孔液体(PLs),并用于CO_(2)的捕集。考察了ZIF-8粒径对多孔液体捕集CO_(2)的吸附容量、吸附速率、CO_(2)/N_(2)选择性及循环稳定性的影响,并对不同粒径多孔液体的CO_(2)吸附动力学进行研究。结果表明,多孔液体中具有永久的孔隙结构,不同多孔液体均具有优异的流动性。3种不同粒径的多孔液体室温下放置60 d或4500 r/min下离心5 min后均未出现聚集、沉积现象,表明不同粒径多孔液体均具有较好的稳定性。由不同粒径ZIF-8合成的多孔液体对CO_(2)的吸附过程包括物理吸附和化学吸附。其中,ZIF-8粒径为43 nm的多孔液体ZIF-8-PLs(43)对CO_(2)的饱和吸附容量最大,为63.0 mg/g;ZIF-8-PLs(145)展现了较快的CO_(2)吸附速率,准二级动力学常数为1.91×10^(-3)g/(mg·min);ZIF-8-PLs(1400)具有最高的CO_(2)/N_(2)选择性,是ZIF-8-PLs(43)的4.7倍;3种多孔液体经过4次再生后均具有较好的循环稳定性。

美国二氧化碳强化采油应用情况及对中国CCUS应用的启示

在对美国应用二氧化碳强化采油(CO_(2)-EOR)消纳工业捕集的二氧化碳(CO_(2))、降低碳捕集利用和封存(CCUS)成本、提升CCUS可行性等方面进行研究的基础上,对美国利用CCUS实现碳减排情况,包括碳源来源、成本效益以及政策支持开展了全面梳理和分析。研究发现,美国在二氧化碳减排领域建立了完善的法律法规体系,突出体现为通过财税等经济刺激手段激励二氧化碳强化采油应用,促进减排与效益双赢,并规范二氧化碳注入地下全过程管理,减少或避免对地下水影响。借鉴上述美国经验,结合对我国CCUS应用现状及技术领域的制约因素的分析,从减排政策、源汇匹配、管道网络建设、捕集技术评估体系建立、地下回注监管及二氧化碳利用等方面有针对性地提出我国合理利用CCUS实施碳减排的对策建议。

二氧化碳高值利用合成苯氨基甲酸甲酯

苯氨基甲酸甲酯(MPC)是合成二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)的关键原料。以二氧化碳(CO_(2))及其等价物或衍生物作为碳源合成MPC代表了绿色和可持续的精细化学品合成方法。基于该领域研究,概述了基于CO_(2)转化合成苯氨基甲酸甲酯的研究方法进展。合成路线包括研究较多的CO_(2)等价物(尿素或苯基脲)醇解法,碳酸二甲酯(DMC)氨解法以及二苯基脲和DMC耦合反应法。另外,最理想的合成方法是近几年发展的苯胺、CO_(2)和甲醇三组分“一锅”反应法,以及使用脂肪胺类原料构建氨基甲酸烷基酯类化合物,其代表了最有前景的CO_(2)利用途径之一。详细探讨了反应机理和催化剂选择等问题。研究进展将为进一步提升绿色催化和可持续化学过程效率提供重要理论支持。

燃烧后二氧化碳捕集系统的改进自抗扰控制

随着“双碳”目标的提出,燃烧后二氧化碳捕集技术受到了广泛关注,其控制问题成为学术界重要的研究热点。由于烟气流量等干扰下,传统控制器无法满足系统的灵活性捕集。为了弥补这一缺陷,对燃烧后二氧化碳捕集系统提出了一种改进自抗扰控制(MADRC)方案。该方案将补偿函数引入线性自抗扰控制,能够提高捕集系统的跟踪和抗扰能力。此外,进行了不同控制策略下二氧化碳捕集系统的对比仿真和蒙特卡洛模拟试验。在捕集率设定值分别为88%,96%和90%时,MADRC能够迅速使系统达到稳定,比自抗扰控制快约125 s,比传统比例-积分-微分(PID)控制快约800 s,表明所设计的控制器具有良好的动态性能。在烟气流量干扰下MADRC能够快速抑制扰动,并且在蒙特卡洛模拟下,绝对误差积分(IAE)和平方误差积分(ISE)的指标范围均小于自抗扰控制器和PID控制器,说明其具有很强的鲁棒性和抗扰能力,验证了所设计的控制器的有效性。

二氧化碳在能源开发应用中的研究进展

详细介绍了CO_(2)在能源开发领域中的应用,包括常规油气的钻井压裂、驱油采气,非常规油气及地热能的开发利用,储能发电、新能源合成领域等。CO_(2)能源化利用技术具有良好的发展前景,但在技术装备、经济成本、环境风险等方面存在一定的风险和挑战。提出了针对性的发展策略,并展望了我国CO_(2)能源化应用技术的未来开发前景。

沸石分子筛催化材料在二氧化碳转化中的应用

开发高效的CO_(2)化学转化和利用技术是推动碳捕集利用(CCU)技术快速发展的关键,对我国实现双碳战略目标具有重要意义。沸石分子筛是一种具有规整微孔结构、高结晶度以及高水热稳定性的无机材料,在CO_(2)化学转化领域有着广泛的应用前景。本文介绍了当前沸石分子筛催化材料在CO_(2)转化领域的应用研究进展,重点介绍了沸石催化剂在CO_(2)-CH_(4)干重整、CO_(2)加氢以及等离子体驱动CO_(2)转化方面的最新研究进展。理性设计并可控构筑高性能沸石分子筛催化材料以最大限度地提高CO_(2)转化效率和产物收率,是未来该领域的研究重点。尽管沸石分子筛催化材料在CO_(2)转化领域表现出良好的应用前景,但仍有很多方面值得深入开展研究:1)在CO_(2)直接加氢制C_(2)^(+)碳氢化合物(如芳烃)体系中,沸石分子筛的催化性质有着非常关键的作用,如何有效合成并调控沸石的酸性位点,是提高目标产物选择性和收率的关键;2)面向高通量CO_(2)转化过程,结合3D打印技术,实现整体式结构沸石分子筛催化材料的可控制备,将成为该领域的重要发展方向;3)面向新兴催化技术(如电催化、等离子体催化等),设计开发相应的沸石分子筛催化材料,也必将为沸石分子筛催化材料的应用拓展提供可能。

基于CNN-LSTM模型及小样本数据的水库二氧化碳通量预测

整合了2016年—2017年云贵高原岩溶深水水库——万峰湖水库表层CO_(2)分压[p(CO_(2))]及对应的水质指标,计算了水-气界面CO_(2)通量并分析其与水质的线性相关性,最终在收集的样本数据下建立了水库CO_(2)通量预测的卷积神经网络与长短时记忆神经网络混合模型(CNN-LSTM模型)。研究表明:万峰湖水库夏季的CO_(2)通量仅与pH和氧化还原电位(ORP)有显著的相关性,而冬季的CO_(2)通量与水温(T)、pH、碱度(ALK)、总溶解固体物质浓度(TDS)和电导率(Cond)均有显著的相关性,在一个完整的水文年内,6个水质指标均为CO_(2)通量的重要影响因素。使用80%训练集数据训练CNN-LSTM模型,20%测试集数据测试模型的绝对均值误差(MAE),均方根误差(RMSE)和相关性(R^(2)),并且建立CNN神经网络模型、LSTM神经网络模型和全连接神经网络模型(DNN)与之对比。4种模型预测值与实测值的相关性(R^(2))均高于0.90,CNN-LSTM模型的MAE与RMSE分别为2.64、3.85 mmol/(m^(2)·d),均低于另外3种神经网络模型,CNN-LSTM模型能在样本数量较小的情况下取得最好的CO_(2)通量预测效果。

二氧化碳对三疣梭子蟹生理影响的研究进展

文章从生理学的角度,阐述了二氧化碳(CO_(2))对水生动物生理的影响,并着重研究了CO_(2)在运输保活方面的应用。通过分析CO_(2)浓度对三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)生长生理的影响,发现适当浓度的CO_(2)可以诱导三疣梭子蟹进入休眠状态,从而减轻运输过程中的应激反应,延长存活时间。CO_(2)的适当使用对于三疣梭子蟹的运输保活具有重要意义。

珠江口红树林土壤甲烷和二氧化碳通量特征及其影响因素研究

红树林作为碳密度最高的森林生态系统之一,在碳生物地球化学循环过程中发挥着重要作用。该研究以广州市珠江河口红树林土壤为主要研究对象,于2020年8月—2021年7月运用静态箱法分别对红树林中的外滩(靠近海岸)、中滩(植被聚集)和内滩(靠近内陆)的土壤-大气界面的CO_(2)和CH_(4)通量进行观测,探讨红树林生态系统CO_(2)和CH_(4)排放通量的时空分布特征及其对环境因子(温度、含水量以及土壤理化性质)的响应。此外,基于稳定碳同位素(δ^(13)C)特征和Keeling Plot方法综合评估红树林生态系统CO_(2)和CH_(4)通量的来源特征。结果表明,研究期间平均CH_(4)通量为18.97μmol·m^(-2)·h^(−1),CO_(2)通量均值为4.19 mmol·m^(-2)·h^(−1)。CO_(2)和CH_(4)的通量均具有显著的时空差异性,CO_(2)通量最高值出现在3月,CH_(4)在9月达到最高值。CO_(2)通量排序为内滩>中滩>外滩,CH_(4)通量则表现为中滩>外滩>内滩。土壤含水量、pH、EC、ORP和有机碳含量与CO_(2)通量呈负相关关系,CH_(4)通量与土壤含水量、pH和有机碳含量呈正相关关系。虽然研究区红树为C3植物,然而土壤呼吸产生的CO_(2)的同位素特征在内滩为−16.05‰,中滩为−17.73‰,外滩为−29.77‰,内滩和中滩表现为C4植物特征,由此表明藻类成为土壤呼吸来源。内滩的有机质分解程度最高。研究区CH_(4)的分馏系数在外滩、中滩和内滩均小于1.055,CH_(4)产生方式以乙酸产甲烷为主。该研究系统探讨了红树林生态系统CO_(2)和CH_(4)通量、来源及其影响因素,对进一步了解红树林对碳循环及其气候变化的影响具有重要意义。

胃内镜黏膜下剥离术中使用二氧化碳注气的安全性及有效性研究

目的该实验旨在研究二氧化碳CO_2作为胃内镜黏膜下剥离术(ESD)中注入气体的安全性及有效性。方法选取2013年1月-2014年12月于中国医科大学附属盛京医院内镜诊治中心,接受胃ESD术治疗的患者80例,40例术中注CO_2气(CO_2组),40例术中注空气(空气组),分别检测患者术前、术中及术后的动脉血CO_2分压(PaCO_2),视觉模拟评分量表(VAS)评分记录每组患者术后1、6及24 h腹痛及腹胀程度,同时记录并发症发生情况。结果两组病例整个研究过程中不同时间段PaCO_2及腹痛评分差异无统计学意义,CO_2组在ESD术后1和6 h的腹胀平均VAS分值较空气组明显降低,并发症的发生率在两组间差异无统计学意义。结论胃ESD术应用CO_2注气安全性良好。CO_2注气能够有效减轻患者术后腹胀症状,改善术后恢复质量。

新安江水库水体春季二氧化碳分压的分布规律研究

为了了解水库温室气体的释放特征，于2010年4月利用喷淋一鼓泡式平衡器一非分散红外检测器系统对新安江水库表层水体二氧化碳分压p（CO2）进行了走航观测，及坝前水体剖面监测。走航结果表明库区河道p（CO2）区间为70～130Pa，库区中段p（CO2）区间为36～45Pa，库区坝前p（CO2）区间为60-70Pa；水库出水p（CO2）为140Pa，高于坝前表层水体；坝前剖面结果显示，在同一剖面上表面水体p（CO2）最低为68Pa，此后p（CO2）随着深度增大持续增大，至水下10m处开始保持稳定在105Pa附近。该水库总体表现为大气CO2的源，但是通过对上游入库水体的比较发现该水库对温室气体释放缓解作用明显。

二氧化碳:一种同时提供亲核中心保护和亲电中心活化的试剂 Ⅺ.2-取代四氢噻唑的新合成方法

四氢噻唑和正丁基锂反应生成的N-锂代四氢噻唑(2)与二氧化碳作用生成N-羟酸锂盐3;3然后在叔丁基锂作用下失去2-位质子形成相应的2-位碳阴离子4.

碳酸氢钠注射液中充二氧化碳方法的改进

我院自1975年以来,对碳酸氢钠注射液中充二氧化碳的方法进行了研究,最后采用密闭加压充气法经三年多实践证明:比常温、常压、敞开的容器状况下充二氧化碳的成品合格率提高10%以上,现介绍如下:一、改进原理碳酸氢钠是个不稳定物质,60℃开始分解,2 NaHCO→NaCO+CO+HO,pH值升高,中国药典规定,碳酸氢钠注射液pH值应在8.6以下.

水稻土好氧甲烷氧化菌对大气CO_(2)浓度升高的适应规律

CH4是仅次于CO_(2)的第二大温室气体,而稻田是CH4的主要排放源,未来大气CO_(2)浓度升高情景下(elevatedCO_(2),eCO_(2)),水稻土好氧甲烷氧化过程及其功能微生物群落适应规律尚不清楚。依托中国FACE(FreeAir CO_(2) Enrichment)水稻田试验平台,通过13C-CH4示踪的室内微宇宙培养实验,采用稳定性同位素核酸探针(DNA-SIP)和高通量测序技术,研究未来大气CO_(2)浓度升高对水稻土甲烷氧化活性及其功能微生物的影响规律。结果表明:与常规大气CO_(2)浓度(ambient CO_(2),aCO_(2))相比,eCO_(2)条件下的甲烷氧化活性显著增加,从243 nmol·g^(-1) d.w.s·h^(-1)增加至302 nmol·g^(-1) d.w.s·h^(-1),增幅高达24.3%,甲烷氧化菌数量则增加了1.1倍~1.2倍。通过超高速离心获得活性甲烷氧化菌同化13CH4后合成的13C-DNA,高通量测序发现,未来大气CO_(2)升高情景下水稻土活性好氧甲烷氧化微生物群落极可能发生明显演替,与对照相比,类型I甲烷氧化菌甲基杆菌属Methylobacter的相对丰度增加16.2%~17.0%,而甲基八叠球菌属Methylosarcina的相对丰度下降4.7%~11.1%;同时刺激了食酸菌属Acidovorax和假单胞菌属Pseudomonas等非甲烷氧化菌的活性。综上所述:未来大气CO_(2)升高情景下,水稻土好氧甲烷氧化微生物群落结构发生分异,促进了甲烷氧化通量,而甲烷氧化的代谢产物可能引发土壤中微生物食物网的级联反应,是土壤碳储存和周转的重要功能微生物群。

淡水养殖池塘CO_(2)通量多时间尺度变化特征及其影响要素

为探讨淡水养殖CO_(2)通量的多时间尺度变化特征及其影响因子,本研究以我国长江三角洲区域典型淡水养殖池塘为研究对象,基于涡度相关法(Eddy covariance,EC)测定的2016—2021年高频连续CO_(2)通量数据,对CO_(2)通量的多时间尺度变化特征及其环境、人为影响要素进行分析。结果表明:养殖池塘CO_(2)通量(以C计)存在明显的日变化、季节变化和年际变化特征,其年尺度交换量的变化范围为-671~1005 kg·hm^(-2)·a^(-1),年均值为(-74±688)kg·hm^(-2)·a^(-1),表现为CO_(2)的弱汇。CO_(2)通量在不同时间尺度的主控因子存在明显差异,其中在0.5 h尺度上,太阳辐射和气温分别是白天和夜晚CO_(2)通量的主要影响因子;日尺度和月尺度的CO_(2)通量则分别受太阳辐射和归一化植被指数(NDVI)调控,且CO_(2)通量与上述要素均呈显著负相关;年际尺度上,养殖池塘CO_(2)通量受饲料投入量与NDVI的共同作用,二者建立的回归方程可以解释64%的CO_(2)年总通量变化,其中CO_(2)排放量随饲料投入量的增加呈线性增加(R2=0.55,P<0.05)。根据本研究结果,建议在未来可将提高饲料利用率作为控制养殖水体温室气体排放、改善水体生态环境、实现水产养殖业可持续发展的重要途径。