生物质能源特点篇1
关键词：广西；农业；生物质能资源；发展目标；发展重点；区域布局；战略选择
中图分类号：F323.214文献标志码：a文章编号：1673-291X(2008)07-0104-02
广西地处亚热带，北回归线横贯中部，阳光充足雨量充沛，生物质资源丰富，特别是甘蔗、木薯等能源作物最具优势。
一、生物质能资源发展目标
1.总体目标。按照发展现代农业、市场农业和能源农业的要求，以制度创新、技术创新为基础，调整产业结构，推进区域化、专业化、规模化、标准化和集约化生产，逐步建设成为以木薯为主，以薯、蔗、稻、蜜为辅，比较优势突出，品种结构合理，市场效益显著，具有亚热带特色的农业生物质能资源生产体系，实现生物质能产业跨越式发展。其目标体系包括两大方面：一是制度创新、技术创新和人才培训，二是区域化、产业一体化和国际化。
制度创新目标。以政府为引导，以企业为主体、以农民为依托构建农民经济合作社，共同参与国内国际市场竞争的制度体系。
技术创新目标。市场指导，政府引导，企业作为创新主体、科研与高等院校作为重要支撑，形成科技链和产业链的生物质能资源产业技术创新模式；依靠现代生物技术、信息技术等高新技术，在能源作物专用品种引进、培育及其规模化种植关键技术与产业化开发、推广应用取得突破，建立较为完善的生物质能资源技术创新体系。
人才培训目标。建立健全与农业生物质能资源产业发展相适应的人才体系；加强生物质能农业高新技术中试基地及其市场建设，发展农村专业化技术组织，建设新型农民科技培训基地，提高农民科技素质。
区域化目标。发挥本地区域优势，通过优化布局和区域分工，走区域化、规模化的发展路子，形成具有亚热带特色的主导产品和支柱产业。
产业一体化目标。以市场为导向，以基地为载体，推进销、农工商、技工贸一体化经营，形成有机结合、相互促进的经营体制，培育一批具有国内国际市场竞争力的农业科技主导型企业和企业集团。
国际化目标。生产质量标准与国际接轨，利用国内外资源和市场，把比较优势变为可持续竞争优势，参与国际竞争，实现生物质能资源产业可持续发展。
2.阶段目标。“十一五”发展目标。主要任务是加大农业基础设施建设和运销服务建设，加快能源农业产业化发展，初步实现木薯、甘蔗、红薯、马铃薯等产业（产品）生产、经营的区域化、规模化和集约化，形成较为完善的能源作物生产基地或产业带，与之配套的农业服务体系基本形成，农产品市场有很大发展，能源作物生产体系初步形成。优良品种覆盖率和先进实用技术覆盖率达90%，能源农产品商品化率达95%。
远期目标。继续扩大能源农业产业化的范围和提高能源作物生产的现代化程度，以生物技术等为重点的能源作物高新技术得到广泛推广和应用并形成产业规模，建成木薯、红薯等能源作物基地，形成较完善的农业生物质能资源生产体系；能源农业商品化、规模化和集约化达到更高水平，具有一批较强国内国际竞争力的优势产品和拳头产品，资源优势、区域优势变为产品优势和市场优势，能源农业产值占农业更大比重。优良品种覆盖率和先进实用技术覆盖率达95%，能源农产品商品化率达100%。
二、生物质能资源重点领域和重点品种选择
1.基本原则。发展农业生物质能资源，应该坚持以下基本原则：
一是坚持与改善农民生产生活条件相结合，拓宽农民增收渠道，促进乡村环境整治，不断提高农民生活水平、改善农民生产条件；二是坚持不与人争粮，不与粮争地，充分利用荒山荒坡和盐碱地等非适宜耕地资源，重点发展以非粮食作物为主的能源作物；三是坚持产业协调推进，构建品种培育、基地建设、加工运销以及维修服务等产业链条，促进资源的循环利用和相关产业的协调推进；四是坚持经济技术可行，因地制宜推广不同模式，同时着眼于突破技术瓶颈，以技术创新拓宽发展领域，提高发展质量；五是坚持以科学发展观指导生物质能资源建设，正确处理好生物质能经济增长和可持续发展的关系，走循环经济之路、推行循环经济生产模式，实现生物质能产业可持续发展［1］。
2.农业生物质能发展重点。根据上述发展思路、目标要求和基本原则，结合广西农业和农村发展实际，今后一个时期，广西农业生物质能产业要大力发展能源作物，推广普及农村沼气，积极发展农作物秸秆固化成型和气化燃料的发展战略，因地制宜地确定发展重点和产业布局，力争走出一条非粮型的、具有广西特色的发展道路。
3.重点能源作物。根据生物质能源作物发展现状、条件和发展要求，遵循优势、市场效益和重点发展原则，重点发展木薯、甘蔗、红薯、马铃薯等作物［2］。
三、重点能源作物区域布局
1.木薯生产布局。以贺州市的信都、来宾市和田林一线以南建立生产基地。重点布局县（区）：南宁市的邕宁县、武鸣县、隆安县、宾阳县，梧州市的藤县、蒙山县、岑溪市，钦州市的钦南区、钦北区、灵山县、浦北县，玉林市的博白县、兴业县、北流市，贵港市的平南县、桂平市，河池市的巴马瑶族自治县，来宾市的兴宾区，崇左市的江州区、龙州县，贺州市的信都，北海市的合浦县［3］。
2.红薯生产布局。桂林市的全州县、兴安县、永福县、灌阳县、荔浦县、恭城瑶族自治县，玉林市的陆川县、博白县、北流市，北海市的北海市辖区、合浦县，钦州市的钦南区、钦北区、灵山县，贵港市的平南县、桂平市，梧州市的藤县、岑溪市，贺州市的八步区，来宾市的兴宾区。
3.马铃薯生产布局。重点布局钦州、玉林、贵港、来宾等市生产带。
4.甘蔗生产布局。以崇左市、南宁市、来宾市、柳州市、百色市、贵港市构建生产带。重点布局县（区）：崇左市的江州区、扶绥县、宁明县、龙州县、大新县，南宁市的邕宁县、武鸣县、隆安县、宾阳县、横县，来宾市的兴宾区、象州县、武宣县，柳州市的柳江县、柳城县，百色市的右江区、田东县、河池市的宜州市，贵港市的覃塘区，防城港市的上思县。
四、科技战略选择
1.技术路线。建立以区域布局、技术创新、品种结构调整、中试及示范基地、一体化组织和经营为主体的技术路线，提高农业生物质能资源生产能力，加快生物质能产业发展。
2.技术创新模式。为满足生物质能产业的迅速发展要求，农业生物质能资源科技的研究，不仅要在具全局性、战略性和前性的重大理论和关键技术上实现突破，更紧迫的是要对单项技术和先进实用技术成果进行组装集成和配套化，并实现产业化开发。这就要通过组织创新、管理创新和机制创新，使农业企业特别是农业产业化龙头企业与农业科研院校紧密结合，构建以企业为主体的科技创新体系。
3.科技战略选择。
1）常规技术全面升级战略。以提高能源作物产品质量、节本增效、减少污染为目标，以生物技术、信息技术等为主导，立足于生物质能源作物产业升级需要，进行科技力量的重新配置，重点开展能源作物专用品种及其配套栽培、施肥、灌溉、植保技术的升级与换代以及农业机械化技术的升级。加强能源作物生物灾害可持续控制技术的应用，重点进行农业信息技术集成，逐步建立能源作物灾害监测、预测体系；以internet网络为平台，建立市、县（区）、乡镇能源作物病虫信息传递网络。
2）技术跨越发展战略。以农业增效、农民增收为核心，以技术突破和技术集成配套为内容，以技术跨越推进能源作物产业快速升级换代。形成以现有高新技术开发区为核心的生物质能源科技产品中试基地、生产性试验和示范基地，开发一批对能源作物发展有重大影响的主导产品、关键技术和共性技术，培育一系列可大规模推广应用的新品种、新技术，解决能源作物科技的难点和生产应用性、区域性的重大科技问题。
3）科技产业化发展战略。在能源作物科技成果开发上，以产业化为突破点，通过政府的推动，鼓励和支持大中型农业科技企业参与开发，以重点项目的带动，促进产业化的发展。在总体部署上，要充分体现“上规模、抓机制、创名牌、求效益”的原则，克服能源作物生产的分散性、弱质性和可控性差的问题，以市场为导向，以效益为核心，合理配置各种资源。一是建设能源作物科技成果产业化示范基地。根据不同区域能源作物发展方向和特色，建立一批集生产、加工、销售一体化的综合性示范基地、示范区。二是培育发展生物质能源型科技企业。以示范基地、示范区为载体，以项目为纽带，推动农业科技企业依托自身的科技实力或与农业科研单位共同开拓技术市场。三是建立生物质能科技产业化管理体系。政府要择优重点加大对物化的生物质能科技成果的开发力度。
4）技术标准化推进战略。一是建立和完善地方农业标准体系。按照国家农业标准体系的总体要求，在国家标准、行业标准的基础上，根据广西能源作物优势和产业发展的需要，对能源作物种植、加工、销售全过程建立标准体系。进一步完善甘蔗、木薯标准化生产技术规程，尽快开展其他特色能源作物产品标准生产技术研究，加快制定广西能源作物产品质量标准和栽培技术规程。二是加大技术标准的推广实施力度。(1)以甘蔗、木薯技术标准示范基地的实施为突破口，全面启动能源作物技术标准示范基地建设。(2)拓展技术标准的实施范围,努力在生物质能源作物种植生产的各个领域推行标准化；(3)发挥农产品行业协会和农民专业合作经济组织的作用，提高技术标准推广实施的成效。
参考文献：
［1］陆宇明,梁贤,卢庆南.广西生物质产业发展中存在的几个问题［J］.广西农业科学,2007,38(6):691-693.
生物质能源特点篇2
【关键词】土壤；环境；影响；评价
一、土壤的特征
土壤环境是一个开放系统，土壤和水、大气、生物等环境要素之间以及土壤内部系统之间都不断进行着物质与能量的交换，是土壤环境发展、并随外界条件改变而发生演变的主要原因。土壤具有吸水和储备各种物质的能力，但土壤的纳污和自净能力是有一定的限度的，当进入土壤的污染物超过其临界值时，土壤不仅会向环境输出污染物，使其他环境要素受到污染，而且土壤的组成、结构及功能均会发生变化，最终可导致土壤资源的枯竭与破坏。
二、影响土壤环境质量的因素
土壤环境质量是指土壤环境适宜人类健康的程度。影响土壤环境质量的因素有建设项目的类型、污染物的性质、污染源的特征与排放强度、污染途径以及土壤类型、特性和区域地理环境特征等。不同的建设项目，排放的污染物类型不同。有色金属冶炼或矿山，主要污染物为重金属和酸性物质；化学工业或油田，主要污染物是矿物油和其他有机污染物；以煤为能源的火电厂，主要污染物为粉煤等固体废物。不同的污染因子，性质不同，对环境的危害也不同。不同的污染源，污染类型不同，对环境的影响范围也不同：工业污染源以点源污染为主，污染特征为污染区域小，影响范围窄，而以农业和交通为主的污染源，主要为面源污染和线源污染，具有污染面大，影响范围宽的特点。污染源的排放强度与污染程度和污染范围有关。污染物通过大气与水的传输，扩散速度快，对土壤的污染地域宽，而垃圾和污泥等固体废物进入土壤后，污染的范围相对较小、土壤所处的区域地理环境条件决定了土壤的类型、性质和土壤演化，从而影响污染物的不合理利用和过度开发，将引起土壤系统的严重退化。
三、壤环境质量现状调查
（1）从有关管理、研究和行业信息中心以及图书馆和情报所搜集材料，内容包括：一是征，如气象、地貌、水文和植被等资料。二是性，包括成土母质（成土母岩和成土母质类型）；土壤类型、组成、特性。三是包括城镇、工矿、交通用地面积等。四是类型、面积及分布和侵蚀模数等。五是背景值资料。六是种类、分布及生长情况。（2）测包括布点、采样、确定评价因子即监测项目等。一是布点。要考虑评价区内土壤的类型及分布，土地利用及地形地貌条件，要使各种土壤类型、土地利用及地形地貌条件均有一定数量的采样点，还要设置对照点。最后，要是土样才几点的布设在控件分布均匀并有一定密度，从而保证土壤环境质量调查的代表性和精度。二是采样。土壤样品的采集一般采用网格法、对角线、梅花形、棋盘形、蛇形等采样方法，多点采样，均匀混合，最后得到代表采样地点的土壤样品。还应调查评价区植物和污染源状况。植物监测调查。主要是观察研究自然植物和作物等在评价区内不同土壤环境条件，各生育期的生长状况及产量、质量变化。三是评价因子的确定。一般是根据监测调查掌握的土壤中现有污染物和拟建设项目将要排放的主要污染物，按毒性大小与排放量多少采用等标污染负荷比法进行筛选。
四、土壤影响评价
（1）评价拟建设项目对土壤影响的重大性和可接受性。将影响预测的结果与法规和标准进行比较。一是由拟建设项目造成的土壤侵蚀或水土流失明显违反了国家的有关法规。二是将影响预测值加上背景值与土壤标准做比较。三是用分级型土壤指数对土壤的基线值与预测拟建项目影响后算得的两组数值进行比较。如果土质级别降低，则表明该项目的影响是重大的。（2）与当地历史上已有污染源和土壤侵蚀源进行比较。请专家判断拟建项目所造成的污染和增加侵蚀程度的影响的重大性。例如，土壤专家一般认为在现有的土壤侵蚀条件下，如果一个大型工厂的兴建将是侵蚀率提的值不大于11t/hm2.a，则是允许的。但在做这类判断时，必须考虑区域内多个项目的累积效应。（3）拟建项目环境可行性的确定。根据土壤环境影响预测与影响重大性的分析，指出工程在建设过程和投产后可能遭到污染或破坏的土壤面积和经济损失状况。通过费用—效益分析和环境整体性考虑，判断土壤环境影响的可接受性，由此确定该拟建项目的环境可行性。
参考文献
生物质能源特点篇3
关键词：教学改革；新能源发电技术；创新人才培养
作者简介：韩杨（1982-），男，四川成都人，电子科技大学机电学院电力电子系，讲师。
基金项目：本文系电子科技大学中央高校基本科研业务费资助（项目编号：2672011ZYGX2011J093）的研究成果。
中图分类号：G642.0文献标识码：a文章编号：1007-0079（2013）14-0046-02
“新能源发电技术”是电子科技大学电气工程及自动化、机械设计制造及自动化、工业工程三个专业课程体系中的一门重要课程。该课程属于高年级本科生的专业选修课，共32课时、内容多、知识面广、综合性强。[1，2]由于三个专业的学生知识体系存在一定差异，在教学理念、教学内容、教学方法等方面，需要做出系统的设计和创新。笔者在教学过程中，充分吸收国外高校模块化教学模式、凝练教学内容，充分利用交互式教学方法，采用课堂讲授、提问与解答、课程项目、研究报告等手段，把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课程以电能变换与控制为主线，鼓励不同专业背景的学生组成研究小组对课程项目进行协作研究，提升了学生的学习兴趣，培养了学生的自主创新能力。[3，4]
一、国外“新能源发电技术”教学内容与模式回顾
1.麻省理工学院（mit）的模块化教学模式
课程简介：课程评估当前和未来潜在的能源系统，包括资源提取、转换和最终使用技术，重点区域和全球能源需求。研究各种可再生能源和传统能源的生产技术，能源最终用途和替代品，在不同国家的消费习惯。
第一部分：能源的背景。欠发达国家日益增长的能源需求、发达国家可持续的未来能源。能源概述、能源供给和需求的问题；能源转换和经济性分析，气候变化和应对措施。模块1：能量传递和转换方法。模块2：资源评估和消耗分析。模块3：能量转换、传输和存储。模块4：系统的分析方法。模块5：能源供应，需求和存储规划。模块6：电气系统动力学。模块7：热力学与效率的计算。
第二部分：具体的能源技术。模块1：核能的基础和现状；核废料处理；扩建民用核能和核扩散。模块2：化石能源的燃料转换，电源循环，联合循环。模块3：地热能源的类型；技术、环境、社会和经济问题。模块4：生物质能资源和用途，资源的类型和要求。
第三部分：能源最终用途，方案评估和权衡分析。模块1：汽车技术和燃料经济政策。模块2：生物质转化的生命周期分析；土地使用问题、净能量平衡和能量整合。模块3：电化学方法电能储存、能量转换，燃料电池。模块4：可持续能源，非洲撒哈拉以南地区的电力系统的挑战和选择。
2.瑞典皇家理工学院（KtH）课程内容与要求
课程内容：替代能源和可再生能源的全方位的介绍和分析，包括整合这些解决方案以满足能源服务的要求。包括现有和未来的替代能源，如水能、风能、太阳能、光伏、光热，燃料处理；可再生能源系统面临的挑战；动态整合各种可再生能源。在整个教学过程中，学生的读、写和研讨主题是“先进的可再生能源系统技术”，特别是通过项目工作和多个为期半天的研讨会对相关专题进行研讨，每个人都参与演讲和讨论，并邀请有行业工程背景的专家和政策制定者来课堂参与探讨，丰富课堂内容、提升教学质量。
课程要求：在课程结束时，学生应能够分析和设计能源系统，利用风能、生物能源、太阳能产生电力或用于加热与冷却。完成课程后，学生能详细说明风能、生物能、太阳能基本原理和主要特点，以及它们之间的区别。能掌握这3种可再生能源系统的主要组件，了解基于化石燃料的能源系统对环境和社会的影响。
3.威斯康星大学（Uwm）课程内容与要求
课程内容：学习有关国家最先进的可再生能源系统，包括生物质、电力和液体燃料，以及风力、太阳能、水电。学生们将对可再生能源电力和能源供应做工程计算，并要了解可再生能源的生产、分配和最终使用系统。能源存储、可再生能源政策；经济分析，购买和销售能源；风能理论与实践；太阳能可用性，光热和光伏发电系统；水电；地热，潮汐能和波浪发电；生物能源、生物质燃烧热力和电力；生物质气化，生物油热解；生物燃料的生命周期评估。
课程要求：掌握基本的可再生能源系统的工程计算，了解可再生资源评估和能源基础设施一体化。确定可再生能源系统的环境影响。设计和评估可再生能源系统的技术和经济上的可行性。了解能源在社会中的关键作用。了解可再生能源发展的公共政策、市场结构。卓越学生的学习成果：能够运用数学、科学和工程原则进行实验设计，并能分析和解释实验现象。有能力设计一个系统、部件或过程，以满足预期要求，具备解决工程问题和有效沟通的能力。
二、创新人才培养模式下“新能源发电技术”教学设计
通过对该课程的学习，使学生了解中国的能源现状，掌握电源变换与控制技术的基本原理，掌握光伏发电和风力发电的基本原理及系统的构成，加深对中国风力资源和风力发电基本原理的认识，理解生物质资源的利用现状、转换与控制技术的基本原理，了解天然气、燃气发电与控制技术的基本原理和应用情况。吸收国外经验，设计教学模块。
1.电源变换和控制技术
内容要点：电力电子器件的概念、特征和分类，不可控器件——电力二极管，半控型器件——晶闸管，电力场效应晶体管——电力moSFet，绝缘栅双极型晶体管——iGBt；aC—DC变换电路：二极管整流器——不控整流，晶闸管整流器——相控整流，pwm整流器——斩波整流；DC—DC变换电路：单管不隔离式DC—DC变换器，隔离式DC—DC变换器；DC—aC变换电路原理、分类、参数计算；aC—aC变换电路。
课堂提问：晶闸管的导通和关断条件是什么？相控整流与pwm整流电路区别是什么？交流调压电路的基本原理是什么？什么是逆变？如何防止逆变失败？
课程项目1：让学生设计一个50kw的相控整流和pwm整流电路，进行matLaB仿真分析，比较两种整流电路的区别，要求分组讨论、制作ppt演讲，撰写研究报告。
2.风能、风力发电与控制技术
内容要点：风的产生、特性与应用；风力发电机组的结构、分类与工作原理；风力发电的特点、控制要求和功率调节控制；风力发电机组的并网运行和功率补偿：同步发电机组、异步发电机组和双馈异步发电机组的并网运行和功率补偿。
课堂提问：简述风能转换的基本原理。风力机的空气动力学参数有哪些？具体怎么求解？风力机有哪几种分类方法？
课程项目2：让学生设计基于全功率变换器的风力发电系统，在课程项目1的pwm整流电路的基础上，设计整流和逆变电路及其控制算法，进行matLaB仿真，验证工作原理，要求分组讨论、制作ppt演讲、撰写研究报告。
3.太阳能、光伏发电与控制技术
内容要点：太阳能利用方式、分类及原理，中国光伏发电的历史和研究现状；太阳能电池的工作原理，太阳能电池材料的光学性质、等效电路、输出功率和填充因数，太阳能电池的效率、影响效率的因素及提高的途径；太阳能电池制造工艺，多、单晶硅制造技术；太阳能光伏发电系统设备构成，正弦波pwm技术，逆变器基本特性及评价；独立光伏发电系统的结构及工作原理、系统构成；并网光伏发电系统的分类、特点、结构、供电形式和设备构成。
课堂提问：多晶硅和单晶硅的制造工艺有什么不同？根据制作工艺的不同它们各有什么特点？什么是正弦波pwm逆变技术？并网光伏发电系统由哪几部分构成？
课程项目3：让学生设计小功率并网光伏发电系统，在课程项目2逆变电路的基础上，设计单相及三相逆变电路及其控制算法，进行matLaB仿真，验证工作原理，要求分组讨论、制作ppt演讲、撰写研究报告。
4.生物质能的转换与控制技术
内容要点：生物质能的定义、生物质资源特点及类别；生物质能转换和发电技术、生物质能转换的能源模形式，城市垃圾、生物质燃气发电技术；生物质热裂解发电技术的分类、生物质热裂解机理，生物质热裂解技术及装置简介；我国生物质能的利用现状及开发生物质能的必要性，生物质能发电前景。
课堂提问：生物质能的优缺点是什么？根据其优缺点如何扬长避短充分利用生物质资源？生物质热裂解的机理是什么？请详细分析说明。影响生物质热裂解的因素有哪些？具体是如何影响的？
5.天然气、燃气发电与控制技术
内容要点：天然气水合物的概念，形成机理及化学性质；天然气的综合利用、环境价值与发展前景；小型燃气轮机发电机组的原理及用途、主要形式及应用前景；燃气轮机组的电能变换与控制系统、电网供电及控制；燃气发电机组的并网运行与控制策略，DC-aC低频并网逆变技术，DC-aC/aC-DC-aC三级变换高频环节并网逆变技术；燃气发电机组高频并网逆变的控制策略。
课堂提问：小型燃气轮机组并网发电的原理是什么？简述燃气轮机组电能变换系统的结构和工作原理。燃气发电机组高频并网逆变是如何实现的？
三、结束语
在充分吸收国外高校“新能源发电技术”模块化教学模式的基础上，以人才培养为中心，凝练教学内容、改革教学方法，提高了学生对该课程的学习兴趣，课堂互动得到明显改善，不同专业背景的学生能够对课程项目进行协作研究，发挥各自的特长收集和吸收国外前沿技术，在ppt演讲、研究报告撰写方面锻炼了学生的综合能力，取得了良好的教学效果。
参考文献：
[1]何瑞文，谢云，陈璟华.电气工程及其自动化专业建设与实践模式探讨[J].中国电力教育，2012，（3）：72-73.
[2]王三义.浅谈新能源发电技术[J].中国电力教育，2011，（15）：92-93.
生物质能源特点篇4
一、中国生物质能源开发利用现状
20世纪70年代，国际上第一次石油危机使发达国家和贫油国家重视石油替代，开始大规模发展生物质能源。生物质能源是以农林等有机废弃物以及利用边际土地种植的能源植物为主要原料进行能源生产的一种新兴能源。生物质能源按照生物质的特点及转化方式可分为固体生物质燃料、液体生物质燃料、气体生物质燃料。中国生物质能源的发展一直是在“改善农村能源”的观念和框架下运作，较早地起步于农村户用沼气，以后在秸秆气化上部署了试点。近两年，生物质能源在中国受到越来越多的关注，生物质能源利用取得了很大的成绩。沼气工程建设初见成效。截至2005年底，全国共建成3764座大中型沼气池，形成了每年约3.4l亿立方米沼气的生产能力，年处理有机废弃物和污水1.2亿吨，沼气利用量达到80亿立方米。到2006年底，建设农村户用沼气池的农户达2260万户，占总农户的9.2%，占适宜农户的15.3%，年产沼气87.0亿立方米，使7500多万农民受益，直接为农民增收约180亿元。生物质能源发电迈出了重要步伐，发电装机容量达到200万千瓦。液体生物质燃料生产取得明显进展，全国燃料乙醇生产能力达到：102万吨，已在河南等9个省的车用燃料中推广使用乙醇汽油。
（一）固体生物质燃料
固体生物质燃料分生物质直接燃烧或压缩成型燃料及生物质与煤混合燃烧为原料的燃料。生物质燃烧技术是传统的能源转化形式，截止到2004年底，中国农村地区已累计推广省柴节煤炉灶1.89亿户，普及率达到70%以上。省柴节煤炉灶比普通炉灶的热效率提高一倍以上，极大缓解了农村能源短缺的局面。生物质成型燃料是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统设备燃用，这种燃料可提高能源密度，但由于压缩技术环节的问题，成型燃料的压缩成本较高。目前，中国（清华大学、河南省能源研究所、北京美农达科技有限公司）和意大利（比萨大学）两国分别开发出生物质直接成型技术，降低了生物质成型燃料的成本，为生物质成型燃料的广泛应用奠定了基础。此外，中国生物质燃料发电也具有了一定的规模，主要集中在南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东和广西两省（区）共有小型发电机组300余台，总装机容量800兆瓦，云南也有一些甘蔗渣电厂。中国第一批农作物秸秆燃烧发电厂将在河北石家庄晋州市和山东菏泽市单县建设，装机容量分别为2×12兆瓦和25兆瓦，发电量分别为1.2亿千瓦时和1.56亿千瓦时，年消耗秸秆20万吨。
（二）气体生物质燃料
气体生物质燃料包括沼气、生物质气化制气等。中国沼气开发历史悠久，但大中型沼气工程发展较慢，还停留在几十年前的个体小厌氧消化池的水平，2004年，中国农户用沼气池年末累计1500万户，北方能源生态模式应用农户达43.42万户，南方能源生态模式应用农户达391.27万户，总产气量45.80亿立方米，相当于300多万吨标准煤。到2004年底，中国共建成2500座工业废水和畜禽粪便沼气池，总池容达到了88.29万立方米，形成了每年约1.84亿立方米沼气的生产能力，年处理有机废物污水5801万吨，年发电量63万千瓦时，可向13.09万户供气。
在生物质气化技术开发方面，中国对农林业废弃物等生物质资源的气化技术的深入研究始于20世纪70年代末、80年代初。截至2006年底，中国生物质气化集中供气系统的秸秆气化站保有量539处，年产生物质燃气1.5亿立方米；年发电量160千瓦时稻壳气化发电系统已进入产业化阶段。
（三）液体生物质燃料
液体生物质燃料是指通过生物质资源生产的燃料乙醇和生物柴油，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。近年来，中国的生物质燃料发展取得了很大的成绩，特别是以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。“十五”期间，在河南、安徽、吉林和黑龙江分别建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂，总产能达到每年102万吨，现已在9个省（5个省全部，4个省的27个地（市））开展车用乙醇汽油销售。到2005年，这些地方除军队特需和国家特种储备外实现了车用乙醇汽油替代汽油。
但是，受粮食产量和生产成本制约，以粮食作物为原料生产生物质燃料大规模替代石油燃料时，也会产生如同当今面临的石油问题一样的原料短缺，因此，中国近期不再扩大以粮食为原料的燃料乙醇生产，转而开发非粮食原料乙醇生产技术。目前开发的以木薯为代表的非食用薯类、甜高粱、木质纤维素等为原料的生物质燃料，既不与粮油竞争，又能降低乙醇成本。广西是木薯的主要产地，种植面积和总产量均占全国总量的80%，2005年，木薯乙醇产量30万吨。从生产潜力看，目前，木薯是替代粮食生产乙醇最现实可行的原料，全国具有年产500万吨燃料乙醇的潜力。
此外，为了扩大生物质燃料来源，中国已自主开发了以甜高粱茎秆为原料生产燃料乙醇的技术（称为甜高粱乙醇），目前，已经达到年产5000吨燃料乙醇的生产规模。国内已经在黑龙江、内蒙古、新疆、辽宁和山东等地，建立了甜高粱种植、甜高梁茎秆制取燃料乙醇的基地。生产1吨燃料乙醇所需原料－－甜高粱茎秆收购成本2000元，加上加工费，燃料乙醇生产成本低于3500元，吨。由于现阶段国家对燃料乙醇实行定点生产，这些甜高粱乙醇无法进入交通燃料市场，大多数掺入了低质白酒中。另外，中国也在开展纤维素制取燃料乙醇技术的研究开发，现已在安徽丰原生化股份有限公司等企业形成年产600吨的试验生产能力。目前，中国燃料乙醇使用量已居世界第三位。生物柴油是燃料乙醇以外的另一种液体生物质燃料。生物柴油的原料来源既可以是各种废弃或回收的动植物油，也可以是含油量高的油料植物，例如麻风树（学名小桐子）、黄连木等。中国生物柴油产业的发展率先在民营企业实现，海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源发展公司等都建成了年生产能力l万～2万吨的生产装置，主要以餐饮业废油和皂化油下脚料为原料。此外，国外公司也进军中国，奥地利一家公司在山东威海市建设年生产能力25万吨的生物柴油厂，意大利一家公司在黑龙江佳木斯市建设年生产能力20万吨的生物柴油厂。预计中国生物柴油产量2010年前约可达每年100万吨。
二、中国生物质能源发展政策
为了确保生物质能源产业的稳步发展，中国政府出台了一系列法律法规和政策措施，积极推动了生物质能源的开发和利用。
（一）行业标准规范生产，法律法规提供保障
本世纪初，为解决大量库存粮积压带来的财政重负和发展石化替代能源，中国开始生产以陈化粮为主要原料的燃料乙醇。2001年，国家计划委员会了示范推行车用汽油中添加燃料乙醇的通告。随后，相关部委联合出台了试点方案与工作实施细则。2002年3月，国家经济贸易委员会等8部委联合制定颁布了《车用乙醇汽油使用试点方案》和《车用乙醇汽油使用试点工作实施细则》，明确试点范围和方式，并制定试点期间的财政、税收、价格等方面的相关方针政策和基本原则，对燃料乙醇的生产及使用实行优惠和补贴的财政及价格政策。在初步试点的基础上，2004年2月，国家发展和改革委员会等8部委联合《车用乙醇汽油扩大试点方案》和《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》，在中国部分地区开展车用乙醇汽油扩大试点工作。同时，为了规范燃料乙醇的生产，国家质量技术监督局于2001年4月和2004.年4月，分别GBl8350－2001《变性燃料乙醇》和GBl8351－2001《车用乙醇汽油》两个国家标准及新车用乙醇汽油强制性国家标准（GBl835l一2004）。在国家出台相关政策措施的同时，试点区域的省份均制定和颁布了地方性法规，地方各级政府机构依照有关规定，加强组织领导和协调，严格市场准入，加大市场监管力度，对中国生物质燃料乙醇产业发展和车用生物乙醇汽油推广使用起到了重大作用。
此外，国家相关的法律法规也为生物质能源的发展提供保障。2005年，《中华人民共和国可再生能源法》提出，“国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料、鼓励发展能源作物，将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系”。国家“十一五”规划纲要也提出，“加快开发生物质能源，支持发展秸秆、垃圾焚烧和垃圾填埋发电，建设一批秸秆发电站和林木质发电站，扩大生物质固体成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生产能力”。
（二）运用经济手段和财政扶持政策推动产业发展
除制定相应法律法规和标准外，2002年以来，中央财政也积极支持燃料乙醇的试点及推广工作，主要措施包括投入国债资金、实施税收优惠政策、建立并优化财政补贴机制等。一是投入国债资金4.8亿元用于河南、安徽、吉林3省燃料乙醇企业建设；二是对国家批准的黑龙江华润酒精有限公司、吉林燃料乙醇有限公司、河南天冠燃料乙醇有限公司、安徽丰原生化股份有限公司4家试点单位，免征燃料乙醇5%的消费税，对生产燃料乙醇实现的增值税实行先征后返；三是在试点初期，对生产企业按保本微利的原则据实补贴，在扩大试点规模阶段，为促进企业降低生产成本，改为按照平均先进的原则定额补贴，补贴逐年递减。
为进一步推动生物质能源的稳步发展，2006年9月，财政部、国家发展和改革委员会、农业部、国家税务总局、国家林业局联合出台了《关于发展生物质能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》，在风险规避与补偿、原料基地补助、示范补助、税收减免等方面对于发展生物质能源和生物化工制定了具体的财税扶持政策。此外，自2006年1月1日《可再生能源法》正式生效后，酝酿中与之配套的各项行政法规和规章也开始陆续出台。财政部2006年10月4日出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》，该办法对专项资金的扶持重点、申报及审批、财务管理、考核监督等方面做出全面规定。该《办法》规定：发展专项资金由国务院财政部门依法设立，发展专项资金的使用方式包括无偿资助和贷款贴息，通过中央财政预算安排。
三、中国生物质能源发展中存在的主要问题
尽管中国在生物质能源等可再生能源的开发利用方面取得了一些成效，但由于中国生物质能源发展还处于起步阶段，面临许多困难和问题，归纳起来主要有以下几个方面。
（一）原料资源短缺限制了生物质能源的大规模生产
由于粮食资源不足的制约，目前，以粮食为原料的生物质燃料生产已不具备再扩大规模的资源条件。今后，生物质燃料乙醇生产应转为以甜高粱、木薯、红薯等为原料，特别是以适宜在盐碱地、荒地等劣质地和气候干旱地区种植的甜高粱为主要原料。虽然中国有大量的盐碱地、荒地等劣质土地可种植甜高粱，有大量荒山、荒坡可以种植麻风树和黄连木等油料植物，但目前缺乏对这些土地利用的合理评价和科学规划。目前，虽然在西南地区已种植了一定数量的麻风树等油料植物，但不足以支撑生物柴油的规模化生产。因此，生物质燃料资源不落实是制约生物质燃料规模化发展的重要因素。
（二）还没有建立起完备的生物质能源工业体系，研究开发能力弱，技术产业化基础薄弱
虽然中国已实现以粮食为原料的燃料乙醇的产业化生产，但以其他能源作物为原料生产生物质燃料尚处于技术试验阶段，要实现大规模生产，还需要在生产工艺和产业组织等方面做大量工作。以废动植物油生产生物柴油的技术较为成熟，但发展潜力有限。后备资源潜力大的纤维素生物质燃料乙醇和生物合成柴油的生产技术还处于研究阶段，一些相对成熟的技术尚缺乏标准体系和服务体系的保障，产业化程度低，大规模生物质能源生产产业化的格局尚未形成。
（三）生物燃油产品市场竞争力较弱
巴西以甘蔗生产燃料乙醇1980年每吨价格为849美元，1998年降到300美元以下。中国受原料来源、生产技术和产业组织等多方面因素的影响，燃料乙醇的生产成本比较高，目前，以陈化粮为原料生产的燃料乙醇的成本约为每吨3500元左右，以甜高粱、木薯等为原料生产的燃料乙醇的成本约为每吨4000元。按等效热值与汽油比较，汽油价格达到每升6元以上时，燃料乙醇才可能赢利。目前，国家每年对102万吨燃料乙醇的财政补贴约为15亿元，在目前的技术和市场条件下，扩大燃料乙醇生产需要大量的资金补贴。以甜高粱和麻风树等非粮食作物为原料的燃料乙醇和生物柴油的生产技术才刚刚开始产业化试点，产业化程度还很低，近期在成本方面的竞争力还比较弱。因此，生物质燃料成本和石油价格是制约生物质燃料发展的重要因素。
（四）政策和市场环境不完善，缺乏足够的经济鼓励政策和激励机制
生物质能源产业是具有环境效益的弱势产业。从国外的经验看，政府支持是生物质能源市场发育初期的原始动力。不论是发达国家还是发展中国家，生物质能源的发展均离不开政府的支持，例如投融资、税收、补贴、市场开拓等一系列的优惠政策。2000年以来，国家组织了燃料乙醇的试点生产和销售，建立了包括燃料乙醇的技术标准、生产基地、销售渠道、财政补贴和税收优惠等在内的政策体系，积累了生产和推广燃料乙醇的初步经验。但是，由于以粮食为原料的燃料乙醇发展潜力有限，为避免对粮食安全造成负面影响，国家对燃料乙醇的生产和销售采取了严格的管制。近年来，虽有许多企业和个人试图生产或销售燃料乙醇，但由于受到现行政策的限制，不能普遍享受到财政补贴，也难以进入汽油现有的销售渠道。对于生物柴油的生产，国家还没有制定相关的政策，特别是还没有生物柴油的国家标准，更没有生物柴油正常的销售渠道。此外，生物质资源的其它利用项目，例如燃烧发电、气化发电、规模化畜禽养殖场大中型沼气工程项目等，初始投资高，需要稳定的投融资渠道给予支持，并通过优惠的投融资政策降低成本。中国缺乏行之有效的投融资机制，在一定程度上制约了生物质资源的开发利用。
四、中国生物质能源未来的发展特点和趋势
（一）逐步改善现有的能源消费结构，降低石油的进口依存度
中国经济的高速发展，必须构筑在能源安全和有效供给的基础之上。目前，中国能源的基本状况是：资源短缺，消费结构单一，石油的进口依存度高，形势十分严峻。2004年，中国一次能源消费结构中，煤炭占67.7%，石油占22.7%，天然气占2.6%，水电等占7.0%；一次能源生产总量中，煤炭占75.6%，石油占13.5%，天然气占3.o%，水电等占7.9%。这种能源结构导致对环境的严重污染和不可持续性。中国石油储量仅占世界总量的2%，消费量却是世界第二，且需求持续高速增长，1990年的消费量刚突破1亿吨，2000年达到2.3亿吨，2004年达到3.2亿吨。中国自1993年成为石油净进口国后，2005年进口原油及成品油约1.3亿吨，估计2010年将进口石油2.5亿吨，进口依存度将超过50%。进口依存度越高，能源安全度就越低。中国进口石油的80%来自中东，且需经马六甲海峡，受国际形势影响很大。
因此，今后在厉行能源节约和加强常规能源开发的同时，改变目前的能源消费结构，向能源多元化和可再生清洁能源时代过渡，已是大势所趋，而在众多的可再生能源和新能源中，生物质能源的规模化开发无疑是一项现实可行的选择。
（二）生物质产业的多功能性进一步推动农村经济发展
生物质产业是以农林产品及其加工生产的有机废弃物，以及利用边际土地种植的能源植物为原料进行生物能源和生物基产品生产的产业。中国是农业大国，生物质原料生产是农业生产的一部分，生物质能源的蕴藏量很大，每年可用总量折合约5亿吨标准煤，仅农业生产中每年产生的农作物秸秆，就折合1.5亿吨标准煤。中国有不宜种植粮食作物、但可以种植能源植物的土地约l亿公顷，可人工造林土地有311万公顷。按这些土地20%的利用率计算，每年约可生产10亿吨生物质，再加上木薯、甜高粱等能源作物，据专家测算，每年至少可生产燃料乙醇和生物柴油约5000万吨，农村可再生能源开发利用潜力巨大。生物基产品和生物能源产品不仅附加值高，而且市场容量几近无限，这为农民增收提供了一条重要的途径；生物质能源生产可以使有机废弃物和污染源无害化和资源化，从而有利于环保和资源的循环利用，可以显著改善农村能源的消费水平和质量，净化农村的生产和生活环境。生物质产业的这种多功能性使它在众多的可再生能源和新能源中脱颖而出和不可替代，这种多功能性对拥有8亿农村人口的中国和其他发展中国家具有特殊的重要性。
（三）净化环境，进一步为环境“减压”
随着中国经济的高速增长，以石化能源为主的能源消费量剧增，在过去的20多年里，中国能源消费总量增长了2.6倍，对环境的压力越来越大。2003年，中国二氧化碳排放量达到8.23亿吨，居世界第二位。2025年前后，中国二氧化碳排放量可能超过美国而居首位。2003年，中国二氧化硫的排放量也超过了2000万吨，居世界第一位，酸雨区已经占到国土面积的30%以上。中国二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2／3均来自燃煤。预计到2020年，氧化硫和氮氧化物的排放量将分别超过中国环境容量30%和46%。《京都议定书》已对发达国家分配了2012年前二氧化碳减排8%的指标，中国是《京都议定书》的签约国，承担此项任务只是时间早晚的问题。此外，农业生产和废弃物排放也对生态环境带来严重伤害。因此，发展生物质能源，以生物质燃料直接或成型燃烧发电替代煤炭以减少二氧化碳排放，以生物燃油替代石化燃油以减少碳氢化物、氮氧化物等对大气的污染，将对于改善能源结构、提高能源利用效率、减轻环境压力贡献巨大。
（四）技术逐步完善，产业化空间广阔
从生物质能源的发展前景看，第一，生物乙醇是可以大规模替代石化液体燃料的最现实选择；第二，对石油的替代，将由e85（在乙醇中添加15%的汽油）取代e10（汽油中添加10%的乙醇）；第三，FFVs（灵活燃料汽车）促进了生物燃油生产和对石化燃料的替代，生物燃油的发展带动了传统汽车产业的更新改造；第四，沼气将规模化生产，用于供热发电、（经纯化压缩）车用燃料或罐装管输；第五，生物质成型燃料的原料充足，技术成熟，投资少、见效快，可广泛用于替代中小锅炉用煤，热电联产（CHp）能效在90%以上，是生物质能源家族中的重要成员；第六，以木质纤维素生产的液体生物质燃料（Bff。）被认为是第二代生物质燃料，包括纤维素乙醇、气化后经费托合成生物柴油（Ft柴油），以及经热裂解（tDp）或催化裂解（CDp）得到的生物柴油。此外，通过技术研发还将开拓新的资源空间。工程藻类的生物量巨大，如果能将现代生物技术和传统育种技术相结合，优化育种条件，就有可能实现大规模养殖高产油藻。一旦高产油藻开发成功并实现产业化，由藻类制取生物柴油的规模可以达到数千万吨。
据专家预测估计，到2010年，中国年生产生物燃油约为600万吨，其中，生物乙醇500万吨、生物柴油100万吨：到2020年，年生产生物燃油将达到1900万吨，其中，生物乙醇1000万吨，生物柴油900万吨。
生物质能源特点篇5
关键词：微污染水源；预处理；深度处理
近年来，随着我国工业的发展和农用化学品的增加，饮用水源受到严重污染，并呈发展趋势。水源水的污染不仅给人类的健康带来了较大的危害，而且对传统净水工艺和水质造成很大影响。因此，对于微污染原水的净化处理已成为一项非常重要和迫切的新课题。
1微污染水源水生物预处理法
生物预处理是指在常规净水工艺之前增设生物处理工艺，借助于微生物群体的新陈代谢活动，去除水中的污染物。目前饮用水中采用的生物反应器大多数是生物膜类型的，其形式大致可归纳为以下几种类型：生物接触氧化、淹没式生物滤池，生物塔滤，生物流化床和生物转盘等。
1.1生物接触氧化法
生物接触氧化法又叫做浸没式生物膜法，即是在池内设置人工合成填料，经过充氧的水以一定的速度流经填料，使填料上长满生物膜，水体与生物膜接触过程中，通过生物净化的作用使水中污染物质得到降解与去除。
生物接触氧化法的主要优点是处理能力大，对冲击负荷有较强的适应性，污泥生成量少；缺点是填料间水流缓慢，水力冲刷小，生物膜更新速度慢，某些填料价格贵，且易引起堵塞，布水布气不易达到均匀。
1.2淹没式生物滤池
生物滤池是目前生产上常用的生物处理方法，有淹没式生物滤池、煤/砂生物过滤及慢滤池等。常用的生物填料有卵石、砂、无烟煤、活性炭、陶粒等。滤池中装有比表面积较大的颗粒填料，填料表面形成固定生物膜，水流经生物膜的不断接触过程中使水中有机物、氨氮等营养物质被生物膜吸收利用而去除，同时颗粒填料滤层还发挥着物理筛滤截留作用。该工艺的特点是运行费用低，处理效果稳定，污染物去除效果好，污泥产量少，且受外界环境变化的影响较小，能全面净化、改善水质，降低后续传统处理的混凝剂与消毒剂氯的投加量。但运行一定时间的生物滤池易出现填料堵塞、曝气不均匀的现象，需要进行周期性的反冲洗。
1.3生物塔滤
塔式生物滤池的净化作用也是通过填料表面的生物膜的新陈代谢活动来实现的。与普通生物滤池相比，生物塔滤滤池高，分层放置填料，通风良好，溶解氧充足。塔式滤具有负荷高、产水量大、占地面积小，对冲击负荷水量和水质的突变适应性较强优点。缺点是动力消耗较大，基建投资高，运行管理不便。
1.4生物转盘反应器
生物转盘的特点：生物膜能够周期的运行于空气与水相两者之中，微生物能直接从大气中吸收需要的氧气，使生物过程更为有利的进行。转盘上的生物膜生长面积大，生物量丰富，不存在堵塞情况，有较好的耐冲击负荷的能力，脱落膜易于清理处置。但存在生物氧化接触时间较长，构筑物占地面积大，盘片价格较贵，基建投资高的缺点。
1.5生物流化床
在流化床反应器中，生物膜是均匀分布的，生物膜与营养基质接触几率的增加改进了传质效果，基质在液相和生物膜之间的转移加快，从而使生物氧化在更快的反应器速度下进行。
生物流化床的应用，解决了固定填料床中常出现的堵塞问题，但由于保持流化状态消耗的动力费用较高，且维护管理较复杂，在运行中有时还会出现流化介质跑料现象。
1.6新型生物反应器处理技术
膜生物反应器是膜处理和生物处理相结合的一种新工艺，它是指以超滤膜组件作为取代二沉池的泥水分离单元设备，并与生物反应器组合构成的一种新型生物处理装置[1]。这种反应器内的活性污泥浓度大，能有效的提高有机物的去除率。另外，膜滤出水水质好，剩余污泥量少[2]。
2微污染水源水深度处理技术
深度处理通常是指在常规处理工艺后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水质。
2.1活性炭吸附
活性炭（GaC）是一种多孔性物质，其中由微孔构成的内表面积约占总面积的95%以上,过渡孔和大孔仅占5%左右。活性炭对有机物的去除主要靠微孔吸附作用，可经济有效的去除嗅、味、色度、氯化有机物、农药及其它人工合成有机物。但活性炭吸附性能受其本身特性和吸附质性质的影响，且随炭使用时间的延长，吸附效果也会下降。有试验表明[3]，活性炭对分子量在500～3000的有机物有十分明显的去除效果，而对分子量小于500和大于3000的有机物去除效果差。
2.2臭氧氧化
臭氧是一种强氧化剂，其在水处理中的应用比活性炭早。当时的主要目的是去除水中的色度和嗅味。由于臭氧具有很强的氧化能力，它可以破坏有机污染物的分子结构以达到改变污染物质的目的。臭氧预处理的水再经氯化消毒，水中“三致”物质可能低于未预处理的水，也可能更高，其效果视水质而定，这是因为臭氧副产物，如醛、酮、醇、过氧化物氯化会产生三卤甲烷。
2.3臭氧活性炭
臭氧活性炭采取先臭氧后活性炭吸附，在活性炭吸附中又继续氧化，这样可以扬长避短。臭氧将水中一部分有机物氧化成Co2和H2o，将有机大分子分解成中间产物，改善了有机物的可生化性及吸附性，炭床中大量好氧微生物对有机物进行降解，提高了处理效率，延长了炭的使用寿命。有试验表明，活性炭对原水中所含的高分子和富里酸吸附效果不佳，但经臭氧氧化分解成小分子物质后，活性炭的去除率明显提高，但分子量如果过小也不利于活性炭的吸附。
2.4光催化氧化法
光催化氧化是以tio、钛白粉作催化剂，利用光源的能量氧化水中有机物(包括细菌)等。光催化氧化的突出特点是氧化能力极强。对水中多种微量有机物、常见的氯化有机物均有良好的去除效果。经光催化氧化处理后，有机氯化物已大量脱氢，毒性大大降低。据报道[4]，在美国佛罗里达州，利用tio能脱除源水中97％的有机卤素化合物，总有机碳(toC)含量可降低90％以上，并能减少盐分、重金属等污染物。
2.6膜分离法
膜分离是一种利用半透膜分离水中杂质的物理方法，主要用于去除水中的嗅味、色度、消毒副产物前体、其它有机物和微生物。在净水处理中的膜分离法主要有反渗透、纳滤和超滤等。但是，膜法对进水水质要求高，膜需要定期清洗，存在着运行和操作费用高的问题，并且产水量小，因此国内的膜分离技术主要用于处理特种水。
3结束语
随着工农业的迅速发展和工业废水和生活污水排放量的增加，水源水质状况不断恶化，有机物的种类和数量大大增加。常规处理工艺已无法达到饮用水水质标准的要求。针对水源水处理的问题，除加强水处理外，还应从源头上控制污染物。这不仅有利于饮用水水质的提高，水源水水质的改善，更是恢复生态平衡，造福子孙后代的大事。
参考文献
【1】莫罹,黄霞.膜―生物反应器处理微污染水源水的运行特性[J].中国环境科学,2003,23(2):196-200.
【2】nuhoglua.Drinkingwaterdenitrificationbyamembranebioreactor[J].waterResearch，2002(36):11-22．
生物质能源特点篇6
能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合7.5亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。
二、生物质化学工程人才的知识结构
生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术方法、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。
三、生物质化学工程人才培养的探索与实践
(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围
2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的报告,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。
(二)理论与实验课程体系
根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。
生物质能源特点篇7
关键词：生物质锅炉；生物质燃料特性；稳定运行
1概述
传统能源日益稀缺极大地制约了社会经济的发展。太阳能、风能、生物质能等新能源已成为重点发展方向，其中生物质能可开发总量极其丰富。近年国内生物质能得到了快速的发展，各能源企业不断发展生物质能并积极抢占市场。因此，生物质能作为新能源的重要组成部分，开始逐步发展。
《湛江生物质发电项目》的两台50mw的机组已于2011年8月正式投产。从调试及投产至今，发生了许多设备及运行事故，而这些事故都与生物质燃料的特性有莫大关联。本文将以调试、投运过程中遇到的问题为载体，分析生物质燃料对机组锅炉运行的影响，分析问题并采取相应措施，以保证机组的长周期安全经济运行。
2生物质概述
2.1定义
生物质是指有机物中除化石燃料以外的所有来源于动植物的可再生物质。生物质能主要指绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在植物内部的能量。
2.2主要分类
林木生物质、农业生物质、水生植物、城镇有机物、粪便。
2.3特点
（1）分布广泛、产量巨大；（2）可再生性好；（3）生物质能是绿色能源；（4）开发转化技术相对容易。
2.4生物质燃料的主要特性
（1）粒度和形状；（2）杂质及灰份；（3）水分含量；（4）碱金属含量。
3生物质燃料特性对CFB锅炉运行的影响
与传统燃料相比，不同种类的生物质燃料密度、热值、水分等均有较大差异。根据生物质燃料的特性，结合我厂生物质CFB锅炉运行中发生的问题，寻找它们之间的因果关系，为解决锅炉运行问题提供参考依据，有利于燃用生物质燃料的CFB锅炉稳定运行。
3.1粒度和形状对CFB锅炉运行的影响
粒度是指颗粒的大小，即在空间范围内所占据的线性尺寸。生物质燃料是由大量单颗粒组成的颗粒群，而颗粒形状是指颗粒的轮廓或表面上各点所构成的图像。生物质燃料的颗粒形状有球状、针状、粒状、片状以及各种不规则形状[1]。在实际生产中，收集来的燃料种类及形状千差万别，其干湿度、硬度也不尽相同。由此引发的一些运行问题主要表现如下：（1）输料皮带时有破损，特别是皮带头部转换处磨损尤为严重；（2）炉前料仓入料口堵料；（3）料仓内一级给料机被料缠绕导致过负荷卡死，无法转动；（4）炉膛给料口频繁堵料；（5）给料仓内一、二级下料口搭桥。
以上问题在我厂投运初期频繁发生。为避免以上问题，本厂采取针对性措施主要如下：（1）改造破碎机，使之适用于多种生物质燃料；（2）暂不收取本厂不能破碎又不能直接燃用的物料；（3）对料仓落料口一、二级给料机下料口扩容改造，提高其适应少部分未破碎及格的料进入炉膛的能力；（4）在炉前料仓中下部安装6台与一级给料机方向垂直且间隔相等的承载螺旋给料机。
3.2杂质及灰分对CFB锅炉运行的影响
生物质燃料一般是通过分散收购后集中运输进行采集的，其特点为收集工序复杂、种类繁多。在收集汇总与存放运输的过程中，入厂燃料混杂较多的泥沙、石头、砖块等杂质。这些生物质中不能燃烧的矿物杂质对锅炉影响特别大，主要存在以下几个问题：（1）破碎机磨损严重，影响正常破碎效率和质量，甚至发生损坏；（2）螺旋给料机卡死、叶片变形损坏，甚至造成给料机断轴和叶片脱落；（3）炉内流化不良、燃烧不稳定，床压波动大；（4）风帽磨损严重；（5）锅炉排渣不顺畅，排渣管和排渣器堵死。
对以上问题，本厂采取主要措施如下：（1）提高燃料收集的科学性，加强对收料第一环节的要求与控制；（2）对厂外供应商资格进行考评认定；（3）加强厂用料场的硬体化改造，减少储存时混入的杂质；（4）通过质检取样控制，对入炉燃料质量严格把关；（5）厂内上料前进行人工预查，清理明显杂质。
3.3水分对CFB锅炉运行的影响
在生产过程中，生物质燃料水分主要指生物质燃料在运输和储存过程中受到雨水淋湿或随着季节变化、空气温度湿度变化而存在于生物质燃料中的外在水分[2]，这对锅炉的运行有很大影响。本厂因燃料水分过大造成的问题主要如下：（1）锅炉给料系统中料仓、螺旋给料器搭桥堵塞；（2）锅炉燃烧后烟气体积较大，引风机出力不足，炉内不断冒正压，造成给料系统堵料返火；（3）水分含量提高使热值降低。同时增加了运输成本，且水分含量高的燃料不易破碎，容易粘附在设备上；（4）燃料水分高导致着火困难，使炉内温度降低，其机械不完全燃烧损失和化学不完全燃烧损失增加，导致锅炉尾部排烟温度升高，排烟热损失增大，同时飞灰含碳量增加。针对以上问题，本厂采取以下措施：（1）对入厂燃料进行水分化验，水分含量超过60%的燃料一律不予进厂；（2）厂内新建干料棚。收购的燃料分类有序存放，防止雨水淋湿。露天只存放树头之类不易吸收水分的燃料；（3）新建晒料场对水分较高的燃料进行机械化晾晒；（4）根据燃料的水分含量不同制定详细的配烧方案，稳定入炉燃料的水分含量。
通过采取以上措施，本厂锅炉运行的经济效益得到明显提高，可通过表1进行反映：
由表1可知，随着燃料中水分含量提高，燃料热值逐渐降低，其飞灰可燃物含量明显增大，锅炉效率及经济性则相应降低。
3.4碱金属含量对CFB锅炉运行的影响
与煤相比，生物质碱金属（钾、钠）含量较高，同时生物质燃料中氯元素含量较高，导致锅炉高温过热器严重腐蚀，进而引起泄漏和爆管事故，影响锅炉的安全性和稳定性。
只要入炉燃料中含有碱金属和氯元素，将必然发生腐蚀。碱金属和氯元素含量多少只会影响腐蚀速度。当过热器蒸汽温度在490～520°C时，管壁腐蚀速度明显加快；当蒸汽温度大于520°C时，腐蚀速度将急剧增大。只要腐蚀一旦发生，将持续进行且不会停止[3]。
我厂自投运以来，因腐蚀爆管泄漏问题较为严重，我门提出了针对性措施如下：（1）在对高温过热器管排进行清焦清灰时，不宜采用机械的清灰方式，避免破坏管壁的保护性覆层；（2）严把入炉燃料质量关，严禁腐蚀性元素含量高的燃料入炉。同时，加强入炉燃料的配烧工作，从燃料的易燃性、粒度、水分、灰分、热值等方面综合考虑，确保入炉燃料品质的稳定性。
4结束语
生物质燃料的颗粒度、杂质、水分及所含碱金属等物性对CFB锅炉的正常运行影响较大，主要包括给料系统不稳定、燃烧工况不稳定、设备损坏及主设备腐蚀严重等方面。为了提高生物质机组锅炉运行的安全性与稳定性，提高经济效益，需要对生物质燃料的收购、运输、储存严格把关，从给料系统改造、运行调整和合理配烧等方面综合控制，以保证生物质CFB锅炉能够长期安全稳定运行。
参考文献
[1]张殿军，陈之航.生物质燃烧技术的应用[J].能源研究与信息，1999，15（3）.
生物质能源特点篇8
关键词：土壤镉植物修复超积累植物生物质能源
中图分类号：X53文献标识码：a
文章编号：1004-4914（2011）08-052-02
重金属污染是我国“十一五”期间凸显的重大环境问题，环境保护部部长周生贤曾公开表示，仅2009年环保部就接报12起重金属、类金属污染事件，致使4000余人血铅超标，并引发32起{1}。2010年重金属污染事件仍保持高发态势，相继发生了江苏大丰、四川隆昌、湖南嘉禾、甘肃瓜州、湖北崇阳、安徽怀宁等多起血铅事件。鉴于重金属污染及其危害的严重性，2011年2月国务院正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》，这是中国第一个“十二五”专项规划。
镉是《重金属污染综合防治“十二五”规划》重点监控与污染物排放量控制的5种重金属之一。土壤中的可溶镉通过食物链进入动物和人类体内，引起慢性中毒，其潜伏期可达10~30年。长期摄入镉可引起“骨痛病”、肾功能障碍、贫血、泌尿系统病变，并可能导致癌症。
土壤镉污染的来源主要包括自然污染源和人为污染源。在没有人为因素影响时，土壤Cd的背景值主要取决于母岩Cd含量及其风化程度，母岩Cd含量差异很大，从痕量到90mgkg-1{2}。土壤镉的人为污染源主要有四个方面：（1）工业污染源。矿产开采和冶炼、电镀工业、塑料和电子加工、印染、化工等工业企业都可以产生大量的“三废”物质，这些污染物通过多种途径进入农田土壤，导致土壤的镉污染{3}。（2）生活污染源。城市垃圾中大量未经处理的废旧电子产品与生活垃圾一起堆放，造成垃圾中镉含量增加{4}。（3）交通运输污染源。化石燃料燃烧产生得的含镉有害气体和粉尘，通过干湿沉降进入农田土壤{5}{6}。（4）农业污染源。农药、化肥、有机肥的使用及污灌过程可导致土壤Cd污染{7}。目前，我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占耕地总面积的1/5，全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万吨{8}。每年生产的Cd超标农产品1.46×109kg。因此，镉污染土壤的修复已成为当前我国环境治理的重要任务之一。近年来，植物修复作为一种镉污染土壤修复技术应用越来越广泛。但修复植物中镉含量较高，对修复植物的最终处置仍然是一个亟待解决的问题。将镉污染土壤的植物修复和生物质能源开发利用结合起来是一种同时解决环境问题和能源问题的新思路。本文在综合镉污染土壤植物修复已有成果的基础上，对修复植物的能源利用潜力进行了初步分析，并对镉污染土壤修复植物的能源利用相关研究进行了展望。
一、镉污染土壤的植物修复
植物修复是利用植物对土壤污染元素具有特殊的忍耐和吸收富集特性，将植物收获并进行妥善处理后将重金属从土体中去除的生态修复技术。由于该技术具有低成本、不产生二次污染、不破坏土壤环境、可进行综合利用等优点，在重金属污染土壤修复实践中应用越来越广泛。在美国，利用遏蓝菜属修复长期施用污泥导致重金属污染的土地取得了明显的效果，我国利用超积累植物圆锥南芥来修复pb、Zn、Cd复合污染土壤。
镉污染土壤的植物修复中所应用的特定植物物种多为镉的超积累植物。Baker等人{9}提出了镉超积累植物的参考值，植物叶片或地上部（干重）中镉含量达到100mgkg-1以上，并符合地上部重金属含量高于土壤重金属含量（即富集系数BF>1），地上部重金属含量高于根部重金属含量（即转运系数tF>1）这些特征的植物称为镉超积累植物。已发现的400多种超累积植物中，符合Baker等人镉超积累植物参考值的并不多。包括芸苔属的油菜、遏蓝菜属的遏蓝菜{8}、堇菜科堇菜属宝山堇菜、景天科东南景天、茄科的龙葵、商陆科的商陆、藜科叶用红菜等{10}。几种镉超积累植物的基本特征见表1。
除镉的超积累植物外，有些植物的Cd积累能力虽未达到超积累植物的标准，但是对Cd的植物修复仍有特殊的意义。与超积累植物相比，这类植物对土壤中的镉具有一定的积累能力，同时还具有较大的生物量，可以弥补超积累植物植株矮小、生长缓慢、生物量低等不足，在Cd积累的总量上较多，这类植物称为耐性植物。如禾本科小麦属的冬小麦茎中可积累26mgkg-1的镉，荨麻科苎麻属的苎麻对镉的转移系数最高达到了9.95；禾本科芦竹属的芦竹对镉污染土壤有很好的耐受力和吸收积累镉的能力；Beaupre发现在法国北部镉污染区生长的白杨镉含量高达209mgkg-1，是森林树种中的耐性植物{11}。
二、修复植物的能源利用潜力
植物生物质能的优点是燃烧容易、污染少、灰分较低，具有很强的再生能力。通过植物生物质能转化技术可以高效地利用植物生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料生产电力，从而减少对矿物质能源的依赖，在化石能源日益短缺的今天，受到人们越来越多的关注。自2008年以来，全球范围内爆发粮食危机，不再提倡用农作物作为生物质能的原料，使得人们努力寻找可以替代农作物的生物质原料。镉污染土壤在被完全修复前很长一段时间内上面不能种植农作物，即使农作物能够正常生长也还存在农产品安全的问题。如果在镉污染土壤上种植一些生物量大、生长周期短的超积累植物和耐性植物，不但将土壤中的镉大量提取出来，满足对镉污染土壤的植物修复需要，同时又可以为生物质能源提供稳定的原料来源。从物理形态上讲，修复植物的能源开发利用有三种途径：（1）固化成固体燃料。将生物质原料（如秸秆、果壳、木屑、稻草等）粉碎，在一定的压力和温度下将其挤压制成棒状、块状或粒状等各种成型燃料{12}。固化成型以后的固体燃料，密度为1.1~1.4tm-3，体积缩小6~8倍，能源密度相当于中质烟煤，火力持久，炉膛温度高，燃烧特性得到明显改善{13}；同时，新型固体成型燃烧还可以减少大气二氧化碳和二氧化硫的排放量。此外，成型生物质块可在生物质炭化炉进一步炭化成生物炭，而优质的生物炭可以作为冶金、化工等行业的还原剂、添加剂等。将用于镉污染土壤修复的修复植物和耐性植物收集以后进行分级处理，加工成型为固化燃料，在一定程度上解决了修复植物的污染物处理问题，同时也提供了大量的固体能源，具有广阔的市场前景。（2）制成气体燃料：以生物质为原料，以氧气、水蒸气或氢气等作为气化剂，通过热化学反应可将生物质中的可燃部分转化为Co、H2和CH4等可燃气体{13}{14}；另外，含有机质成分的生物质在厌氧及其他适宜的条件下，通过微生物的作用可转化为沼气。这些以生物质为原料制成的气体燃料可用于照明或成为某些化石燃料的替代品。据报道，用以沼气为燃料的发电站，设备和技术简单，维护和管理方便，而成本仅为小型水电站的1/2~1/3，比风力、潮汐和太阳能发电低得多{12}。1998年12月英国首座利用特殊培育的柳树为燃料的发电厂在西约克郡奠基。这座新型发电厂使用的主要燃料是生长速度很快的矮柳，该柳树3~4年便可成材，其种植和采伐使用轮作方式，以保证电厂能获得持续的燃料供应。除了柳树外，同样属于柳属的白杨具有对镉污染土壤的植物修复功能，且生物量大，经过改良后是否能用其作为发电厂的燃料，这一问题值得研究{15}。（3）制取液体燃料：以生物质为原料进行生物质液化可制取甲醇、乙醇和生物柴油等液体燃料。这些技术在国际国内都有一定程度的应用{16}，2000年，巴西利用甘蔗渣制燃料乙醇总产量达793万吨，新西兰则利用饲料甜菜、紫白梧和松树生产乙醇。我国黑龙江省伊春市的南忿木材水解厂20世纪60年代以木屑为原料，年产酒精3000吨。一般情况下，乙醇生产成本的60%以上为原料成本，因此选用原料对降低乙醇成本至关重要。而修复植物可以成为生物质液体燃料的重要原料。目前，生物柴油的原料主要是大豆油和菜籽油，原料短缺成为限制生物柴油产业化的瓶颈，而某些镉污染土壤的修复植物（如油菜）中含油量高，可以作为生物柴油生产所需的原料。
三、结论和展望
自20世纪70年代以来，我国土壤镉污染已由局部的点源污染扩展为流域性的环境污染，镉污染土壤修复已成为当前和今后一段时间土壤污染治理的重点。植物修复技术在镉污染土壤修复过程中将发挥越来越重要的作用。将植物修复技术和生物质能源利用技术有效结合是一个同时解决环境问题和能源问题的新的思考方向。与此同时，几个重要的问题值得进一步深入研究：（1）发现更多生长周期短、生物量大、能源利用潜力大、镉的耐性和吸收性能较强的超积累植物和耐性植物；（2）镉污染修复植物的能源转化和高效利用模式；（3）修复植物体内镉含量较高，修复植物能源利用过程中镉的去向和最终处置。
[基金项目：国家自然科学基金项目(41071216)；湖南省自然科学基金项目(10JJ6058)；水体污染控制与治理科技重大专项子课题（2009ZX07212-001-05）。]
注释：
{1}周生贤.坚定不移贯彻落实中央决策部署,让人民群众远离重金属污染危害.中国环境科学,2010,30(8):1078
{2}mcLaughlinmJ,parkerDR,ClarkeJm.metalsandmicronutrients―foodsafetyissues.FoodCropsResearch,1999,60:143-163
{3}RautaraySK,GhoshBC,mittraBn.effectofflyash,organicwastesandchemicalfertilizersonyield,nutrientuptake,heavymetalcontentandresidualfertilityinarice-mustardcroppingsequenceunderacidlateriticsoils.Bioresourcetechnology,2003,90:275-283
{4}常青山,马祥庆,王志勇等.城市垃圾填埋场重金属污染特征及其评价.福建农林大学学报(自然科学版),2007(2):194-197
{5}FangGC,wuYS,HuangSH,etal.Reviewofatmosphericmetallicelementsinasiaduring2000-2004.atmosphericenvironment,2005,39:3003-3013
{6}刘瑞超，王成新，王明苹.高速公路对区域城市群职能结构的影响分析――以山东半岛城市群为例[J].湖南师范大学自然科学学报，2010(1):80-85
{7}赵政阳,张翠花,梁俊等.施用农药福美胂对苹果果园砷污染的研究.园艺学报,2007(5):1117-1122
{8}郭朝晖，朱永官.典型矿冶周边地区土壤重金属污染及有效性含量[J].生态环境,2004(4):553-555.
{9}ReevesRDandBakeraJm.metalaccumulatingplants.inphytoremediationoftoxicmetals:UsingplantstoCleanUptheenvironment.eds.HRaskinandBDensley.pp.2000,193-230.Johnwiley&Sons,inc.,London
{10}蔡丽娟，范仲学.镉超积累植物及植物镉积累特性转基因改良研究进展[J].广西植物，2009(5)：658-.663
{11}文秋红，史锟.部分植物富集镉能力探讨[J].环境科学与技术,2006(12):90-92.
{12}陈军，陶占良.能源化学[m].化学工业出版社，2004，216-217
{13}姚向君，田宜水.生物质能资源清洁转化利用技术[m].化学工业出版社，2005，108-109
{14}张慧,谢炳庚.基于生态足迹理论的生态经济协调发展研究――以常德市临澧县为例[J].湖南师范大学自然科学学报，2010,33(3)：119-123
{15}孙凤莲，王雅鹏，王薇薇.我国林木生物质能源产业发展的区域定位和替代潜力及开发利用对策[J].农业现代化研究,2010(3):325-329
{16}徐向阳.能源供应安全视角下中印生物质能源利用的比较[J].自然资源学报,2010(10):1806-1812
生物质能源特点篇9
关键词：俄瓜热十多沟；泥石流；成因；防治
中图分类号：U416文献标志码：a文章编号：
1672-1683（2015）001-0192-04
Causesandprenventionandcureoftheegua-reshiduogoumud-RockflowofHeishuicounty
YUanFeng-kai1，2，SonGLei1
（1.tibetJinhaimineralResourcesDevelopmentCo.，Ltd.，Chengdu610081，China；
2.Sichuanprovince，Radiationprotectioninstituteofnuclearindustrytest，Chengdu610061，China）
abstract：takingheishuicountyegua-reshiduogoudebrisflowasaresearchsubjectbasedontheengineeringgeologicalconditionandthebasiccharacteristicsofdebrisflow，toegua-reshiduogouformationmechanismandcontrolmeasuresforthein-depthanalysisandresearch.theresultsprovethat，first，after“5・12”wenchuanearthquake，thetrenchcontentsourceincreases，especiallythebedandbankcontentsourceaffectedbytheearthquake，thestabilityisreduced，whichprovidesthematerialsbasisforthedebrisflow.second，thatareakeptrainingforseveraldaysbefore“7・9”rainstorm，thatcausedthewateryieldoftheinsidetrenchincreases，theoverallstabilityofthematerialinthetrenchreduces.therefore，“7・9”rainstormstirredupthedebrisflow.withthefeaturesoftheegua-reshiduogoudebrisflowsuchassuddenanddestructiveofferedto“blocksolid”first，“guide”secondpreventionandcontrolmeasures.
Keywords：egua-reshiduogou；mud-rockflow；cause；preventionandcure
5・12汶川地震后，国内外众多学者通过相关研究和资料收集，已经意识到地震后泥石流将成为影响灾后重建的重大地质灾害隐患。许强、唐川、崔鹏等专家均指出，震后形成的巨量泥石流物源，再加上震后泥石流爆发的临界降雨量大大降低，其启动和运动方式发生了明显改变，泥石流沟将在今后较长一段时间内处于活跃期，泥石流活跃期将维持20～30a，特别是近5a泥石流将十分活跃。
本文以黑水县俄瓜热十多沟泥石流为研究对象，从泥石流地质环境条件入手，查明了俄瓜热十多沟泥石流成因机制：一是地震使得沟床和沟岸物源稳定性降低，为泥石流的形成提供了物质基础；二是“7・9”特大暴雨前该区连续多天降雨，导致物源稳定性降低，从而“7・9”特大暴雨激发了泥石流的发生。
1工程地质条件
1.1地层岩性
研究区主要有第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）、第四系全新统崩坡积（Q4c+dl）、第四系全新统泥石流堆积（Q4sef）、第四系滑坡堆积层（Q4del）、第四系人工弃渣（Q4ml）、三叠系上统侏倭组（t3zh）及三叠系中上统杂谷脑组（t2-3z）变质长石石英砂岩、钙质细粒石英砂岩及粉砂质板岩、钙质板岩、钙质粉砂岩。
1.2地质构造
黑水县大地构造上属东昆仑海西褶皱系的川西地槽区，位于秦岭东西向构造带、龙门山北东向构造带与马尔康北西向构造带间的三角地带，构成黑水褶皱束，东部、北部为石大关弧形构造，西部、西南部属马尔康北西向构造。
1.3水文地质条件
研究区为川西高山峡谷区，构造复杂，地下水受地层岩性、地形地貌及地质构造的控制，地下水类型有松散堆积层孔隙水、基岩裂隙水和高山积雪三大类型，其中以基岩裂隙水为主。松散堆积层孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层空隙中；基岩裂隙水赋存于三叠系上统侏倭组（t3zh）及三叠系中上统杂谷脑组（t2-3z）基岩裂隙中；每年的11月到次年的3月都有积雪，积雪在冬季融化较少，但是在春季4月份开始就有大量的冰雪融化，直到6月中、下旬，源头处积雪全部融化。
地下水的富集受地形地貌、地层岩性、所处的构造部位、构造的空间组合控制，不同类型地下水的赋存规律各不相同。
2泥石流形成条件
2.1地形地貌及沟道条件
地形地貌是形成泥石流的内因和必要条件，制约着泥石流的形成和运动，影响着泥石流的规模和特征，主要包括沟谷形态及相对高差、山坡坡度、沟床比降等。
黑水县双溜索乡双溜索村俄瓜热十多沟泥石流地貌属构造剥蚀侵蚀高中山区。该区地形切割剧烈，山势陡峻，多为陡坡，河（沟）谷狭窄呈“V”型，谷宽一般10～50m，纵坡降陡，谷坡坡度一般25°～55°，局部达75°～85°，甚至直立（见图1）。沟岸斜坡中下部、局部见崩塌、滑坡分布，沟床松散堆积丰富（见图2）。
图1沟内地貌特征
图2沟床地貌特征
俄瓜热十多沟泥石流平面形态呈“心”型（见图3），流域面积2910km2，主沟长8299km。沟域最高点高程4170m，沟口最低点高程1994m，相对高差2176m，全沟域平均纵坡降约2622‰。整个流域由2条主要的沟道构成，即主沟热十多沟和支沟俄瓜沟，热十多沟分布于沟域西北部，呈倒梨形；俄瓜沟分布于分布于沟域南东部，呈漏斗形。各支沟沟床纵比降特征（见表1）。
图3俄瓜热十多沟泥石流影像
表1俄瓜热十多沟流域特征参数统计
沟名流域面积/km2沟长/km纵比降（‰）最高高程/m最低高程/m高差/m
2.2物源条件
物源是形成泥石流的重要条件之一。俄瓜热十多沟泥石流的物源主要为沟岸崩滑堆积、沟床内松散堆积体、沟岸坡脚堆积、坡面物源和人工弃渣堆积物源。其中沟床松散堆积和弃渣物源为主要物源。
俄瓜热十多沟沟域内固体物源总量为25841万m3，可能参与泥石流活动的动储量为4015万m3。
2.3水源条件
据1982年-2007年黑水县域内各月最大日降水量及出现期资料显示，日最大降水量位于234～601mm之间，黑水县日最大降水量多出现在每年的6月-8月，特别是1999年6月16日，最大日降水量为601mm。黑水县多年日最大降水量平均为339mm。从日降水量上看，每年的6月-7月是黑水县地质灾害的高发时间段。
根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》及所附暴雨量等值线图，查得黑水县地区年1/6h、1h、6h、24h多年最大暴雨量平均值H平分别为75mm、200mm、3000mm和400mm。查《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》附图2-4及附表6，分别查出相应频率下暴雨变差系数Cv1h值和皮尔逊模比系数Kp值，依据公式H1h=Kp×H平计算相应频率下的最大暴雨强度（见表2）。
根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ-t-0220-2006）中所给出的该地区可能发生泥石流的H24（D）、H1（D）、H1/6（D）界限雨值，结合黑水县降雨量特征值分析，H24max、H1max及H1/6max都远大于其界限雨值。因此，黑水县具备形成雨洪型泥石流形成的降雨条件。
表2研究区降雨量特征值
3泥石流基本特征及形成机制
3.1泥石流灾害史及灾情、危害性分析
据调查访问，该泥石流沟在2008年汶川“5・12”特大地震前从没有发生过泥石流。汶川“5・12”地震后，沟内物源增加，特别是沟床及沟岸物源受地震影响，稳定性降低，在2012年7月9日暴雨下，该沟沟内松散物源被洪水揭底冲刷，沟岸被淘蚀，大量松散固体物源被洪水携带，从而形成较大规模的泥石流。据初步调查访问，当时泥石流爆发时大量物源从沟道内倾泻而出，堆积于沟口黑水河及两岸。在沟口黑水河内泥石流堆积宽度约40～50m，沿黑水河分布长度约420m，堆积平局厚度约266m，泥石流一次冲出固体物质方量约1028万m3（见图4-图7）。泥石流造成黑水河河床抬高，泥石流堆积在上游形成长约1000多m的堰塞湖，淹没上游部分安置区房屋，堵塞黑水河，冲毁对岸及下游部分房屋，部分房屋墙体受损，屋内进水，少量固体物源堆积于省道302公路上。泥石流造成一人失踪，沿线乡村公路约1000m被冲毁，省道S302线公路两侧民房不同程度被淹，财产损失重大，直接威胁财产约5000万元。
图4沟口堆积区特征
图5堆积区物源结构特征
3.2泥石流堆积物特征
3.2.1泥石流堆积物颗粒特征
物源在沟道上游启动，在参与泥石流活动过程中当遇沟
图6泥石流堵塞河道
图7泥石流形成的堰塞湖
道变宽或变缓，流速降低时又会在下游水石分离，在宽缓处停淤堆积。因此堆积物的结构特征随沟道宽窄、陡缓变化而不同，沟道越宽，越平缓处堆积量越大，其堆积物颗粒结构也越小。总体而言，一般是上游堆积物颗粒粒径较大，泥沙含量较少，下游颗粒粒径较小，泥沙含量较大。
物质组成以碎石、块石和砂粒堆积为主，碎块石占50%～65%，结构松散-稍密。母岩成分为砂岩、板岩为主，粒径一般在2～25cm，最大可达150cm，砂及粉黏土充填，分选性差。从扇顶至扇缘颗粒由粗变细，具有简单分选的特征，扇顶颗粒较粗大，最大粒径150cm，一般粒径为15～25cm；中部最大粒径60cm，一般粒径为5～12cm；前缘最大块石粒径约30cm，一般粒径为3～8cm（图8、图9）。
图8沟口堆积区特征
图9堆积区物源结构特征
3.2.2泥石流堆积物叠置关系及成因分析
2012年”7・9”泥石流于沟口堆积扇堆积面积约270万m3，堆积厚度约15～5m，平均厚度约266m，固体物质方量达717万m3。据调查访问，该沟在“7・9”之前近代未曾爆发过泥石流，故而可推测，”7・9”泥石流堆积物直接覆盖于冲洪积堆积至上。
从堆积扇前缘略显突出形态及黑水河走向看，历史时期，该沟冲洪积和“7・9”对黑水河造成了一定的挤压变形和河床抬升，根据现场调查黑水河河道较2012年“7・9”泥石流前抬升约1～2m。根据物源分布及颗粒特征分析，俄瓜热十多沟泥石流将继续活跃，其堆积物将继续叠加在”7・9”泥石流堆积物之上，将继续挤压河道。
3.3泥石流形成机制
根据现场踏勘，俄瓜热十多沟泥石流形成因素主要有：（1）适宜的地形沟道条件；（2）物源较丰富；（3）充足的水源条件。
（1）适宜的地形沟道条件。
该泥石流沟地形地貌为中山河谷地貌，沟域面积较大，沟道顺直，岸坡较陡，切割深，为泥石流的形成提供了较好的地形条件，有利于松散固体物源、降水、地下水汇集。
（2）物源较丰富。
该区地质构造复杂，褶皱发育，地层经多次构造运动节理裂隙发育，在重力和动水压力作用下常形成滑坡、崩塌堆积于沟道为泥石流提供固体物源。沟内石料开采、修路等人类工程活动产生弃渣堆积于沟道内及沟岸的松散物源、较为丰富的坡面侵蚀物和崩滑堆积物源，为泥石流爆发提供了充足的物源条件。
（3）充足的水源条件。
该区季风性气候十分明显，由于境内海拔高差悬殊、地形复杂，气候差异显著。从1月份起逐渐增多，5月-6月份达到第一高峰值，以后逐月下降，9月份雨季开始，降雨量又继续回升增多，9月-10月到达第二高峰值，以后降雨量又逐渐减少，多年平均降雨量8358mm。
该地区处于高中山地区，雨季经常产生强降雨，并汇集冰雪融水，产生洪流，在狭窄陡深的沟谷中产生强大的动能。这为泥石流的产生提供了动力。
在突降暴雨及持续大雨的情况下，雨水对坡面进行冲刷，使得第四系松散堆积物及基岩风化松散物被面流带走，成为泥石流的物源。以上三个因素相辅相成，将会促进泥石流的形成及发生。
4泥石流的特点
4.1突发性
俄瓜热十多沟泥石流爆发的突发性主要体现在以下两个方面。
（1）泥石流爆发所需要的强降雨时间大大缩短：2012年7月9日从开始降暴雨到发生泥石流，其间间隔仅1小时左右。
（2）启动泥石流临界降雨量大大降低。
1999年台湾地震后泥石流启动的小时降雨量和累积降雨量比地震前降低1/2。唐川教授等通过对2008年北川9・24泥石流的研究得到：汶川地震后，北川县泥石流启动的前期累积降雨量降低约148%～221%，小时降雨降低约254%～316%。崔鹏等人通过在北川设立观测站监测到震后北川泥石流临界小时降雨量仅为374mm。
4.2破坏性
俄瓜热十多沟泥石流表现出较强的破坏性，上游许多大树连根拔起，下游房屋被损毁淤埋。分析其原因，主要有以下几点。
（1）流速快：俄瓜热十多沟为高山峡谷地形，地形高差大，上游沟谷纵坡降大，泥石流运动速度快，侵蚀能力强。
（2）规模大：俄瓜热十多沟物源丰富，在短时间内即可形成较大规模的泥石流，不仅堆积范围大，而且冲击力和摧毁性极强。
4.3泥石流活动方式
在汶川地震区，因沟道内物源异常丰富，且其较松散未固结和胶结，在地表水的作用下很难整体向前推移运动，其主要以流水的下蚀作用为主，在下蚀的过程不断垮塌侧蚀，逐渐形成顺沟道的“拉槽”，甚至是深切的“峡谷”。这种“拉槽”式的侵蚀方式大大增加了泥石流防治的难度。特别是控制上游形成区沟道两侧物源启动难度较大。
5泥石流防治对策
基于震后泥石流的特征，与以往有所不同的是动静储量计算和治理工程结构形式两方面，具体如下。
（1）调整原来动静储量的概念，由于地震新增的物源大多可按动储量来考虑，且治理工程稳拦量不能仅以计算得到的一次性固体物质冲出来为准。
（2）调整优化治理工程结构形式。针对震后泥石流先洪水后泥石流以及规模巨大等特点，应调整和优化泥石流治理工程的结构形式和设计思路，例如可以考虑采用钢筋混凝土拦沙坝或者桩基承台基础等更加有效的治理工程结构。
俄瓜热十多沟泥石流主要物源为分布在流域中上游，沟道物源和临沟崩滑类物源对泥石流的发生起主导作用，固体物源物质主要为大粒径的碎、块石土，在泥石流暴发过程大粒径物质先启动，在运动过程中不断携带细颗粒物质最终形成泥石流；因此，控制流域中上游大粒径物质成为治理该泥石流的关键。
根据俄瓜热十多沟泥石流发育特点、地形地貌、工程地质条件及物源情况等，结合保护对象，确定俄瓜热十多沟泥石流治理工程以“拦排结合”为指导思想。由于沟口黑水河携带能力有限，治理工程以“拦固”为主，辅以“排导”，将大量物源拦蓄于沟内。因此，共设置5座拦砂坝+1座谷坊坝+2段防护堤，即在热十多沟形成区修建3座拦砂坝进行拦蓄、固床、回淤压脚；俄瓜沟修建1座谷坊坝进行拦蓄、固床、回淤压脚；在两沟交汇后流通区修建2座拦砂坝进行拦蓄、固床；沟口堆积区黑水河两岸修建2段防护堤以保护两岸的居民生命财产安全。
6结论
通过对俄瓜热十多沟泥石流成因机制及防治研究得出以下结论。
（1）俄瓜热十多沟泥石流平面形态呈“心”型，流域面积2910km2，主沟长8299km。沟域最高点高程4170m，沟口最低点高程1994m，相对高差2176m，全沟域平均纵坡降约2622‰。整个流域由2条主要的沟道构成，即主沟热十多沟和支沟俄瓜沟。
（2）俄瓜热十多沟泥石流的物源主要为沟岸崩滑堆积、沟床内松散堆积体、沟岸坡脚堆积、坡面物源和人工弃渣堆积物源。其中沟床松散堆积和弃渣物源为主要物源。俄瓜热十多沟沟域内固体物源总量为25841万m3，可能参与泥石流活动的动储量为4015万m3。
（3）俄瓜热十多沟泥石流形成因素主要有：适宜的地形沟道条件；物源较丰富；充足的水源条件。
（4）根据现场对俄瓜热十多沟泥石流分析研究，其具有突发性、破坏性等特征。
（5）根据俄瓜热十多沟泥石流特点，提出了以“拦固”为主，辅以“排导”，共设置5座拦砂坝+1座谷坊坝+2段防护堤。
参考文献：
[1]许强.汶川大地震诱发地质灾害主要类型与特征研究[J].地质灾害与环境保护，2009，20（1）.
生物质能源特点篇10
1江苏省环境与健康监测现状分析
从江苏省的环境监测现状来看，典型区域环境与健康综合监测体系尚未构建。尽管江苏省已开展了全省污染源普查、土壤污染状况调查、饮用水源地基础环境调查、饮用水源地有毒有机物调查等多种专项调查，但这些调查和人群健康结合较少，且分别进行、调查目的不同、设计和方法不统一等原因，在说明环境污染对人群健康影响这一问题上难以相互支持，加之环境与健康综合监测尚未纳入常规工作，对人体健康影响更为直接的重金属、有机污染物等基础数据缺乏，不利于政府部门实时、动态和准确把握江苏省环境污染对人群健康损害的状况及变化趋势，也不利于有针对性地调整相关政策及措施。
2典型区域环境与健康综合监测体系构建
环境与健康监测是一个综合性的监测，关于环境质量方面的数据由环境保护部门负责，有关疾病方面的数据由卫生部门负责。典型区域环境与健康综合监测体系是在充分利用现有环保、卫生部门的相关监测网络和监测力量，结合日常监测工作，完善监测设备，培养环境与健康专业人才，不断充实和优化监测内容的基础上逐步构建的，主要包括环境污染监测、暴露监测、健康效应监测、环境污染与健康风险相关性分析与评估4个方面的内容，见图1。
2.1环境污染监测环境污染状况监测包括污染源监测及污染源主要可能扩散介质如大气、水、土壤及其他介质的环境质量状况监测。（1）污染源监测污染源监测包括排放特征污染物的历史源及现状源。历史源是指在调查年已关停并转、且排放过拟调查特征污染物的污染源。调查内容主要包括工业企业所用燃料、原辅材料、生产工艺、产品产量、主要污染物种类与通过各种途径的排放量、环保常规监测数据等，调查时间段自建成投产至关停或搬迁年。现状源指在调查年仍在生产经营且排放拟调查特征污染物的污染源。调查内容主要包括工业企业的基本情况、燃料、原辅材料、生产工艺、废水与废气排放方式、污染处理设施等，调查时段原则上自建成投产日起至调查年，重点关注近10年。污染源监测可采用现场实测、排污系数估算、历史回顾与反演等方法，以确定特征污染物进入环境的主要输入途径，定量计算进入环境的污染负荷通量、时间过程、空间分布。（2）环境质量状况监测环境质量状况监测应尽可能兼顾环境和健康监测点位的匹配性，满足评价试点调查期间环境质量时空变化趋势的要求，根据污染物进入周边环境的主要途径及调查点的实际情况，选择重点调查的环境介质。调查环境介质征污染物的水平，主要包括：大气、水、土壤环境质量及环境生物样品监测4个部分。大气应重点监测人群密集居住区的室内、室外空气，同时根据污染物可能的主要暴露途径，考虑室内室外尘土的采样；水体重点监测饮用水源、灌溉用水和养殖水，同时对应采集水体沉积物；土壤重点监测与暴露有关的农用地土壤、人群活动区域土壤，兼顾其他类型土壤；环境生物样品重点采集本地生产的初级农产品，包括农作物、畜禽水产品等。
2.2暴露监测暴露监测包括外暴露监测和内暴露监测。对人体暴露情况进行测量是判断环境污染物与健康损害之间因果关系的重要依据，对暴露水平的定量测量是判断剂量-反应关系的关键。（1）外暴露监测外暴露监测主要针对与人体接触的环境介质中的污染物浓度和含量水平进行监测，可以通过问卷调查、环境监测、个体暴露测量获得。应重点了解特征污染物人体暴露的特征，包括：暴露途径（如通过呼吸道、消化道、皮肤接触等方式）、暴露时间、暴露频率，确定特征污染物人体外暴露量（如：通过室内空气、饮用水及家庭消费食品监测获得的暴露量）。具体应根据特征污染物的主要排放形式，确定选择以经呼吸吸入还是经口摄入为主，重点开展监测。（2）内暴露监测内暴露监测指对目标人群体内的污染物负荷水平进行监测，可以通过检测体内生物标志物来实现。生物标志物分为暴露生物标志物、效应生物标志物、易感生物标志物3类，应遵循科学性、可靠性、实用性等原则选择合适的生物标志物开展监测。一般情况下，多选择血液、尿液征污染物及其中间代谢产物的浓度水平进行测量。
2.3健康效应监测人群健康效应监测主要是对环境污染物造成的生理、生化、结构、功能改变进行定性和定量评价的过程。环境污染物导致的健康损害效应可以分为特异性损害、非特异性损害和蓄积效应3类。（1）特异性损害环境污染物对机体造成的损害具有某种典型的临床表现和特征，污染物可以引起机体特异的症状、体征、生理、病理、X-线片的改变等，具有特异的观察或检测指标。可通过资料收集、问卷调查、医学检查等方法开展。（2）非特异性损害环境污染对机体健康的影响不是以某种典型的临床表现出现，而是表现为生理功能、免疫功能、抵抗能力、劳动能力、健康状况等的下降，对有害因子的敏感性增强，以及某些常见病和多发病的发病率和死亡率增加等。主要通过调查对象的基本健康信息、进行体格检查、实验室检查等医学检查方法开展。（3）蓄积效应环境污染物连续、反复进入机体后，其吸收速度或总量超过机体代谢转化排出的速度或总量，污染物质在体内逐渐增加并贮存，造成机体的损害，或者污染物的量不在体内蓄积但其在靶器官靶组织产生的有害效应却可以逐渐累积，最终造成机体的损害。常用的健康损害评价生物标志物有：重金属效应标志物（金属硫蛋白、抗氧化酶类、还原性谷胱甘肽、外周血清转氨酶、免疫标志物）；农药效应标志物（胆碱酯酶、对氧磷酶、烷基磷酸酯、羧酸酯酶、植物酯酶）；有机物效应标志物（混合功能氧化酶、谷胱甘肽转移酶、谷胱甘肽过氧化酶、超氧化物歧化酶、Dna加合物、蛋白质加合物）等。
2.4健康风险相关性分析与评估通过特征污染物暴露途径与暴露水平的监测结果，实际人群饮食结构、生活习性等的问卷调查获取当地人群对特征污染物的暴露参数，计算特征污染物经呼吸道、经口饮食等途径的外暴露剂量。根据污染物的毒理学性质，确定参考剂量，分析特征污染物对调查人群健康风险的关联性。在健康风险评估的基础上，根据健康监测与内暴露检测结果，进一步分析环境污染与人群健康指标是否存在统计学上的关联性。
3典型区域环境与健康综合监测体系的应用示范
3.1应用示范过程2011～2012年，在综合考虑相关基础数据分析、媒体关注情况以及专家现场勘查的基础上，课题组选择了农药原药生产量大、公众反映强烈、受影响人群较为集中的某农药厂，开展典型区域环境与健康综合监测技术体系的应用示范。围绕该农药厂，考虑周边居住人群情况，按照环境与健康综合监测技术体系的要求，制定调查实施方案。调查内容包括基础资料收集、与特征污染物毒死蜱相关的污染源调查、环境质量状况及暴露调查、人群健康状况调查以及环境污染与健康风险相关性分析与评估。污染源调查在收集农药厂排放的历史资料、原辅材料、生产工艺、产品产量、主要污染物种类与通过各种途径的排放量、环保常规监测数据、环境污染事故发生情况的基础上，对废水总排口进行了采样监测。环境质量与人群外暴露调查主要了解环境空气、尘土、土壤、地表水、地下水、粮食果蔬和肉禽蛋类等特征污染物含量水平，综合评价评估调查区特征污染物的环境污染现状，共采集环境样本300多个，取得各类环境质量指标实测数据800多个。内暴露调查主要对目标人群体内的污染物负荷水平进行调查，包括血液中毒死蜱残留水平与尿液中毒死蜱代谢产物三氯吡啶醇的含量检测；共采集污染区成人血样、尿样、儿童尿样各208份，对照区各238份，内暴露共获得1300多个数据。健康调查方面，根据毒死蜱的毒理学特性，通过污染区人群危险因素的问卷调查、体检及肝肾功能能检查、血样毒死蜱及尿样tCp检测，分析健康损害风险，共获得各类有效数据21万多个。
3.2应用示范结果基于该监测体系的调查结果表明，该农药厂周围1km范围内毒死蜱污染严重，大气和地表尘土可能是人群健康影响的重要暴露途径，周边污染居民人体血样及尿样中毒死蜱代谢产物检出率较低，但距厂界越近，外环境中毒死蜱浓度越高，对人体健康指标影响更为明显，农药污染对周边环境及人群健康的影响值得关注。通过本次应用示范，说明该监测体系能为环境与健康研究提供有力支撑。
4结论与建议