开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、课题背景
《巴黎协定》规定将全球升温幅度控制在2 ℃内,并致力于实现1.5 ℃温控目标。全球承诺在21世纪中叶左右实现净零排放目标的国家越来越多[1]。对此,2020年国家主席习近平在第75届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话,提出我国CO2排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和[2]。这一理念提出之后,如何达到碳中和成为热点话题。然而,现有的方案基本只是依赖能源结构的调整,例如提高化石能源利用效率和增加清洁能源利用比例等,并不是控制大气中CO2含量最有效的方式。[1,3]如何回收空气中的CO2,减少CO2的排放量,使CO2的浓度进一步减少,才是重中之重。因此,开展二氧化碳减排工作迫在眉睫。
减排CO2的重要技术是将废气中的CO2加以分离与回收,以利于CO2的封存和应用。目前,CO2分离的方法主要包括:物理法(物理吸附法、膜分离法、低温分离法等)、化学法(吸收法、O2/CO2循环燃烧法、离子交换法等)和生物法。但是以CO2为原料生产化学品、塑料和肥料等能够利用的CO2还不到CO2总排放量的1%,所以封存特别是生物法封存是实现CO2减排的重要途径。[4]
生物法封存主要选用光合细菌或者微藻来进行封存。一方面,光合细菌分布广泛,富含多种营养物质及生物活性物质,可进行光合作用、有氧呼吸发酵及固氮放氢等生理功能。[5.6]另一方面,利用光合效率高、生长速率快的微藻捕集 CO2,也是一项非常有前景的技术。[9]在光合细菌中,沼泽红假单胞菌 (Rhodopseudomonas palustris) 是研究和应用最广泛的一种 。[7]具有新陈代谢代谢方式多样、可利用多种碳源、天然产多种化合物等优点[8]。在微藻中,卵囊藻具有生命周期长、适应性强等特点。所以在长期废水处理中稳定性更好。故本课题要对卵囊藻、红假单胞菌在处理废水和固定CO2方面的效果研究。
[参考文献]
[1]郭禹曼,洪学明,樊彬,吕永琴.光催化-微生物耦合固碳研究进展[J/OL].生物加工过程:1-16[2022-03-19].
[2]相宏伟,杨勇,李永旺.碳中和目标下的煤化工变革与发展[J/OL].化工进展:1-16[2022-03-19].DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2314.
[3]苏健,梁英波,丁麟,张国生,刘合.碳中和目标下我国能源发展战略探讨[J].中国科学院院刊,2021,36(09):1001-1009.DOI:10.16418/j.issn.1000-3045.20210727001.
[4]张芯;张云明;何晨柳;王强.微藻生物能源的产业化进程及其在CO_2减排中的应用进展[J].生物产业技术,2013,(05):45-51.
