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芦芽山不同植被类型下土壤有机碳矿化特征及其对铁添加的响应

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应用与环境生物学报 2024年第1期30卷 18-25页

作者：曹亚鑫程曼文永莉山西大学黄土高原研究所太原030006

为探明铁添加对不同植被类型土壤有机碳(SOC)周转的影响,以芦芽山3种植被类型(草甸、灌丛、森林)下表层(0-10 cm)和亚表层(10-20 cm)土壤为研究对象,通过室内培养实验,研究Fe(Ⅱ)对SOC矿化特征的影响,并采用一级动力学方程拟合SOC矿化过... 详细信息

为探明铁添加对不同植被类型土壤有机碳(SOC)周转的影响,以芦芽山3种植被类型(草甸、灌丛、森林)下表层(0-10 cm)和亚表层(10-20 cm)土壤为研究对象,通过室内培养实验,研究Fe(Ⅱ)对SOC矿化特征的影响,并采用一级动力学方程拟合SOC矿化过程.结果表明:(1)草甸、灌丛和森林SOC矿化的变化趋势一致,均表现为前期矿化较快,其矿化速率在开始培养时(1 d)最高,并在培养前期(1-20 d)分别显著下降了44.4%、57.0%、54.6%,后期显著减慢并趋于平稳;(2)不同植被类型下土壤理化性质存在差异,且SOC、全氮(TN)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和土壤含水量(SWC)均随土层深度的增加而减少;(3)各植被类型不同土层SOC累积矿化量、矿化速率和矿化效率均表现为0-10 cm>10-20 cm,且草甸和森林土壤的矿化作用高于灌丛;(4)外源加Fe(Ⅱ)抑制了土壤SOC的矿化速率,对草甸和森林的抑制作用较高(19.4%-32.6%),灌丛次之(20.2%-28.3%);此外,相对于表层土壤(16.0%-19.4%),Fe(Ⅱ)添加对亚表层土壤(24.9%-32.6%)SOC的保护作用更强;(5)一级动力学方程对SOC矿化过程的模拟结果较好,灌丛土壤的Cp/SOC值为4.86-7.87,显著低于草甸和森林(5.50-12.9),表明灌丛土壤的固碳能力最强,草甸和森林次之;加Fe(Ⅱ)后土壤Cp/SOC值显著降低,表明Fe(Ⅱ)添加有利于SOC的固存;(6)逐步回归分析表明,SOC、pH和TP是土壤有机碳矿化的主要控制因素.由此得出,植被类型是影响土壤SOC矿化的重要因素,外源加Fe(Ⅱ)可以在一定程度上促进土壤SOC的固存,这与养分可利用性和土壤性质密切相关;结果可为理解气候变化背景下铁氧化物如何驱动芦芽山不同植被下土壤SOC周转提供基础数据.(图2表6参37)

关键词：植被类型土壤深度铁土壤有机碳矿化

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CO矿化再生骨料物理性能影响因素分析

建筑材料学报 2024年

作者：元强张胶玲张苏辉丁任盛中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心中南大学土木工程学院沪杭铁路客运专线股份有限公司

对经CO2矿化强化后再生骨料吸水率和表观密度的影响因素进行了分析。结果表明：CO2矿化处理能有效改善再生骨料的物理性能。当再生骨料含水率为1.3%，CO2养护的环境温度和相对湿度为50 ℃和98%，浓度、压力、时间分别为99%、0.15 MPa、2... 详细信息

对经CO2矿化强化后再生骨料吸水率和表观密度的影响因素进行了分析。结果表明：CO2矿化处理能有效改善再生骨料的物理性能。当再生骨料含水率为1.3%，CO2养护的环境温度和相对湿度为50 ℃和98%，浓度、压力、时间分别为99%、0.15 MPa、24 h时，再生骨料碳化强化效果最佳，吸水率降低33.47%，表观密度增加2.06%，固碳率为1.77%。CO2矿化处理使得Ca（OH）2和C-S-H凝胶被碳化，在孔隙中生成方解石晶型的CaCO3使得界面过渡区变得致密，孔隙率由22.07%降低至12.78%，从而改善再生骨料物理性能。

关键词：再生骨料 CO 矿化性能提升微观分析

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碳酸酐酶增强微生物矿化固土效果的试验研究

岩土力学 2024年

作者：刘鹏曹源兴程钰白云波南京林业大学土木工程学院山东科技大学交通学院中铁上海工程局集团有限公司

为了提升微生物固化砂土的效果，从自然界微生物主动参与碳循环、激发碳化现象中得到启发，利用碳酸酐酶（carbonic anhydrase，简称CA）能显著提高CO2水合反应速率(提高108倍)，促进脲酶（urease，简称UA）分解尿素生成的CO2迅速水合... 详细信息

为了提升微生物固化砂土的效果，从自然界微生物主动参与碳循环、激发碳化现象中得到启发，利用碳酸酐酶（carbonic anhydrase，简称CA）能显著提高CO2水合反应速率(提高108倍)，促进脲酶（urease，简称UA）分解尿素生成的CO2迅速水合形成大量CO32-的特性，设计并进行了碳酸酐酶增强微生物矿化固化砂土试验，综合宏观物理力学试验和微细观检测，系统分析了碳酸酐酶对微生物固化砂土的增强效果及增强机制。结果表明：（1）碳酸酐酶能够显著提高砂土微生物加固过程中的胶结物产量，碳酸酐酶菌掺量在4%左右达到最佳，与常规微生物诱导碳酸盐沉淀（microbial-induced carbonate precipitation，简称MICP）相比，胶结物生成量提高了105.3%。（2）碳酸酐酶的掺入提高了固化体的抗压强度和抵抗变形能力，在0.25%～4.00%掺量范围内，固化土样的无侧限抗压强度随碳酸酐酶菌掺量的增加而增大。当掺量为4.00%时固化土样的强度达到1.915 MPa，为常规MICP固化试样强度的8.54倍。（3）碳酸酐酶没有改变MICP过程的产物，仍是方解石。但在添加了CA后，方解石的晶粒尺寸更大，六面体形状更规范，力学性能也更好。（4）在MICP过程中，脲酶和碳酸酐酶相互协同沉淀碳酸钙固化砂土。碳酸酐酶可以显著加速脲酶分解尿素生成的CO2水合并形成HCO3和CO32-的速率，为矿化物沉降提供更有利的条件。

关键词：碳酸酐酶微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP) 矿化脲酶水合反应力学性能

不同坡位柑橘园土壤团聚体矿物结合态有机碳矿化特征

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土壤学报 2024年

作者：唐开钊张君耀吴聪王帅廖文娟尹力初周卫军崔浩杰湖南农业大学资源学院

矿物结合态有机碳(MAOC)是土壤有机碳(SOC)的主要组成部分，其矿化特性对土壤固碳和全球气候变化具有重要影响。坡位作为重要的地形因子，显著影响有机碳与土壤矿物的相互作用及稳定性。然而，目前关于不同坡位土壤MAOC矿化特征尚不清... 详细信息

矿物结合态有机碳(MAOC)是土壤有机碳(SOC)的主要组成部分，其矿化特性对土壤固碳和全球气候变化具有重要影响。坡位作为重要的地形因子，显著影响有机碳与土壤矿物的相互作用及稳定性。然而，目前关于不同坡位土壤MAOC矿化特征尚不清楚。本研究以南方丘陵区典型柑橘园土壤为研究对象，通过室内培养探究了不同坡位(坡上、坡中和坡下)柑橘园土壤团聚体MAOC的矿化特征，分析了土壤理化因子和疏水性对MAOC矿化的影响。结果表明：坡下柑橘园土壤MAOC的累积矿化量(Ct)、矿化速率和潜在可矿化量(Co)均明显高于坡上和坡中，但坡下土壤Co/MAOC的比值明显低于坡上和坡中。随着团聚体粒径的减小，各坡位柑橘园土壤MAOC的Ct、矿化速率和Co均呈上升的变化趋势，而MAOC的矿化强度逐渐减弱。冗余分析(RDA)表明，MAOC潜在可矿化量(Co)与pH、SOC、MAOC、TN和C/N呈显著正相关(P 矿化的重要因子。变差分解分析表明，Alo、Alp、Fep、C/N、MAOC和Feo的共同作用显著影响不同坡位团聚体中MAOC的矿化。研究结果对深入认识南方丘陵区不同坡位柑橘园土壤团聚体中矿物结合态有机碳形成机制、稳定特性以及提高土壤固碳具有重要意义。

关键词：矿物结合态有机碳土壤团聚体矿化疏水性柑橘园土壤

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二氧化碳矿化波特兰水泥浆体性能与机制研究

洁净煤技术 2024年

作者：马超王涛吴冰易臻伟国网浙江省电力有限公司经济技术研究院浙江大学能源高效清洁利用全国重点实验室

二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)技术作为应对全球气候与环境危机的一个重要技术手段愈发受到重视。利用水泥基材料的矿化反应吸收二氧化碳不仅可以实现CO2的永久封存，改善产品的力学性能，还能够减少混凝土中的水泥用量，从而减少... 详细信息

二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)技术作为应对全球气候与环境危机的一个重要技术手段愈发受到重视。利用水泥基材料的矿化反应吸收二氧化碳不仅可以实现CO2的永久封存，改善产品的力学性能，还能够减少混凝土中的水泥用量，从而减少大量二氧化碳排放。本文以OPC浆体为原材料，系统性的研究不同因素(温度、CO2添加量和CaCO3掺杂量)对水泥固碳性能以及力学性能的影响，并测试分析了矿化产物的组成、微观形貌以及微观孔结构，总结了温度、CO2与CaCO3对OPC净浆矿化过程的相互影响机制，并归纳了外加碳酸钙下二氧化碳矿化OPC浆体的微观反应过程模型。

关键词：波特兰水泥 CO 矿化浆体体系微观反应过程

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工业含钙固废矿化CO_(2)的实验

化工进展 2024年第6期43卷 3440-3449页

作者：马佳慧王毅斌冯敬武谭厚章林翅西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

双碳背景下,CO_(2)矿化作为一种有效固碳技术受到更多关注。本文针对6种工业含钙固废,分别采用氯化铵溶液浸出并制备矿化母液,然后在常温常压下开展直接和间接矿化模拟燃煤烟气中CO_(2)的实验,并对6种固废的矿化效率和矿化产物进行详细... 详细信息

双碳背景下,CO_(2)矿化作为一种有效固碳技术受到更多关注。本文针对6种工业含钙固废,分别采用氯化铵溶液浸出并制备矿化母液,然后在常温常压下开展直接和间接矿化模拟燃煤烟气中CO_(2)的实验,并对6种固废的矿化效率和矿化产物进行详细分析,同时测试了浸出剂浸出含钙固废的循环能力。结果表明,由于含钙矿物相种类与含量的不同,6种固废的Ca^(2+)浸出率介于18.88%~95.15%之间,浸出液Ca^(2+)浓度大小为:净化灰>烧结法赤泥>燃煤飞灰2>燃煤飞灰1>烘干灰>拜耳法赤泥。氯化铵溶液循环浸出净化灰、燃煤飞灰2和烧结法赤泥后,随着循环次数的增加,燃煤飞灰2和净化灰中的间接矿化效率仅降低了1.44%和1.34%,烧结法赤泥的间接矿化效率降低了6.21%。6种固废中电石净化灰拥有最高间接矿化效率达57.60%,烧结法赤泥拥有最高直接湿法矿化效率为67.25%。CO_(2)间接矿化的产物为粒径介于2~5μm的菱面体方解石。

关键词：浸出矿化二氧化碳工业固废燃煤烟气

CO_(2)间接矿化工业固废制备多晶型碳酸钙研究进展

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洁净煤技术 2024年第3期30卷 59-71页

作者：梅杰琼陆诗建任雪峰康国俊刘玲中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学碳中和研究院江苏徐州221116 中国矿业大学化工学院江苏徐州221116

CO_(2)和工业固体废弃物的排放量逐年上升,威胁人类的生存和发展,世界各国迫切寻求降碳减排的解决路径。研究人员基于钙、镁元素与CO_(2)反应生成稳定的碳酸盐反应,开发出一系列CO_(2)矿化工艺,实现CO_(2)的永久封存。为实现CO_(2)的大... 详细信息

CO_(2)和工业固体废弃物的排放量逐年上升,威胁人类的生存和发展,世界各国迫切寻求降碳减排的解决路径。研究人员基于钙、镁元素与CO_(2)反应生成稳定的碳酸盐反应,开发出一系列CO_(2)矿化工艺,实现CO_(2)的永久封存。为实现CO_(2)的大规模封存和含钙固废的高值化利用,降低矿化成本,选取廉价易得的含钙工业固体废弃物为矿化原料,从多晶型微纳米碳酸钙的制备入手,总结了含钙工业固废浸取和CO_(2)间接矿化的最新研究进展,介绍了含钙工业固废间接矿化常用的浸取剂,并着重分析了间接矿化制备微纳米碳酸钙时反应条件和晶型控制剂对碳酸钙晶型和形貌产生的影响,对其控制原理进行了解释说明,总结了CO_(2)间接矿化含钙固废当前存在的技术难点,展望了未来的研究重点。国内外结果表明,调变温度、pH、搅拌速率以及CO_(2)通气速率等矿化反应条件或添加晶型控制剂能有效控制碳酸钙的晶型、形貌和尺寸。利用含钙工业固体废弃物间接矿化CO_(2)制备微纳米碳酸钙能够满足不同领域对碳酸钙的使用要求,能带来经济效益和环境效益,具有广阔的发展前景。

关键词：矿化工业固体废弃物晶型调控形貌调控碳酸钙

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纺织品的人工加速铁矿化及其相关结构性能

现代纺织技术 2024年

作者：贾瑞郑海玲贾丽玲傅建聪彭志勤中国丝绸博物馆浙江理工大学材料科学与工程学院

矿化是考古纺织品得以保存的重要原因之一，研究纺织品文物矿化机制具有重要的学术和文化价值。但是文物的独特性和样品数量的有限性阻碍了纺织品矿化研究的进展，这使得人工模拟纺织品矿化具有重要意义。文章选取了民国时期的生绢和熟... 详细信息

矿化是考古纺织品得以保存的重要原因之一，研究纺织品文物矿化机制具有重要的学术和文化价值。但是文物的独特性和样品数量的有限性阻碍了纺织品矿化研究的进展，这使得人工模拟纺织品矿化具有重要意义。文章选取了民国时期的生绢和熟绢作为研究对象，将这些织物缠绕在锈化铁片上，置于高湿度环境中，使用0.01 mol/L 氯化氢溶液作为促进剂进行矿化实验。使用扫描电子显微镜、万能力学试验机、拉曼光谱仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和稳定同位素质谱仪对矿化前后的样品进行表征分析。结果表明：经铁矿化6个月后，样品中颜色较深的区域中出现针铁矿/磁铁矿等铁的混合氧化物，样品的碳稳定同位素比值也发生改变，表明样品中的部分有机物被混合氧化物取代发生自身矿化，同时样品表面被氧化物覆盖发生预矿化。文章分析了矿化过程中铁元素对纺织品的影响，研究结果有助于加深人们对纺织品早期矿化作用机制的理解。

关键词：考古纺织品矿化模拟矿化稳定同位素技术

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棉织物活性轧染及矿化后处理工艺

印染 2024年第1期50卷 44-47页

作者：王高阳任燕席世海王化东徐成书西安工程大学纺织科学与工程学院陕西西安710048

为实现印染加工环节的节水减排,将棉织物活性染料轧染后采用矿化工艺后处理,探讨了染色工艺中固色碱剂种类、用量和矿化后处理工艺中助剂XBD、XYK用量等因素对织物染色性能的影响。结果表明:在复配碱剂Na2CO320 g/L+NaOH 3 g/L、汽蒸温... 详细信息

为实现印染加工环节的节水减排,将棉织物活性染料轧染后采用矿化工艺后处理,探讨了染色工艺中固色碱剂种类、用量和矿化后处理工艺中助剂XBD、XYK用量等因素对织物染色性能的影响。结果表明:在复配碱剂Na2CO320 g/L+NaOH 3 g/L、汽蒸温度120℃、汽蒸时间4 min条件下,棉织物可获得良好的染色效果。矿化后处理工艺(XBD 0.5 g/L、XYK 3 g/L、温度80℃)可使织物的色牢度较常规后处理工艺提高半级,染色废水色度明显降低,且由传统的6道工序缩短至4道,节约加工时间33%,节约用水33%,提效节能效果显著。

关键词：活性染料轧染矿化节水棉织物