碳氮循环与能源结构

从描述碳、氮元素的生物地理化学循环入手,说明现有能源结构和其他人类活动,已经造成了地球大气层中(比较一百年以前),CO2的浓度增加了25%,甲烷、N2O、NOX的浓度都有明显增加。今天,全球固定氮的速度增加了一倍。碳、氮循环正在逐渐远离它们的动力学稳定状态,导致出现一系列严重生态环境问题。在碳、氮元素的生物地理化学循环的框架下,说明燃烧生物质(植物或植物提取物),阻断了有机碳进入非生物可得矿石燃料储存区的通道,额外增加了CO2的排放量,增加了氧气的消耗量,干扰了碳、氮元素的生物地理化学循环,使碳元素不能转变成养育土壤的有机肥料,破坏了自然界的自修复功能。还原碳的生物吸收,植物的光合作用不是唯一途径,至少有下列方式也可以实现:高分子物质降解物的相当数量代谢碳,在土壤中被植物直接吸收;溶解于水中,尤其是海洋中的HCO3―,可以被生物吸收;由亚硝酸菌属和硝化菌属作用的硝化过程是耗氧过程,氮的氧化伴随着碳元素的还原及生物吸收。另外,植物光合作用转化太阳能为化学燃料能,是一个效率(0.5%)相对低下的过程;生物质燃烧时,会生成NOX和N2O。然而,将生物质废料作为堆肥原料,获得的燃料,基本上没有额外增加CO2的排放量;获得的有机肥料,可减少化肥、农药造成的环境冲击,对建立农业可持续发展模式发挥作用。人类需要摆脱以碳元素为能量来源,以燃烧方式获得能量的思维定式,依靠自己的聪明才智,团结协作,共同构建清洁的、可持续发展的新型能源结构。

微量营养元素与重金属污染物

介绍了动、植物必需的微量营养元素及其所起的作用,微量营养元素过量与重金属污染,分析了环境中微量金属元素的生物地质化学过程,重金属污染的现状及可以采取的对策,腐殖质物质的抑制污染作用。

高分子材料与资源、环境

高分子材料的发展历史不足百年。与传统材料比较，因其具有低价位和通用性特征，而获得空前范围的应用，在20世纪其产量迅速增加，2000年，全球年产高分子材料的总产量已经超过钢，达到1.5亿t（不包括油漆、黏合剂和分散剂），并且仍呈上升趋势。如果按照传统的命名方式，根据使用最多的材料来划分人类社会发展的不同阶段：石器时代、青铜时代、铁器时代和钢时代。则今天已经进入高分子材料时代。