六种木本植物对铅锌尾矿库重金属富集力的研究

通过对湖南省资兴市某已闭库并实施生态修复的铅锌尾矿库及周边受污染土壤和植物的采样分析,以ICP—ASE电感耦合等离子体发射光谱法测定了杉木、杨树、栾树、泡桐、香樟和乌桕等6种木本植物中Pb、Zn、Cu和Cd等重金属元素的含量,并运用转运系数和富集系数分析了植物相应的富集能力与转运特征。结果表明:6种植物中,对Pb富集系数最大的为乌桕,达到0.029;对Zn富集系数最大的为泡桐,达到0.374;栾树对Pb的转运系数达到1.314;泡桐对于Zn的转运系数达到1.452。6种植物均能适应铅锌重度污染的生长环境,其中乌桕、泡桐、栾树富集和转运Pb、Zn能力突出,适宜作为铅锌矿区植物修复的主要木本树种。

生物沥青-木屑混合成型行为和成型燃料品质分析

针对生物质成型产业现存的成型能耗较高和产品质量不佳的问题,采用生物柴油生产工艺的副产物生物沥青作为添加剂,按不同配比分别与樟木屑和杉木屑混合,制备成型燃料。考察生物沥青掺加量对木屑的成型能耗(挤压和推动能耗)和木屑成型燃料性质(密度、吸水性和燃烧特性)的影响规律。研究结果表明:当物料中生物沥青掺加量由0提高至20%时,挤压能耗依次降低,而推动能耗在0~5%处降低较为显著。木屑成型燃料的密度随着生物沥青掺加量的提高呈现先升高后降低的趋势,并在5%处取得最大值。成型燃料的吸水能力随着生物沥青掺加量的提高而持续降低。添加生物沥青能够降低成型燃料的着火温度,并扩大有效燃烧温度区间,从而提高成型燃料燃烧的稳定性和持续性。

特约主编寄语

“十四五”时期,我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。为响应全球温室气体减排的号召,我国明确提出力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的目标。碳中和的目的是实现净零碳排放,通过技术革新改变以化石燃料为主体的能源结构,开发包括生物质能在内的可再生能源,是实现碳中和目标的主要途径之一。

低氧烘焙对杉木屑储藏中品质变化和醛酮类气体生成行为的影响

【目的】考察低氧烘焙对杉木屑品质、热解特性、30 d储藏过程中品质变化和醛酮类气体生成行为的影响,为低氧烘焙杉木屑作为燃料和热解工艺原材料的产品品质、热解动力学的基础信息和工业应用中的风险控制提供参考。【方法】将杉木屑在含0%~9%vol O2的氮气中烘焙并进行工业分析、元素分析和纤维素分析,使用氧弹量热仪、SEM、TGA、色差计和GC-MS分析其热值、微观结构、热解特性、色差和脂肪酸,将样品放入半封闭式储藏反应器中储藏30 d,使用HPLC等分析醛酮类气体的生成行为,利用多元线性回归分析颜色与品质、烘焙载气含氧量与醛酮类气体释放动力学之间的关系。【结果】随着烘焙的发生和烘焙载气含氧量从0%增加至9%,烘焙杉木屑表面出现小孔且管状结构清晰,热值从19.82 MJ·kg^(-1)增加至28.25 MJ·kg^(-1),活化能从131.32 kJ·mol^(-1)减少至101.68 kJ·mol^(-1)。经低氧烘焙后杉木屑的H/C和O/C减少,但烘焙载气含氧量对H/C和O/C的影响很小。根据多元线性回归分析,C、H、O元素和木质素含量与颜色的相关性显著(R2>0.96)。低氧烘焙可以通过减少杉木屑的吸水性,从而使30 d储藏过程中干物质的损失、颜色变化和品质的不利变化减少。随着烘焙载气含氧量从0%增加至9%,烘焙杉木屑脂肪酸含量从644.0μg·g^(-1)减少至369.5μg·g^(-1),使得醛酮类气体释放总量从11.84μg·g^(-1)减少至2.89μg·g^(-1),但仍然高于杉木屑的释放总量(1.40μg·g^(-1))。在30 d储藏过程中,杉木屑主要释放乙醛、己醛和丙酮,烘焙杉木屑主要释放丁醛、丙酮和丙醛,而低氧烘焙杉木屑主要释放丁醛和丙醛,且均在前5 d集中释放并在第30天仍持续释放。建立了烘焙载气含氧量与醛酮类气体释放动力学的多元线性回归关系。【结论】低氧烘焙行为可提高杉木屑的燃料性质,颜色变化可以在一定程度上反映其成分和质量的差异,低氧烘焙使烘焙产物进行热解反应的所需能量减少,热解反应体系更加均匀,工业中热解行为的调控更加有效。低氧烘焙可有效降低烘焙杉木屑在储藏过程中品质的不利变化,并降低75.5%的烘焙杉木屑醛酮类气体释放总量,从而降低工作人员和用户的健康风险。

林业剩余物的定义和分类述评

为准确评估林业剩余物资源量及其分布提供理论依据,通过对前人研究结果的系统述评,首先分析关于林业生产、加工和利用产生的潜在剩余物的各种术语,确立林业剩余物术语体系,进一步完善林业剩余物的定义和分类,提出将其分为木材剩余物、竹材剩余物和草本果树剩余物作为第一级分类。在此基础上,根据各不同林种的剩余物产出环节进行第二级分类,即木材剩余物分为林木苗圃剩余物、林木修枝剩余物、木材采伐剩余物、薪材、木材造材剩余物、木材加工剩余物和废旧木材共7类,竹材剩余物分为竹材加工剩余物和废旧竹材共2类,草本果树剩余物包括香蕉和菠萝残体共1类。然后,梳理和讨论前人在林业剩余物的定义和分类中出现的各种问题,对第二级分类进行定义,明确各类剩余物包含的内容物。最后结合产业实际提出今后深入研究林业剩余物的建议。

农业废物堆肥化中理化参数对GH6家族基因影响

采用PCR-DGGE技术,研究农业废物稻草堆肥化过程中参与纤维素降解的糖苷水解酶GH6家族基因的变化,并使用冗余分析(redundancy analysis,RDA)和蒙特卡罗置换检验(Monte Carlo permutation test)研究了生物信息矩阵与环境因子矩阵间的相关性.结果表明,8个理化参数对GH6家族基因变化影响的相对大小为:p H>堆体温度>TN(total nitrogen)>TOM(total organic matters)>C/N(TOC/TN)>含水率>环境温度>WSC(water soluble carbon),8个理化参数共解释了83.1%的GH6家族基因变化,对GH6家族基因变化有重要影响,其中pH(P=0.002)、堆体温度(P=0.004)和TN(P=0.004)是影响GH6家族基因变化的显著因子,三者分别解释了24.92%、15.57%和15.04%的GH6家族基因变化.含GH6家族基因的优势菌种在堆体不同时期有所不同.GH6家族基因的多样性和丰度随堆肥化进程整体呈现出波动趋势.基于冗余分析的t-value分析表明3个显著因子对GH6家族基因的动态变化具有不同的正负相关性.

半固态培养条件下烟曲霉去除土壤中镉

选用了1株高耐镉(Cd)的烟曲霉,提出了利用烟曲霉在半固态培养体系表面生长并去除Cd的方法,研究了菌体对不同模拟Cd污染水平土壤中Cd的去除效果,测定了菌体吸附和富集Cd的变化.结果表明,烟曲霉在半固态培养体系中能够实现一定的Cd去除效果,Cd含量为10 mg·kg^(-1)时,对土壤Cd的综合去除率可达31%.同时通过研究不同Cd含量下烟曲霉干重和体系pH随时间变化情况,发现随着培养时间和Cd含量的增加,烟曲霉干重逐渐下降,最大下降幅度可达64%,pH为5.6~6.0时去除效果较好.培养过程中土壤Cd形态变化表明,烟曲霉在该体系下主要去除土壤中弱酸溶态和可还原态的Cd,可氧化态Cd含量在培养前后基本保持不变.这种方法的提出为微生物去除土壤重金属污染提供了新的思路.