应采用综合可再生能源发电循环来生产更可持续的电力。这是对三个联合发电厂的比较生命周期评估 (LCA),包括:案例 1 涉及地热和风能联合,案例 2 以地热和太阳能联合为特色,案例 3 集成风能和太阳能系统。基准案例钙钛矿太阳能电池 (PSC) 建模假设其使用寿命为 3 年,电力转换效率为 17%。然而,通过涉及寿命和效率提高的敏感性评估来评估不同的情景。基准案例评估强调对环境产生最严重负面影响的阶段,包括地热井的钻探、风力发电厂的建设以及 PSC 的制造和安装。中点研究结果表明,将 PSC 的电力转换效率从 17% 提高到 35% 可显著减少对环境的影响。此外,将使用寿命从 3 年延长至 15 年可使二氧化碳排放量分别从案例 2 和 3 中的 0.0373 和 0.0185 千克二氧化碳当量/千瓦时减少至 0.026 和 0.0079 千克二氧化碳当量/千瓦时。对最坏和最佳情况的评估突显出某些影响类别的显著下降。在案例 3 中,与最坏情况相比,陆地生态毒性 (TE)、光化学氧化剂形成 (POF)、人体毒性 (HT)、海洋生态毒性 (ME) 和海洋富营养化 (MU) 减少了 88% 以上。在案例 2 和 3 中观察到的环境影响源于毒性和金属耗竭,主要与 PSC 有关。终点结果显示,当考虑 PSC 寿命为 10 年或更长时,案例 2 和 3 对生态系统的不利影响变得不如案例 1 那样严重。对不同的案例和影响类别进行了不确定性评估。该研究的
摘要在巴西东北部半干旱地区的富营养化饮用水储层中分析了浮游植物的物种组成和季节性的继承。研究基于在1年(1997年至1998年)的两次或每月抽样,在1个代表站进行了2个采样深度(底部附近0.5和5 m)。limnological参数(温度,pH,pH,氧气,电导率,光,溶解的无机营养素),以确定影响浮游植物组成的可能因素。我们确定了30个分类单元,这些分类单元在数值上由叶绿素科主导。然而,在丰度和生物量方面,蓝细菌以cylindros- permopsis raciborskii(Wolsz。Seaveayya et subba Raju。该物种可以代表生物量接近浮游植物总生物量的96-100%,其值在1998年4月至11月之间达到70 mg 1-I(新重量)。在调查中,盘齿状梭菌的细丝盘绕(平均97%),平均比例为终端杂细胞的12.3%。物种毒性是根据生物症分析确定的,并且在开花过程中揭示了神经毒素的存在。到1998年3月,氯酸菌浓度在表面水平上达到135 pg 1-l,诱导了舒适区深度的急剧下降。在高温,高pH值,低N/P比以及没有有效的捕食者的情况下观察到了有利的环境条件。尽管没有外部养分供应,但营养环境似乎在蓝细菌的开花中起作用。然而,1998年与1997年的厄尔尼诺后果有关的年度雨水不足和缺乏水分的续约似乎是负责养育性贫血状况和氰基分体盛开的主要因素。因此,全球气候变化会影响大陆水域中的浮游植物种群动态,如海洋生态系统中经常证明的那样。
摘要 畜牧业给我们的地球带来了巨大的环境压力。高环境排放和生产过程对资源的高需求促使人们寻求畜牧业的脱碳和循环利用。在此背景下,本研究的目的是评估和比较动物粪便厌氧消化产生的沼气的两种不同用途的环境绩效,无论是用于发电还是生物甲烷。为此,采用生命周期评估方法来评估厌氧消化作为巴西动物生产环境中与肉牛、奶牛和绵羊有关的三种不同牲畜粪便管理技术的潜力。结果表明,与不使用厌氧消化的情景(3.00·10 2 至 3.71·10 3 kgCO 2 eq )或从发电的角度(缓解 74% 到 96%)相比,专注于生物甲烷生成的处理情景能够在全球变暖类别中减轻最高百分比的损害(77% 到 108%)。就淡水富营养化而言,由于升级过程中甲烷的损失,发电(- 2.17·10 -2 至 2.31·10 -3 kg P eq )比将沼气净化为生物甲烷(- 1.73·10 -2 至 2.44·10 -3 kg P eq )更有利。就陆地生态毒性而言,所有情景都非常相似,均为负值(- 1.19·10 1 至 - 7.17·10 2 kg 1,4-DCB),这是因为将消化物用作肥料有利于营养物质回收,尤其是氮,这是所有情景中的关键点之一。基于这些结果,显然对处理生命周期的所有阶段进行妥善管理是实现牲畜粪便管理脱碳和循环的关键。沼气的使用对所研究情景的环境性能没有表现出不同的影响,表明应根据每个工厂或管理系统的需要来选择用途。
Net-Zero-CO 2功率系统的概念已通过欧盟的目标越来越引起人们的关注,到2050年成为气候中性大陆。作为通往净零功率系统的潜在途径,这项工作将基于间歇性可再生电力的未来电力系统通过化学能源载体(所谓的燃料到燃料到功率系统)以及基于100%碳捕获和储存的天然气的燃烧的系统。选择用于电力储存的化学能载体是氢,甲烷和氨。使用生命周期评估,我们确定并比较了两种途径对七个影响类别产生的可调度电力的1 kWh的环境影响。在所有七个影响类别中,没有一个单一的途径对环境的好处最大。评估氢用于存储的使用力量到功率系统在所有类别中的环境影响最低。此外,与具有碳捕获和存储系统的天然气相比,所有对燃料到动力系统对气候变化,光化学臭氧形成和化石资源耗竭的影响较低。带有碳捕获和存储系统的天然气对颗粒物的形成,海洋富营养化和矿产资源稀缺的影响较低。我们的工作得到了对从净零直接-CO 2到生命周期净零-CO 2等效系统的途径的分析,该途径实际上是气候中性的,这是通过直接空气从大气中直接捕获残留物的空气来实现的。然而,这导致所有其他影响类别的增长量为11%的力量到功率系统,而使用碳捕获和存储系统则增加了21%的天然气燃烧。一项系统大小的研究还强调了用于电力存储的资本的非常低的容量因素,从而提高了经济可行性。
园艺是致力于生产营养和高质量作物的重要全球部门。但是,其维持高收益率的能力取决于有效的受精和疾病控制方法,这引起了环境挑战,例如温室气体排放,富营养化以及广泛使用合成肥料和pesti cides。欧盟(EU)立法强烈主张合成投入的减少并促进替代策略(农场到叉子战略,2022年)。园艺的另一个问题是依赖泥炭作为主要生长媒介。虽然欧洲园艺主义者广泛偏爱泥炭泥炭,因为它具有可负担性和有利的特性,例如保留水和养分交换(Owen,2007),其使用及其不可再生本质的环境影响呈现出明显的劣势。为了减少泥炭依赖的替代媒体的追求不仅是环境的命令,而且还与欧盟立法保持一致(Owen,2007)。在追求循环经济时,农业食品行业具有宝贵的资源,有可能应对与可持续性有关的重大挑战。这些领域内的生物量生产可以被价值并重新用于必不可少的产品。例如,培养白蘑菇(agaricus bisporus)和牡蛎蘑菇(胸膜骨化剂),例如产生大量的收获后副产品,即用过的白色蘑菇堆(SMC)和花费的牡蛎蘑菇蜂房底物(SOS)。欧洲牡蛎蘑菇的生产被认为低于白色每公斤栽培的白色蘑菇,生成约2.5 - 5千克的SMC(Sample等,2001)。欧洲每年生产超过300万吨SMC(García-Delgado等,2013),对蘑菇行业提出了不断升级的环境关注,并强调了这种有机废物的可持续解决方案的紧迫性。
前言与世界人口的持续增加相反,可耕地不断减少。这种情况导致有必要以最有效的方式使用现有的农业场。实际上,当研究生产数字时,尽管农业地区有所减少,但观察到农作物产量的增加。这只有通过提高单位面积的生产率才有可能。提高生产率的最重要因素是将新的已发达品种引入农业生产中。但同时,农民还发展了文化实践,从而提高了农业生产的生产率。但是,自然资源和生态系统平衡的最新恶化导致质疑当前实践的可靠性。危险情况,例如由于过度施肥而导致地下水的富营养化,由于过度使用农药活性成分引起的残留问题以及耐药/害虫剂的新品种的发展危害了可持续性。但是,如果我们有意识地采取行动,就无需遇到这些负面情况,并且有可能降低生产成本。如何?当然,使用微生物通过与植物建立积极关系来做出积极贡献的微生物。某些微生物对植物根部区域的根际环境有积极影响,而有些微生物对地上部分的植物球有积极的影响,从而对营养和耐药性提供了积极的影响。即使某些微生物在植物根部内生长,它们的延伸也扩展到周围土壤中的其他植物。植物通过此分支共享和交流。此外,这些扩展的生长对植物营养和耐旱性有重大贡献。为了防止农药的使用,某些有利的微生物在减少疾病或有害生物种群中起着至关重要的作用,因为它们是引起疾病的其他微生物的自然敌人。在这本书中,有关一些微生物的重要信息,这些微生物是可以与植物建立不同方式并表现出不同积极作用的一些微生物。我们代表所有作家表示尊重,并希望我们是我们的书的编辑,将使整个农业社区受益。我们还声明,我们对这本书的任何反馈都开放。
硝化和反硝化生物过程用于去除废水处理中的氮,可提高出水水质,从而减少接收介质中的硝化和随后的氧气消耗;进一步将输送到沿海地区的氮降低到防止沿海水体富营养化的水平[1]。硝化是一个自养需氧过程,通过两个连续的反应将铵转化为硝酸盐:NH 4 + NO 2 – NO 3 –。在铵氧化的第一步中,铵被铵氧化细菌转化为亚硝酸盐,在第二步中,亚硝酸盐被亚硝酸盐氧化细菌转化为硝酸盐。众所周知,硝化生物的比例随着废水 C/N 比的增加而减少。反硝化是一种异养缺氧过程,通过反硝化生物体将硝酸盐转化为气态氮,反应顺序如下:NO 3 – NO 2 – NO N 2 O N 2 [2]。在废水处理中,硝化和反硝化通常分两个步骤进行,因为这两个过程的环境条件不同。废水的生物处理需要培养专门的细菌种群,这些细菌种群可通过固定化等工程技术来强化和加速。事实上,生物过滤器相对于活性污泥的主要优势在于其致密性和在废水生物处理中的效率 [3]。通常,生物膜被描述为基质包裹的微生物,它们粘附在表面和/或彼此上,产生一个动态环境,其中组成微生物细胞似乎达到体内平衡,并被最佳地组织起来以利用所有可用的营养物质。尽管有相当多的综合评论涵盖了生物膜特征和生物膜形成 [3],但它们通常不太强调生物物理原理在生物膜中的作用 [4]。在本研究中,我们根据最近的技术和理论进展重新审视膜催化生物物理模型,以及如何利用它们来强调膜介导硝化和反硝化的细节。我们研究了氮浓度在膜催化中可能造成的影响,并将注意力集中在用于确定分配常数的技术上。
全球人口的增长速度正在迅速增加,以至于可以预测,在2050年(UNDESA 2020),城市空间将被26亿新居民占领。快速而外观的城市化(主要是在大型城市中心)导致不透水的表面增加,因此,径流的数量和速度较高,因此扩大了可持续利用水资源的重要性,尤其是在快速发展的城市地区(Koc&isiŞK2020; Koc et; Koc等。2021)。气候变化引起的极端风暴事件可能会导致雨水排水和水质管理失败,从而导致广泛的损害,经济损失和对人类生命的风险(Strauss等人2021; Li等。2022)。传统的城市雨水系统主要依赖于灰色基础设施,例如人孔,管道和插座,这可能导致严厉的非点源污染,从而导致水质下降和富营养化(Zhang&Chui 2019)。除此之外,在干旱期间的污染物积累和暴风雨事件期间的径流降低了河流,湖泊和溪流等地表水的质量。来自城市雨水的径流会积聚并运输各种污染物,其中包括营养物质,悬浮固体,重金属,油脂和油以及地表水中的其他类型的有机固体(Muerdter等人(Muerdter等)2018)。传统的雨水管理实践主要通过将径流传达给排水管和溪流,主要集中在降低风险上。尽管它们有助于减少流量的问题,但它们无法提高水质(Spahr等人2020)。有一些可持续的土地使用和计划方法称为自然解决方案(NBS),旨在应对发展对环境的不利影响(Pour等人。2020)。这些方法旨在模仿自然过程,例如填充和填充,以减少f ef fluents的探测,然后才能控制环境并控制雨水径流(Goh等人2019; Galleto等。2022)。这些方法在世界上具有广泛的采用,尤其是在发达国家或区域下的不同名称和术语下的地区,包括低影响力发展(LID)和北美的最佳管理实践(Fletcher等人(Fletcher等)(Fletcher等人)2015),英国的可持续城市排水系统(SUD)系统(CIRIA 2015),水敏感城市
磷 (P) 是植物生长必需的营养物质,是不断增长的世界人口增加粮食供应所必需的。然而,农业生产中磷的径流和淋溶会引发藻华、水体富营养化和水质问题 (Bol 等人,2018 年;Withers 和 Haygarth,2007 年)。由于土壤中磷的残留,减少施肥量可能不足以在短期至中期内减少地表水的磷负荷 (Barcala 等人,2020 年;Chardon 和 Schoumans,2007 年;Mellander 等人,2016 年;Sharpley 等人,2013 年)。为了更快地降低地表水中的磷含量,我们需要采取缓解措施,减少耕地磷的扩散输入(Mendes,2020;Penn等,2017;Schoumans等,2014)。这些缓解措施应具有成本效益,并且不占用或很少占用宝贵的耕地,以便农民容易接受。铁包砂 (ICS) 是一种磷酸盐 (PO 4 ) 吸附材料,它是饮用水生产的副产品(Chardon 等人,2012 年;Sharma 等人,2002 年;Van Beek 等人,2020 年)并且可放置在管道排水沟周围或场边缘过滤器中以去除 PO 4 ,不占用额外空间(Chardon 等人,2021 年;Groenenberg 等人,2013 年;Lambert 等人,2020 年;Vandermoere 等人,2018 年)。ICS 涂层中的铁 (Fe) 是在快速砂滤器顶部的砂粒周围形成的,当快速砂滤器去除悬浮的 Fe(氢氧化)氧化物时形成的,这些氧化物是在缺氧含 Fe(II) 地下水曝气后或添加 Fe 盐去除有机物后形成的。 ICS 兼具良好的吸附性能和较高的水力传导率。这些特性加上其低成本、丰富的来源,使其成为大规模 PO 4 去除过滤器的理想材料 (Chardon 等人,2012 年;Vandermoere 等人,2018 年)。
1.1从Solent流域排出的高水平的氮被认为是导致绿藻过度生长(一种称为富营养化的过程),该藻类对该地区的国际保护栖息地产生了公认的,有害的影响。1.2随着欧洲判例法的变化,自然英格兰(政府的自然环境顾问)建议地方规划机构(LPA),所有涉及或产生额外夜间过夜的新开发项目都应是“养分中性”,因为一种方法是确保开发不会增加现有的营养费。必须适当解决新开发项目对水质产生的其他废水的影响,以便为了评估适当的建议1,以结论对栖息地站点没有不利影响(以及理事会在法律上符合法律规定的决定)。1.3缓解措施成为“营养中性” 2的额外住宅(包括住宅的强化),与旅游业相关的发展以及由于产生额外的废水所产生过夜的任何其他发展所必需的。1.4朴茨茅斯市议会(PCC)批准了新住宅的首个临时营养中性缓解策略,以应对2019年11月缓解需求。迄今为止的战略重点是从水效率提升到理事会的住房库存的“缓解信用”,以确保该市的氮产量净增加。也有通过这种“照常”生成的缓解来源仅设想能够在有限的时间内(可能是2 - 3年)提供“信用额”,但要监视开发行业对水效率提升的工作以及对累积的“信用银行”的需求。,随着理事会的升级计划的持续,该来源的预计能力正在减少,尽管Covid-19-19大流行限制降低了实际节省水量,但仅将工作限制为基本工作。1.5汉普郡和怀特野生动物信托(Hiowwt)的汉普郡和岛已开发了一种“基于自然的解决方案”,以提供缓解氮的方法。该计划是通过收购目前将高水平的养分(氮)释放到solent中并改变其管理方式的大量管理的农田(即放牧较少或留给“重野”,以产生较低的氮输出;然后,可以使用氮输出的差异来抵消新开发的影响。
