减缓全球气候变暖的新途径

因人类对化石燃料的大量燃烧,致使大气中产生了过量的温室气体CO2,导致全球气候变暖,海平面上升.为了避免温室效应可能给人类带来的灾害,应控制CO2向大气中的过量排放.减少和控制CO2在大气中过量聚集的一种新途径是将工业产生的CO2封存于地质建造中.最适宜CO2封存的地质建造是油气田废弃的或正在生产的储油气层、煤田中的不可采煤层和深层多孔隙含盐建造.人类在石油和天然气生产方面的经验是CO2封存技术和机理研究的有益基础.     

二氧化碳地质储存数值模拟中边界的影响分析和范围确定

在“无限大”深部咸水层的二氧化碳(CO2)地质储存数值模拟中,往往需要人为给定一个边界。边界范围大小和类型选取直接影响模拟结果,进而导致储存潜力评价误差。笔者基于典型深部咸水层的二维径向模型,采用TOUGH2-MP软件进行数值模拟,分析了不同边界范围和类型对深部咸水层中注入CO2后压力和CO2饱和度分布、最大压力和CO2运移距离及储存形式和储存效率的影响。为了说明边界的确定与深部咸水层参数有关,还进行了渗透率、孔隙度、压缩系数、温度、盐度和边界类型的敏感性分析。结果表明在隔水边界类型下,边界范围越大,压力增量和CO2饱和度越被“平均化”,从而最大压力增量越小,CO2饱和度分布形状越扁平,最大运移距离越大。但储存形式受边界影响不大,体积储存效率在“无限大”深部含水层中被高估。随着边界范围的扩大,边界引起的差异逐渐变小。另外,基于单相流和多相流解析解理论,得到了在已知注入速率下边界范围大小的简单近似确定方法。该方法考虑CO2的最大运移距离和水相的影响边界两个方面,适用于“无限大”深部咸水层单井或多井注入的边界确定。     

CO2封存后地层岩石微观结构变化机理研究进展

CO_2地质封存不仅被认为是提高原油采收率的有效技术手段,更是降低大气中温室气体含量的重要策略,其长期埋存对地质完整性和安全性的影响是中外学者关注的焦点。地层岩石在围压及地下水作用下的软化、变形甚至破坏是石油工程、化学工程及岩土工程所面临的重要课题。搜集了中外学者在各领域内的相关实验及理论研究资料,从地层岩石的化学反应、岩石细观结构的变化、微裂缝的扩展、HMC(hydro-mechanical-chemical)耦合作用过程等方面综述了CO_2酸性流体对地层岩石影响。阐明了CO_2封存过程中地层岩石的微观溶蚀机理,进而从物理、化学角度着重分析了化学-应力耦合作用对岩石细观损伤结构的影响机制及破坏条件,最后根据目前的研究水平进一步提出需要研究的方向以及相应的建议,以便从初期的选址及后期的埋存安全性角度保证CO_2封存工程的顺利进行。     

农业管理措施对土壤有机碳固存潜力影响的研究进展

回顾了近年来国内外农业管理措施对土壤有机碳(SOC)固存潜力影响的研究进展,分析了土壤碳库的源汇效应及其影响因素,着重介绍了耕作制度、轮作制度、施肥制度和残茬管理等农业管理措施对土壤有机碳固存潜力的影响,指出应加强对土壤有机碳固存潜力和农业管理措施对土壤有机碳库影响的研究,以便制订合理的农业管理政策,进而缓解全球变化。参31。     

林业碳汇网站的发展现状与趋势研究

中国是世界上最大的CO2排放国,碳汇交易对于中国有着非常重要的现实意义。互联网上的林业碳汇网站是公众了解碳汇信息、掌握国际国内碳汇发展动向的有效渠道。介绍了目前我国已有碳汇网站的发展现状,包括公众对碳汇网站的认知现状及碳汇网站的现有模式,探讨了中国碳汇网站的发展趋势,以期能够提高碳汇网站的运作效率,为网络碳汇信息整合提供参考。     

Induction of vanadium accumulation and nuclear sequestration causing cell suicide in human Chang liver cells

Very little is known about the modulation of vanadium accumulation in cells, although this ultratrace element has long been seen as an essential nutrient in lower life forms, but not necessarily in humans where factors modulating cellular uptake of vanadium seem unclear. Using nuclear microscopy, which is capable of the direct evaluation of free and bound (total) elemental concentrations of single cells we show here that an NH₄Cl acidification prepulse causes distinctive accumulation of vanadium (free and bound) in human Chang liver cells, concentrating particularly in the nucleus. Vanadium loaded with acidification but leaked away with realkalinization, suggests proton-dependent loading. Vanadyl(4), the oxidative state of intracellular vanadium ions, is known to be a potent source of hydroxyl free radicals (OH^.). The high oxidative state of nuclei after induction of vanadyl(4) loading was shown by the redox indicator methylene blue, suggesting direct oxidative damage to nuclear DNA. Flow cytometric evaluation of cell cycle phase-specific DNA composition showed degradation of both 2N and 4N DNA phases in G₁, S and G₂/M cell cycle profiles to a solitary 1N DNA peak, in a dose-dependent manner, effective from micromolar vanadyl(4) levels. This trend was reproduced with microccocal nuclease digestion in a time response, supporting the notion of DNA fragmentation effects. Several other approaches confirmed fragmentation occurring in virtually all cells after 4 mM V(4) loading. Ultrastructural profiles showed various stages of autophagic autodigestion and well defined plasma membrane outlines, consistent with programmed cell death but not with necrotic cell death. Direct intranuclear oxidative damage seemed associated with the induction of mass suicide in these human Chang liver cells following vanadium loading and nuclear sequestration.     

海上CO2驱研究进展及潜力评价

 概括了国内外海上CO₂驱技术研究成果和已开展项目实施经验,总结了海上CO₂驱方案设计、实施工艺和监控措施等方面获得的技术突破与经验。在此基础上运用油藏工程、数值模拟技术手段,设计了目标油田的CO₂驱方案,并评估了提高采收率与埋存的潜力。研究表明,该技术在提高海上油藏采收率的同时可提高天然气资源利用率。     

基于坡度视角的黄土高原退耕还林(草)工程碳汇效应分析

【目的】探究退耕还林(草)背景下黄土高原不同坡度退耕地的固碳效应及存在的差异,根据不同坡度碳储量的变化优化新一轮退耕还林工程。【方法】基于2000—2020年黄土高原固碳数据和2000—2015年土地利用数据,运用GIS空间分析法,分析了近20年黄土高原固碳量的时空变化,以及不同坡度退耕地的碳汇效应。【结果】2000—2020年黄土高原固碳量前期增幅较大,后期增幅较平缓,固碳量变化与森林覆盖面的走向基本一致,呈现南高北低的现象;2000—2015年黄土高原土地利用结构发生明显改变,耕地显著减少,林、草地覆盖率增长至56.42%,且各土地利用类型单位面积固碳量呈增加态势,林地单位面积上固碳量最多;此外,坡度15°～25°林地单位面积上固碳量最大,约716.93 g/m²,8°～15°草地的单位面积固碳量最大,约748.65 g/m²。【结论】黄土高原退耕还林还草工程带来了巨大的碳汇效应,不同坡度林、草地的固碳能力存在明显差异,缓坡度地带草地固碳能力最强,中高坡度地带林地固碳能力最强。     

盐水层二氧化碳封存主控因素数值模拟研究

将二氧化碳注入到地下盐水层中,通过一系列物理化学反应,最终将二氧化碳封存于地下,与生物圈隔离数百数千年,甚至更长时间,这种碳的处理方式将对全球碳循环产生深远影响。由于CO2在盐水层中受到孔隙半径、盐水类型等不同作用的影响,其封存形式主要分为:构造封存、水动力封存、溶解封存和矿物捕获封存。通过对具有3.65×106m3水体规模的氯化钠型盐水层模型进行的8种典型条件下CO2封存数值模拟研究,定量化地评价了1000年时间尺度下毛细管压力、岩石压缩系数和盐水矿化度三种因素对各封存形式和封存分量的影响,同时得到了CO2向盖层中上逸的速度,为将来盐水层CO2埋存的大规模实施提供理论依据。     

再生骨料碳化改性及其减碳贡献分析

利用再生骨料与二氧化碳的碳化反应,可以提升再生骨料的性能,同时固定二氧化碳。阐明了水泥基材料固碳对于碳中和的重要性,总结了再生骨料碳化改性原理。基于菲克定律建立了混凝土服役、拆除后生产再生骨料贮存、再生骨料再利用三阶段固碳模型,并进行了案例分析。基于再生骨料不同的碳化处理方式建立了再生骨料碳化减碳贡献模型,并针对2020~2060年内我国预计产生的再生骨料量,核算了不同固碳方式的减碳效果,结果表明加速碳化方法可释放再生骨料巨大的减碳潜能,是实现再生骨料快速减碳,助力碳中和的重要举措。