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CO-SCR催化剂及反应机理研究进展

能源环境保护 2024年

作者：韩栋李昊翁小乐李国波彭洪根南昌大学资源与环境学院浙江大学环境与资源学院

面对日益严格的NOx治理要求以及NH3-SCR技术存在的明显弊端，CO-SCR技术利用钢铁冶金、废物焚烧等工业烟气中富含的CO作为还原剂，选择性催化还原NOx，在协同治理NOx和CO的同时，实现“以废治废”，有效应对二次污染和高成本等问题，具... 详细信息

面对日益严格的NOx治理要求以及NH3-SCR技术存在的明显弊端，CO-SCR技术利用钢铁冶金、废物焚烧等工业烟气中富含的CO作为还原剂，选择性催化还原NOx，在协同治理NOx和CO的同时，实现“以废治废”，有效应对二次污染和高成本等问题，具有极大的环保价值和经济效益。目前，CO-SCR技术在能源环保领域已引起广泛关注，但大多数研究仅限于催化剂性能结构的优化，尚未明晰各种工况下的反应机理，因此亟待开发出适用于工业实际应用的高效催化剂。CO-SCR领域的催化剂发展主要集中在降低传统贵金属用量并提高NOx和CO的共同脱除效率。通过掺杂Cu、Mn、Fe等过渡元素引发金属间协同效应，或者选择合适的载体和结构体系均能起到积极的作用。此外，在实际应用过程中，催化剂能否在复杂环境下保持高活性也是一个关键问题，诸如富氧、H2O、SO2、碱金属中毒等因素都会对催化效果产生重大影响，因此通过模拟工业烟气实况，借助原位测试等表征手段，探明催化剂失活过程对于抗中毒研究至关重要。本综述分析了CO-SCR的基本反应过程和实际应用中面临的挑战，并对当前研究热点的三种类型催化剂的性能优势及创制方法进行了详细总结。同时，分析了不同反应条件下催化剂的反应机制和中毒改良方式，并展望了CO-SCR催化剂的未来发展方向，相关研究可以为开发性能更优的工业协同脱除催化剂提供理论指导。

关键词：氮氧化物协同脱除选择性催化还原 CO-SCR催化剂反应机理

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紧凑型混合励磁三相饱和铁芯型故障限流器

高电压技术 2024年第6期50卷 2554-2566页

作者：袁佳歆孙玉东张琬婷周航柳煜叶丛韬电网环境保护全国重点实验室(武汉大学电气与自动化学院) 武汉430072 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州330100

加装饱和铁芯型故障限流器是限制高压系统短路电流的有效方法,但其需要与外加的限流空心电抗器配合,导致整个限流系统占地面积和体积很大。因此,基于非正交解耦原理提出了一种紧凑型混合励磁三相饱和铁芯型故障限流器(compact hybrid-bi... 详细信息

加装饱和铁芯型故障限流器是限制高压系统短路电流的有效方法,但其需要与外加的限流空心电抗器配合,导致整个限流系统占地面积和体积很大。因此,基于非正交解耦原理提出了一种紧凑型混合励磁三相饱和铁芯型故障限流器(compact hybrid-biased three-phase saturated core fault current limiter,CTFCL),其具有占地面积和体积小的优点。首先,提出了含非正交解耦绕组的CTFCL拓扑。其次,建立了CTFCL的等效电磁路模型,分析了其工作原理。然后,给出CTFCL的参数设计准则,搭建了220 kV的有限元模型,仿真验证了CTFCL的限流效果和电磁特性。最后,设计并研制出小容量样机,开展了实验研究。仿真和实验结果均证明了该文所提CTFCL的有效性,CTFCL对各种短路均有良好的限制效果,且对比得到CTFCL限流系统占地面积和体积较传统三相SCFCL限流系统分别减少了44%和26%,适合实际高压系统的安装与应用。

关键词：饱和铁芯型故障限流器三相拓扑紧凑化非正交解耦原理参数设计有限元分析

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电化学氧化对湖泊沉积物细菌群落结构的影响

环境科学与技术 2024年第S1期47卷 15-20页

作者：樊皓卢晶莹张旭长江水资源环境保护科学研究所湖北武汉430051 中国三峡建工(集团)有限公司四川成都610095 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079

生物电化学技术在水生态修复中具有良好的应用前景。3种不同生境条件下的湖泊沉积物,经过30 d的电化学氧化后,只观测到1种沉积物中细菌微生物的Shannon指数发生了显著性改变(P<0.05)。3种沉积物中共计17个细菌门的相对丰度发生显著性变... 详细信息

生物电化学技术在水生态修复中具有良好的应用前景。3种不同生境条件下的湖泊沉积物,经过30 d的电化学氧化后,只观测到1种沉积物中细菌微生物的Shannon指数发生了显著性改变(P研究成果为明确电化学氧化修复处理污染沉积物所造成的潜在生态效应提供了供更多理论依据。

关键词：沉积物电化学氧化细菌多样性脱硫细菌脱卤球菌

1987—2022年新安江水库(千岛湖)水面面积时空变化及其与水位、蓄水量的响应关系

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湖泊科学 2024年第3期36卷 913-926页

作者：王嘉诚李渊施坤朱广伟张运林李慧赟朱梦圆郭宇龙张芝镪浙江工商大学旅游与城乡规划学院杭州310018 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008 中国科学院大学北京100049 河南农业大学资源与环境学院郑州450002

水面面积、水位、蓄水量是水库水资源管理的重要基础数据,遥感是湖库水体提取、水位和蓄水量估算的重要技术手段。由于不同水体提取方法的适用性差异、测高卫星数据的有限时间覆盖度和开源数据集的时空分辨率不足等原因,湖库水面面积、... 详细信息

水面面积、水位、蓄水量是水库水资源管理的重要基础数据,遥感是湖库水体提取、水位和蓄水量估算的重要技术手段。由于不同水体提取方法的适用性差异、测高卫星数据的有限时间覆盖度和开源数据集的时空分辨率不足等原因,湖库水面面积、水位、蓄水量的长时序、高频率时空变化监测仍存在一定挑战。本研究以新安江水库为研究区,结合多源遥感、气象、水文和土地利用等数据,基于Google Earth Engine云平台,运用水体指数法,分析1987—2022年新安江水库水面面积时空变化特征,构建水位—水面面积、水位—蓄水量和水面面积—蓄水量响应关系,探究水面面积时空变化成因。结果表明:(1)Landsat 5、Landsat 8和哨兵2号数据的最佳水体提取指数分别为AWEIsh和GNDWI,F1-score分别为91.93%、91.03%和93.14%。相比于开放数据集GSWED(32.61%)、JRC GSW(76.17%)和ReaLSAT(69.76%),基于最优水体指数的水体提取结果具有最高的F1-score(91.26%);(2)时间上,1987—2022年新安江水库水面面积呈显著上升趋势(R^(2)=0.20,P=0.01),总体增长速率为0.96 km^(2)/a;空间上,永久性水体(淹没频率大于75%)面积占比为73.44%,主要分布在湖心等水体开阔区域;季节性水体(淹没频率>25%且≤75%)面积占比为10.17%,主要分布在湖汊区域;(3)三次多项式函数可以较好地模拟新安江水库水位—水面面积、水位—蓄水量和水面面积—蓄水量的响应关系;(4)千岛湖流域上游降水和人类活动导致的土地利用变化是影响新安江水库水面面积动态变化的主要因素。

关键词：新安江水库水体指数水面面积水位蓄水量

中国西南喀斯特石漠化治理对生物多样性的影响

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地理学报 2024年第1期79卷 97-113页

作者：龙明康白晓永李姿霖薛盈盈陈飞李朝君冉晨张思蕊杜朝超宋丰姣肖碧琴熊练中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049 贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 重庆大学环境与生态学院重庆400044 贵州师范大学地理与环境科学学院贵阳550001 贵州省水利科学院贵阳550002

生态修复措施会对生物多样性热点区域产生强烈影响,因此量化石漠化治理对生物多样性的贡献在西南喀斯特地区是至关重要的。本文通过回归分析以及残差趋势分析等方法,揭示了2000—2020年中国西南喀斯特地区石漠化及生物多样性的时空演变... 详细信息

生态修复措施会对生物多样性热点区域产生强烈影响,因此量化石漠化治理对生物多样性的贡献在西南喀斯特地区是至关重要的。本文通过回归分析以及残差趋势分析等方法,揭示了2000—2020年中国西南喀斯特地区石漠化及生物多样性的时空演变规律,量化了石漠化治理等因素对生物多样性的贡献。结果表明:中国西南喀斯特地区石漠化以轻度石漠化和中度石漠化为主,石漠化总面积减少了10.25万km^(2),减少速率为0.49万km^(2)/a;喀斯特地区生物多样性总体呈增加趋势,生物多样性综合指数均值为0.40,总体维持在中等水平;石漠化治理和生物多样性呈正相关关系,其对生物多样性的贡献为26.39%;气候变化和人类活动对生物多样性的贡献分别为52.78%、47.22%。结果表明,石漠化治理对生物多样性表现出积极贡献,对后续生态修复工程的实施以及生物多样性的保护具有一定指导意义。

关键词：中国西南石漠化治理气候变化生物多样性

蜜蜂气味结合蛋白与外源性化合物互作机制研究进展

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农药学学报 2024年第2期26卷 257-265页

作者：陈沛彤鄢茹朱国念陈梦丽郭逸蓉浙江大学农业与生物技术学院农药与环境毒理研究所杭州310058 浙江大学生命科学学院杭州310058 浙江农林大学现代农学院杭州311300

嗅觉是蜜蜂赖以生存和繁殖的主要感官方式,可为蜜蜂外出觅食、躲避天敌、交配等行为提供重要信息,而气味结合蛋白(odorant-binding proteins,OBPs)在其嗅觉感知中发挥着关键作用。探究外界环境中各种化学物质与蜜蜂OBPs之间的相互作用,... 详细信息

嗅觉是蜜蜂赖以生存和繁殖的主要感官方式,可为蜜蜂外出觅食、躲避天敌、交配等行为提供重要信息,而气味结合蛋白(odorant-binding proteins,OBPs)在其嗅觉感知中发挥着关键作用。探究外界环境中各种化学物质与蜜蜂OBPs之间的相互作用,对于揭示蜜蜂OBPs对不同外源性化合物的结合特性和结合机制具有重要意义。外源性化合物主要包括化学信息物质(信息素和蜜源开花植物挥发物)以及杀虫剂等农用化学品。一方面,化学信息物质与蜜蜂OBPs结合,在维持蜂群稳定、繁殖、觅食、授粉等生理功能中发挥着重要作用;另一方面,杀虫剂与蜜蜂OBPs结合则可能危害蜜蜂嗅觉系统,影响或干扰蜜蜂对环境气味分子的识别。本文综述了蜜蜂OBPs的种类、功能及其与外源性化合物互作机制的研究进展,以期为深入探究蜜蜂OBPs的生理功能、保护蜜蜂免受杀虫剂等化学物质的危害提供参考。

关键词：蜜蜂气味结合蛋白嗅觉感受器互作机制杀虫剂昆虫信息素植物挥发性物质

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我国化工园区减污降碳技术路径研究

中国工程科学 2024年第2期26卷 160-173页

作者：陈吕军田金平吕一铮廖恺玲俐严坤盛雅琪杨坤曹宏斌朱利中清华大学环境学院北京100084 清华大学生态文明研究中心北京100084 清华大学碳中和研究院北京100084 浙江大学环境与资源学院杭州310058 中国科学院过程工程研究所北京100190

化学工业是推动制造强国战略实施的重要支撑,化工园区是新型工业化的关键载体,开展化工园区减污降碳技术应用研究具有重要的现实意义。本文针对化工园区减污降碳面临的资源利用率低、减污和降碳协同性差、末端治污成本高、环境安全与风... 详细信息

化学工业是推动制造强国战略实施的重要支撑,化工园区是新型工业化的关键载体,开展化工园区减污降碳技术应用研究具有重要的现实意义。本文针对化工园区减污降碳面临的资源利用率低、减污和降碳协同性差、末端治污成本高、环境安全与风险突出等挑战,分析了化工园区碳和污染物产生的特点并梳理相关研究进展,剖析了减污降碳协同增效的内涵。在此基础上,建立了基于一般性工业过程的分析框架,以物质、能量代谢过程为纽带,从企业生产、基础设施、产业共生等层面演绎提出了化工园区减污降碳的技术路径:建立化工园区内企业的碳、污染物排放清单;集成优化化工园区的技术与产业结构,加强绿色低碳生产技术开发、基础设施升级共生、企业间合作、减污降碳与安全生产统筹、产品‒产业‒空间结构优化;开展全生命周期减污降碳成本效益评估。选取杭州湾上虞经济技术开发区为典型案例,总结了化工园区减污降碳技术路径的应用实践,进而提出了化工园区减污降碳实施路径建议:完善精细计量体系,加强化工园区物质流管理;强化化工园区共生链接,运用系统工程赋能减污降碳;激发系统效率变革,推动化工园区绿色高质量发展。

关键词：化工园区减污降碳生命周期分析物质流管理排放清单基础设施产业共生

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稻蛙生态种养模式碳足迹评价

华南农业大学学报 2024年

作者：丁玉凌徐书含刘文超方凯凯王玲玲邹立芳曹林奎沙之敏上海交通大学农业与生物学院浙江大学环境与资源学院青浦现代农业园区

【目的】通过开展稻蛙生态种养模式碳足迹系统性研究，以期为该模式的可持续发展提供科学依据和优化建议。【方法】本文采用生命周期评价法，对常规水稻种植（Traditional fertilization， TF ）、绿色稻蛙种养（Green rice-frog cocu... 详细信息

【目的】通过开展稻蛙生态种养模式碳足迹系统性研究，以期为该模式的可持续发展提供科学依据和优化建议。【方法】本文采用生命周期评价法，对常规水稻种植（Traditional fertilization， TF ）、绿色稻蛙种养（Green rice-frog coculture， GF）和有机稻蛙种养（Organic rice-frog coculture， OF）模式进行了碳足迹评价。【结果】GF和OF的单位面积碳足迹分别为5985.2和5632.99 kg CO2e·hm-2，相比TF分别降低5.98%和11.51%，单位利润碳足迹分别下降45.1%和45.87%，单位营养密度碳足迹分别下降14.63%和12.17%。GF和OF提高了净生态系统经济效益（NEEB） 50%以上，其中GF高达71.77%。与TF相比，GF的产量与之无显著差异，OF的产量降低了16.73%；CH4排放分别增加了58.1%和131.18%，N2O排放分别降低了41.06%和63.12%，GF和OF具有更高的全球增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI），其中OF的影响更为显著。GF和OF中，有机物料如紫云英、菜籽饼和有机肥的投入表现为净碳固定效应。碳足迹构成和敏感性分析显示，TF的碳足迹构成中，温室气体排放（57.07%）和化肥施用（32.88%）占比较高；OF的碳排放和固定均高于GF，CH4排放和尼龙防护网使用对GF和OF的贡献最大。不确定性分析表明，GF和OF的单位面积碳足迹分别为5907.29和5647.25 kg CO2e·hm-2，低于TF，变异系数小于7.5%。【结论】稻蛙共作模式（GF和OF）相较于常规水稻种植模式（TF）具有更低的碳足迹，且具有更突出的碳固定效应和环境友好等特点，为气候变化背景下我国水稻产业的绿色低碳发展提供了新的科学依据。

关键词：稻田生态系统碳足迹生命周期评价绿色稻蛙有机稻蛙

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西南地区城镇化与生态韧性耦合协调关系研究

水土保持研究 2024年

作者：樊华赵翠薇贵州师范大学地理与环境科学学院喀斯特山地生态环境保护与资源利用协同创新中心

[目的]分析西南地区城镇化与生态韧性的耦合协调关系,以此促进区域经济社会可持续发展和生态系统保护。[方法]以西南地区为研究对象,运用熵值法、耦合协调度模型、地理探测器等分析了2011—2021年西南地区城镇化与生态韧性的耦合协调关... 详细信息

[目的]分析西南地区城镇化与生态韧性的耦合协调关系,以此促进区域经济社会可持续发展和生态系统保护。[方法]以西南地区为研究对象,运用熵值法、耦合协调度模型、地理探测器等分析了2011—2021年西南地区城镇化与生态韧性的耦合协调关系及其驱动因素。[结果](1)城镇化水平从研究初期的0.168增长到研究末期的0.326,整体呈现持续向好发展,低水平和较低水平城市数量较多。生态韧性水平从2011年的0.158上升至2021年的0.260,以较低水平和中等水平城市为主,具有典型的空间集聚性和非均衡性特征。(2)耦合协调水平持续改善,整体呈现北高南低的空间格局,初期以轻度失调为主,至2021年演变为勉强协调为主。(3)驱动因素方面,产业结构(Ind)对二者的耦合协调水平具有较强驱动作用,均值达到0.746,自然地理条件(Geo)的驱动作用则相对较弱,均值仅为0.144。[结论]西南地区城镇化与生态韧性耦合协调水平不断提高,从失调逐渐走向协调发展,并受到产业结构(Ind)、科技创新能力(Tec)、经济发展水平(Eco)等多因素的综合影响。

关键词：城镇化生态韧性耦合协调西南地区