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环境工程学报
中国科学院生态环境研究中心
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中国科学院生态环境研究中心

曲久辉

月刊

1673-9108

cjee@rcees.ac.cn

010-62941074

100085

北京市2871信箱

环境工程学报/Journal Chinese Journal of Environmental EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊的办刊宗旨为：“积极促进国内环境污染治理技术与设备的研究、开发与应用”。本刊正在成为连接国内外环境污染治理技术与设备领域科研人员、技术开发与推广人员以及广大用户的信息纽带与桥梁。
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    二氧化碳地质封存风险识别方法与案例应用

    景萌李琦刘桂臻许晓艺...
    2719-2728页
    查看更多>>摘要：二氧化碳(carbon dioxide,CO2)捕集、利用与封存(CO2 capture,utilization and storage,CCUS)是实现碳中和目标不可或缺的关键技术.CO2地质封存与利用作为CCUS技术的核心组成部分,面临着政策、技术、经济、安全等风险问题,对项目的风险分析与评价能够降低不确定性对项目规划的影响,是实现项目顺利推进的有效保障.由于项目内部及外部环境的不确定因素多种多样,而且随着项目生命期的渐进,又会产生新的风险,风险反复发生的频率以及参与的各项目过程也会因项目而异,因此风险识别作为风险评价过程的第一步,是进行全面风险评价的重要前提.风险识别的目标是明确与项目有关的潜在风险源,在识别过程中,评估人员需要识别包括地质安全性、环境影响、人类健康、政策和社会因素等多种潜在的风险事件和类型,并评估风险的概率和影响.目前,国内外在CO2地质封存工程的风险识别环节中已开展德尔菲法、头脑风暴法、专家面谈法、风险清单法、SWOT技术、风险分解结构、风险图解分析技术等多种分析方法.每种风险识别方法都有各自的优势和劣势,同一项目可能选择多种风险识别方法进行项目风险的前期排查.然而,当前已有研究大多是针对单一方法的介绍和应用,缺少对多种不同风险识别方法的系统介绍和对比,尚未形成完整的风险识别理论框架体系以及筛选方法.在全面综述CO2地质封存风险识别现状、风险识别方法与应用的基础上,对多种风险识别方法进行了优缺点总结以及对比,提出了一种纺锤形风险识别筛选方法.最后,对宁夏回族自治区试注工程进行风险识别,以期指导封存项目风险管理,助力项目顺利开展,为未来宁夏开展大规模CCUS示范工程项目提供重要参考.

    碳中和CCUS风险识别头脑风暴法风险清单CO2地质封存

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    基于经济可行性的CCUS地质封存评估——以陕西省为例

    阮建辉朱淑瑛严妍吴赟龙...
    2729-2737页
    查看更多>>摘要：二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)是目前实现化石能源低碳化利用的首要技术选择,开展CCUS地质封存经济性评估研究对于提高项目可行性至关重要.研究以陕西省为例,从厂址适宜性、管道建设影响因子、技术成本等视角,在10 km网格上评估地质封存经济适宜性,并利用优化最小成本源汇匹配路径.研究结果表明,陕西省排放集中在火电和工业部门,网格封存总成本呈现南高北低的空间分布特征,其中陕北大部分地区位于鄂尔多斯盆地,网格经济适宜性相对较高.在时间跨度上,随着封存技术逐渐成熟,2035-2060年陕西省网格封存总成本不断降低,经济适宜性不断提高,其中低速情景和强化情景下分别于2050年和2040年后所有网格均具有经济适宜性.在源汇匹配上,研究结果验证了短期内源(如煤化工企业)和经济可行性汇(如油田)之间管道运输路径优化的可行性.本研究结果可为未来源汇最佳匹配、地质封存空间布局、CCUS管网规划等提供参考.

    二氧化碳捕集利用与封存碳排放成本阻抗经济适宜性路径优化

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    基于熵权TOPSIS法的延长石油CO2地质封存潜力评价

    刘瑛王宏王苛宇吴赟龙...
    2738-2745页
    查看更多>>摘要：针对目前大规模二氧化碳(CO2)驱油封存(CO2-eOR)项目面临的封存场地适宜性评价方法主观、指标单一的问题,提出一种基于熵权TOPSIS法的适用于大规模CCUS驱油封存场地筛选的评价方法.选取岩石物理特性、油藏地质条件、原油化学组成等多个关键因素作为评价指标,通过加入熵权降低TOPSIS法主观性,对延长油田的157个开发区块驱油封存适宜性进行分级评价.结果显示:延长油田油气藏非混相驱适宜性分为3个适宜性等级,其中"高适宜"、"中适宜"封存区块占比达到87％,大部分区块位于油田西部、南部.封存潜力评估表明,46个"高适宜"区块理论封存量达到11.1×10 8t,占总理论封存量的56％,涉及地质储量15.2×10 8t.理论封存量最高的区块为河川区块,达到6 800×10 4 t,其次是志丹采油厂旦八区6 048×10 4t.建议延长石油大规模CCUS项目优先选择适宜性评分大于0.85的14个区块,其理论封存量达到3.64×10 8 t.研究结果可为油田开展大规模CCUS项目的封存区块优选提供方法参考.

    二氧化碳地质封存油藏筛选适宜性评价封存潜力评估

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    基于文献计量学的地热能发展态势及热点分析

    李娜娜陶诚熊萍孔彦龙...
    2746-2753页
    查看更多>>摘要：大力推动地热能的开发利用是有效促进能源结构清洁低碳发展、实现"双碳"目标的重要选择,准确把握地热能领域的发展态势与研究热点对于我国地热能领域研究具有重要意义.基于文献计量和文本分析法,从发文趋势、主要发文国家与影响力、国内外主要发文机构与影响力、研究热点等方面对地热能领域的发展态势进行系统分析.研究发现,全球地热能领域的研究成果目前呈现快速增长态势,地热能领域的研究主要集中在发达国家,中国科学院是地热能领域全球发文数量最多的研究机构.地热能的研究是一个涉及多学科的交叉研究领域,研究热点集中于地热能成因及分布、地热资源开采及储层改造、地热供暖制冷、地热发电和地热水等相关主题.

    地热能文献计量发展态势研究热点

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    海上老井井筒完整性失效机制及二氧化碳注入可行性研究进展

    谭永胜庞照宇李琦武广瑷...
    2754-2763页
    查看更多>>摘要：海上二氧化碳(CO2)地质封存潜力大,但封存项目成本高.利用海上油气生产老井作为CO2注入井,具有成本低和降低海上CO2地质封存泄漏风险的特点,因而是一种极具潜力的CO2地质封存方法.本研究梳理了海上老井CO2封存井筒泄漏途径,分析了海上老井CO2封存井筒完整性失效机制以及影响因素,在此基础上,归纳了海上老井CO2封存可行性评价方法,并提出了今后研究的方向.学术界已获得的研究结果表明,海上CO2封存井筒完整性失效机制研究较少,且海上老井CO2封存注入可行性评价方法不完善,亟需开展海上老井CO2封存井筒完整性失效机制及海上老井CO2封存注入可行性评价方法研究,对海上CO2安全高效地质封存具有重要意义.

    海上CO2封存老井井筒完整性失效机制可行性评价

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    碳核查与交易需求背景下固定源CO2排放连续监测技术分析

    朱前林刘含笑陈东宝陆诗建...
    2764-2774页
    查看更多>>摘要：大型固定源排放的二氧化碳(CO2)是全球碳排放主要来源,对其排放量进行实时高精度监测是实施碳交易、产品碳足迹及碳税等机制的前提.通过分析CO2排放量监测所涉及的烟气温度、压力、湿度、流速及气体体积分数的监测技术特征,评价现在技术误差对CO2排放量监测精度的影响.在1.5级或2.0级碳排放量监测目标精度要求下,探讨各指标技术的发展需求.结果表明,在现有技术条件下,烟气温度、压力、湿度对CO2排放量监测精度影响较小,选择合适精度与量程的监测仪器满足CO2排放量监测1.5级或2.0级精度难度不大.CO2体积分数与烟气流速监测精度是影响能否实现CO2排放量1.5级或2.0级精度目标的关键.在CO2体积分数监测方面,应尽量采用合适量程的1.0级精度的气体分析仪,必要时需采用多量程气体分析仪.在烟气流速监测方面,目前基于皮托管流速监测的技术与方法尚无法满足该要求,应提高现在基于皮托管的流速监测技术与标准,同时在多通道超声流速监测、烟气紊流影响、流速监测新技术方面展开研究.

    固定源碳排放碳监测连续监测精度

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    CuxS纳米团簇磁性吸附剂的制备及其对Hg2+的吸附性能与机理

    李鹏崔英戴国夫
    2775-2784页
    查看更多>>摘要：燃煤、有色冶金等作业排放的含Hg2+废水对人类健康和生态环境构成重大威胁.该研究开发了一种CuxS/PDA@Fe3O4磁性纳米吸附剂,该吸附剂在去除废水中Hg2+方面展现出高效和可持续的优势.通过聚多巴胺(PDA)对Fe3O4纳米颗粒进行改性,并采用液相化学沉积方法将CuxS纳米团簇稳固锚定于带正电的PDA@Fe3O4表面,形成了结构稳定的CuxS/PDA@Fe3O4磁性纳米吸附剂.该吸附剂在120 min内即可达到1 394.61 mg·g-1的Hg2+吸附容量,且在复杂环境中保持对Hg2+的高选择性吸附.优化研究表明,最佳制备条件为CuCl2投加量0.04mol·L-1、合成温度20 ℃及pH值3.0.采用HC1溶液成功实现了吸附剂的解吸再生,循环使用性能优异.同时,吸附剂的磁性便于吸附后的快速分离回收.该吸附剂制备成本低,工艺简单高效,在汞面源污染治理和重金属废水处理领域具有广阔的应用前景.

    CuxS纳米团簇磁性吸附剂优化制备Hg2+吸附性能吸附机理

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    预氧化对聚铝混凝去除拉氏尖头藻水华的影响

    耿征颜徐丽梁荣昌姚玲爱...
    2785-2794页
    查看更多>>摘要：以拉氏尖头藻(Raphidiopsis raciborskii)为优势种的有毒有害蓝藻水华在我国南方地区湖库水体频繁暴发,严重影响当地水生态健康与用水安全,拟采用过氧化氢(H2O2)与次氯酸钠(NaClO)研究预氧化混凝技术对拉氏尖头藻藻水的处置效果.通过测定藻丝体长度、表面电位、活性及溶解性有机物,分析预氧化促进混凝效果的原因.结果表明,随着氧化剂或混凝剂剂量增加,拉氏尖头藻去除率升高,0.6 mg·L-1H2O2或1.2 mg·L-1 NaClO可将聚合氯化铝(PACl)消耗剂量从25 mg·L-1降低至15 mg·L-1,且去除率＞80％.预氧化处理后,藻细胞Fv/Fm从0.39降至0.07以下,且荧光显微镜未能观察到酯酶活性,说明藻细胞失活,膜通透性升高.H2O2使藻水Zeta电位从-14 mV升至-10 mV,可促进PAC1对藻细胞的静电中和作用,而NaClO对Zeta电位无明显影响.H2O2与NaClO分别使藻水溶解性有机物(DOM)浓度从5.95 mg·L-1升至7.01 mg·L-1与6.68 mg·L-1,但是强负电性的蛋白质组分与腐殖质组分含量明显降低,H2O2与NaClO处理的DOM可分别将藻细胞去除率提高13.7％和7.1％,说明预氧化处理可通过影响DOM特征而促进藻细胞的混凝效果.本研究为预氧化混凝处置拉氏尖头藻的有效性与安全性提供数据支撑与理论依据,该技术在拉氏尖头藻原位应急处置工作具有较好的应用潜力.

    拉氏尖头藻水华预氧化混凝溶解性有机物

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    循环水养殖系统水体中抗生素抗性基因的污染特征

    刘欣薛凯峋辛会博朱晨朝...
    2795-2804页
    查看更多>>摘要：抗生素的滥用导致了抗生素抗性基因在水产养殖环境中的传播.工厂化循环水养殖系统被认为是环境友好且能够防止抗生素和抗性基因污染沿海水域的养殖模式,但关于抗性基因在循环水养殖系统中的分布和扩散的信息较少.采用高通量定量PCR和基于16SrRNA的Illumina测序分析,研究了来自2个循环水养殖系统各环节水体中的抗性基因和细菌群落结构及动态.2个循环水养殖系统中共检出8种抗性201个亚类的抗性基因,以四环素类、磺胺类和多耐药类抗性基因为主.循环水中四环素类抗性基因tetX和tetG-02相对丰度最高.2个循环水养殖系统水体中的优势菌均为变形菌门和拟杆菌门,但优势细菌属的组成不同.多个菌属与不同亚类的抗性基因之间共现正相关,表明抗性基因在这些菌属中的水平转移与扩散传播.总氮、总磷、氨氮和磷酸盐是影响循环水中抗性基因分布和菌群结构的主要环境因子.以上研究结果表明抗性基因在循环水养殖系统水体中普遍存在,可能对环境构成潜在风险,这将有助于制定有针对性的策略,对水产养殖中的抗性基因进行风险管理和评估.

    循环水养殖系统抗生素抗性基因细菌群落影响因素

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    低温下磁加载强化纯膜MBBR工艺除磷效果

    李金成焦硕夏文香刘杰...
    2805-2813页
    查看更多>>摘要：在低温条件下向纯膜MBBR工艺出水投加铁盐除磷时,由于生成的微细含磷絮体难以沉淀而导致磷去除率偏低.该研究以氯化铁为混凝剂,在10℃下考察了不同粒径磁粉的强化除磷效果.结果表明,投加18和58 μm的磁粉分别比不投加磁种时的TP去除率提高了 8.52％和5.12％,其原因主要在于微细含磷絮体得到了强化去除.比较投加5种粒径磁粉生成絮体的分形维数,发现磁粉粒径在18～58μm时,粒径越小生成絮体的分形维数值越大,即絮体密实度越高;而当磁种粒径超过58µm后分形维数值迅速降低,即絮体的密实度变差.絮体抗剪切能力测试结果表明,投加18 pm磁粉形成的含磷絮体强度优于58 µm磁种,且前者的污泥沉降性能也明显好于后者.以上结果表明,低温条件下投加微小粒径磁粉有助于形成以磁粉为核心的密实絮体,絮体良好的沉降性能和对细微含磷颗粒的捕集能力提高了 MBBR工艺磷的去除率.

    磁种MBBR除磷低温絮体结构

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