人工智能赋能油气管道运行管理的应用及展望
【目的】人工智能作为引领未来的战略性技术,推动着新时代油气管道高质量发展。厘清近20年来人工智能在油气管道运行方面的研究热点及阶段性前沿方向的演变脉络对于定位现阶段在油气管道运行领域人工智能应用上的关键问题以及未来的研究方向至关重要。【方法】基于VOSviewer文献计量软件,对2000―2023年中国知网中人工智能在管道运行领域研究与应用的相关文献进行了关键词“共现”分析。并结合高频关键词的标签视图,从专家系统、模糊逻辑、神经网络、机器学习4个分支对人工智能方法的应用领域、热点方向以及发展趋势进行了梳理。【结果】油气管道运行领域的发文量呈现逐年增长趋势且在2016年后尤其明显。泄漏、腐蚀、风险评价、识别、预测、优化等是人工智能方法应用最为广泛的研究领域。人工智能研究方法正在从神经网络、专家系统、模糊逻辑、小波分析等传统方法向深度学习、迁移学习、强化学习等新一代算法演变。【结论】在新一轮人工智能发展热潮下,油气管道智慧运行应在加强海量多源异构数据融合方法的应用,加深小样本与零样本学习方法的研究,推动增强智能与人工智能的融合,增强因果推断与机器学习的结合,注重基于数字孪生技术的全生命周期管理等方面进一步探索。研究成果可进一步推动人工智能在油气管道运行中的应用,为油气管网智能运行的发展提供参考。(图7,表1,参57)
基于保供责任协同的天然气基础设施开放体系设计与建议
【目的】国家石油天然气管网集团有限公司的成立,标志着中国天然气市场化改革进入崭新阶段。中国的天然气需求逐渐增加,但基础设施公平开放仍处于起步阶段,天然气保供问题较为突出。【方法】将天然气基础设施公平开放与保供问题放在一个框架体系中,通过分析中国天然气市场基础设施公平开放的现状和存在问题、公平开放对保供的双重影响、典型国家天然气市场化改革的经验,设计基于保供责任协同的天然气基础设施开放体系,并提出基础设施公平开放与保供协同发展的路径构想及政策建议。【结果】公平开放与保供责任协同的天然气基础设施开放体系包含保供、公平开放、公平开放与保供的关系、管输企业的作用共4个方面关键内容;保供需求划分为发展需求与应急需求,对于不同类型保供需求,应采用不同的保供方式;基础设施公平开放应具备的基础条件包括基础设施建设、运销分离、信息公开、透明程序、科学定价、严格监管;基础设施公平开放对天然气保供具有促进作用;管输企业是公平开放的责任主体,也是天然气保供的重要参与者。建议未来要更加明确保供范围和保供方式、市场主体保供义务和责任,进一步完善公平开放相关机制,持续推动“全国一张网”的建设。【结论】高质量基础设施公平开放有助于提升中国油气供应安全保障能力。(图1,表1,参21)
区域尺度地埋管地源热泵与能源地下结构开采浅层地热能评价综述
随着浅层地热能的大规模开发利用,针对地埋管地源热泵和能源地下结构的研究正由单个、单体尺度逐渐转向区域尺度。相较于地埋管地源热泵,能源地下结构占地面积小、成本低,在大规模城市建设及地下空间开发中具有良好的优势。从热物性参数和地下城市热岛效应两方面总结浅层地热能理论潜力现有研究成果,简述浅层地热能的开发形式,重点针对区域尺度地埋管地源热泵与能源地下结构的适应性评价进行系统综述,从适宜性分区、热交换潜力、满足建筑物能源需求效果三方面建立相应的区域尺度能源地下结构评价体系,以我国山东临朐县和德国巴登-符腾堡州地埋管地源热泵及我国南京大学仙林校区能量桩的区域性研究为案例进行深入分析,归纳当前研究中存在的问题,并对区域尺度能源地下结构的下一步研究进行展望。
中国超临界CO2管道输送技术进展及展望
【目的】随着“双碳”目标任务持续推进,中国的碳捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)作为实现大规模碳减排的托底技术迅速发展,作为CCUS产业链中连接上下游的关键环节——CO2管道工程建设也迎来了黄金发展机遇。然而,中国CO2管道工程建设起步较晚,为了推动中国CO2管道工程建设与发展,亟待对CO2管道输送关键难题与核心技术开展系统攻关,并建立CO2管道输送技术标准体系。【方法】基于文献调研对中国CO2管道输送技术发展现状进行梳理评述,从CO2相特性、管输工艺、管道安全、软件仿真、标准规范等方面总结分析了CO2管道输送技术的重要进展,并根据中国的碳源碳汇分布特点对未来CO2管道规划及管输技术发展提出建议与展望。【结果】与欧美国家相比,目前中国长距离超临界CO2管道工程较为欠缺,仅齐鲁石化—胜利油田的密相CO2管道工程建成投产,此外大庆石化、吉林石化CO2管道工程处于初步设计阶段,未来CO2管道工程建设将持续加速。【结论】中国的超临界CO2管道输送已拥有一定的技术储备,但在中试试验的测试及理论模型改进方面仍需继续攻关,同时应加速推动相关技术的工程示范应用,完善CO2管道输送技术标准体系,以期为未来区域千万吨级CO2管道运输网络以及区域间CO2干线管道规划建设提供全面有力支撑。(图1,表1,参49)
二氧化碳管道全尺寸爆破试验
【目的】碳捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)是减少大气中CO2含量的关键技术之一,超临界/密相态CO2管道运输是将CO2从捕集点输送至封存点最经济、最可行的方法。对于超临界/密相CO2的管道设计而言,关键要求是管道产生裂纹后阻止管道的长程韧性断裂,全尺寸爆破试验是目前验证管道在发生爆裂时能否止裂的最直接手段。【方法】据调研,国外共开展了11次全尺寸爆破试验。考虑到国内外制管工艺的差异性以及实际CO2运输的不同情况,为探究中国超临界CO2管道的止裂韧性,成功开展中国首次CO2管道全尺寸爆破试验。试验采用X65钢级、外径323.9 mm、壁厚7.2~7.6 mm的焊管,试验气体的组成为95%CO2+4%N2+1%H2,试验压力为11.85 MPa,试验温度为12.6℃。【结果】CO2管道全尺寸爆破试验进展顺利,管道裂纹从起裂管开始扩展,在起爆位置西侧两根管道的环焊缝处环切止裂,在起爆位置东侧由于管道母材韧性止裂,试验钢管表现出典型的韧性剪切断裂特征,采集到裂纹扩展速度、压力及温度等多项重要试验数据。【结论】该试验为中国掌握百万吨级CO2输送管材研制、管道设计及建设技术提供了重要数据支撑,标志着中国在CCUS技术研究领域取得了重要的突破性进展。(图8,表2,参20)
埋地CO2管道泄漏扩散特征研究进展
【目的】CO2管道输送是碳捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)技术产业链中的关键环节,其在运行过程中存在意外泄漏风险。相比于地上管道,受土壤阻力的影响,埋地高压管道的泄漏扩散机制更加复杂。然而,目前对于CO2管道泄漏扩散特征的研究综述主要聚焦于地上管道泄漏的场景。【方法】针对埋地管道小孔泄漏与全尺寸断裂两种常见场景,基于文献调研对目前埋地管道泄漏扩散的实验与模拟研究现状进行梳理评述,探究了土壤地质条件、土壤温度、外界压力以及外界风速对CO2气体土壤渗流扩散过程中的影响,并总结了当前模拟埋地CO2管道全断裂泄漏扩散的建模方式与物理模型。【结果】对于埋地CO2管道小孔泄漏近场泄漏源特征,主要以开展小型实验的方式研究泄漏口附近土壤温度变化以及干冰层、冻土层的增长规律。对于埋地CO2管道小孔泄漏远场扩散特征的模拟研究,大多假设土壤孔隙度不发生变化,并未考虑流体相变与冲击压力对土壤孔隙度的影响。埋地管道全尺寸断裂条件下气体射流扩散的研究主要以模拟为主,且大多数模型直接以形成的洞坑为物理原型,未考虑洞坑形成对气体射流扩散的影响。【结论】埋地CO2管道全尺寸断裂的现场测试和小孔泄漏扩散理论模型建立仍有很大发展空间,建议通过专项攻关完善地质条件和外界环境影响下CO2气体在土壤中的扩散机制,加大投入开展埋地CO2管道大孔径或者全尺寸断裂泄漏扩散试验,获取更多实验数据,以建立更加全面准确的数学物理模型。(图3,表2,参56)
CCUS超临界/密相CO2管道内腐蚀研究进展
【目的】碳捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)技术是实现双碳战略的有效途径,具有广阔的应用前景。长距离CO2管道输送是CCUS技术的重要一环,对于管道安全生产运行而言,管道内腐蚀是威胁CO2管道安全的关键问题。【方法】围绕超临界CO2为主相的腐蚀展开调研,综述了超临界/密相CO2管道内腐蚀的研究成果,分析了相关研究成果之间存在的问题,并展望了其未来发展方向。【结果】重点介绍了超临界态和密相态下CO2管道腐蚀的影响因素,阐述了温度、压力等工作参数对水与CO2互溶程度的影响,解释了目前现有研究成果存在相互矛盾结果的原因,归纳了主要杂质气体对CO2管道内腐蚀的影响机制,分析了在不同的CO2相态下,腐蚀产物膜的结构、密度及完整性对腐蚀动力学的影响,整理了适用于超临界CO2环境下的腐蚀特性表征技术,总结了适用于薄液膜超临界CO2环境的腐蚀速率预测模型。【结论】要实现CO2输送管道的安全平稳运行,目前超临界-密相CO2输送管道腐蚀研究有待解决的问题包括:标准实验流程的建立;杂质耦合作用对腐蚀机理和腐蚀产物膜结构的影响;定量描述腐蚀产物膜的特性对基体的保护作用;水饱和CO2相中薄液膜环境下的腐蚀电化学参数测量与分析;耦合多杂质相互作用下的超临界/密相CO2腐蚀预测模型建立。(图2,表2,参108)
绿氨-成品油综合运输系统适应性分析与规划
【目的】氨是一种高效的储氢介质,在“无碳未来”愿景下,其有望成为未来化石燃料替代品。鉴于氨相对稳定的液态储运形式,利用在役成品油管道构建绿氨-成品油综合运输系统,对绿氨产业链的发展具有重要意义。【方法】介绍了中国绿氨产能分布情况、各运输方式的优劣性及在役成品油管道增输液氨的潜力;从输送介质特性、长输管道系统结构、管材与设备、管输工艺、水力计算方式、运行压力与流速安全共6个方面进行了成品油管道增输液氨系统适应性分析;考虑了绿氨与成品油运输环节的耦合特征,并就“西氨东送”“北氨南运”的供需格局提供了绿氨-成品油综合运输系统规划设想。【结果】随着绿氨产能规模的不断扩大,管道成为首选的长距离运输方式,加之在役成品油管道输送负荷率不足,在经济效益的推动下,成品油管道增输液氨极具潜力;理论层面上,成品油管道与已有液氨长输管道系统相似性高,部分特殊需求可通过工艺或设备改造满足,在制定合理的压力、流速控制策略前提下,在役成品油管道增输液氨的系统适应性整体较强,应进一步采取实验手段验证其可行性。基于此,对绿氨-成品油综合运输系统规划、多种运输方式协同优化、液氨管输运行边界落实及管输批次优化4个方面提出了未来展望。【结论】研究成果可为促进绿氨产业健康发展、提高绿氨-成品油综合运输系统的安全性与经济性提供参考。(图9,表2,参52)
液氢低温输送管道环空绝热技术研究进展
【目的】液氢因其体积密度大、氢纯度高等优势而备受关注,但其极低的沸点导致在输送过程中易蒸发而造成氢损失,低温绝热技术是实现液氢管道输送的关键手段。【方法】从热传递的3种方式(固体导热、气体导热、辐射换热)对管道环空间的漏热进行分析,固体导热主要来源于环空间绝热支撑结构,总结了不同类型支撑结构的导热性能;同时,维持环空间夹层真空度可以有效减少因气体导热引起的漏热。真空多层绝热材料对低温绝热技术的影响是研究热点,在此从真空多层绝热材料预测模型、绝热材料布置方式、定密度多层绝热、变密度多层绝热等方面分别进行了讨论。【结果】在保证应力强度的前提下改善支撑形状,最大限度缩短传热路径、减少支撑与内外管的接触点个数及接触面积能够有效减少支撑的漏热量。同时,加快研制低成本与高效率的吸气剂是维持真空度最直接的有效方法。真空多层绝热技术在低温设备中应用广泛,可有效减少固体导热、气体导热及辐射换热。定密度多层绝热和变密度多层绝热都存在使漏热最低的最佳层密度排布方式,且变密度多层绝热具有更好的绝热性能及重量优势。【结论】合理优化环空间几何结构与热传递方式、研制高效吸氢剂,对优化液氢低温输送管道环空绝热技术、有效降低液氢输送过程中的氢损失具有重要意义。(图5,表2,参85)
油气管道内检测技术与数据分析方法发展现状及展望
【目的】油气管道内检测作为管道完整性管理的关键环节,可为管道事故的预防与合理维护提供科学依据。【方法】为全面了解油气管道内检测技术发展水平及趋势,对检测技术与数据分析方法的发展现状进行了述评。在检测技术发展现状方面,分别对典型的单一原理检测技术、复合检测技术、新型检测技术的检测原理、内检测设备技术水平及工业应用情况进行了分析,并对国内外同类技术发展及应用水平进行了对比。在检测数据分析方法发展现状方面,以应用最广泛的漏磁检测为例,按照数据分析步骤分别对缺陷识别、分类、反演方法进行了梳理。【结果】油气管道内检测技术总体上已进入工业化应用阶段,国外的漏磁检测、超声检测、涡流检测等技术已基本实现常规化、系列化;中国管道内检测技术起步较晚,与国际先进水平尚有差距,但已初步掌握了漏磁检测技术、涡流检测技术,并成功应用于各类油气管道。针对传统内检测技术的适用范围及局限性,已研发出了结合多种检测技术优点的复合检测技术,还探究了以管道轴向应力、管材性能等为检测对象的新型检测技术的可行性。【结论】油气管道内检测技术已取得了显著进展,但仍面临诸多挑战,尤其是微小缺陷的检测能力不足、附加应力检测方法的研究尚不充分。此外,亟需开展海量检测数据智能分析方法的研究,为管道内检测技术的进一步发展提供技术支撑。(图4,表5,参83)
金属氢化物储氢反应器的热管理研究进展
【目的】金属氢化物储氢反应器是固态储氢技术的核心部件,在金属氢化物进行可逆吸放氢反应过程中会发生大量热交换,从而导致反应器内部温度分布不均匀,影响反应器的储氢性能和使用寿命。因此,对金属氢化物储氢反应器进行有效的热管理,是提高其储氢效率和稳定性的关键技术之一。【方法】为研究国内外金属氢化物储氢反应器的热管理进展,通过文献调研的方式,概述了金属氢化物吸放氢反应原理,根据热量传递过程将储氢反应器的换热过程分为3个阶段:热量在储氢材料中的传递、储氢材料与储氢反应器壁面间的换热、储氢反应器壁面与外界的换热,并对提高不同阶段换热效率的热管理方法进行了分类。【结果】通过对各种热管理方法的换热性能进行分析,分别介绍了使用换热管、翅片、相变材料等不同热管理方法的研究进展,以吸放氢速率作为金属氢化物储氢反应器的重要指标,对比分析了不同热管理方法的优缺点,总结了现阶段仍存在的问题和挑战,并对金属氢化物储氢反应器热管理的未来发展方向进行了展望。【结论】不同的热管理方法有各自的优势和劣势,对不同规模和用途的金属氢化物储氢反应器有针对性地进行热管理方法的选择与优化,有利于设计出高效、紧凑的热管理系统,为固态储氢技术的规模化和工程化应用奠定基础。(图7,表1,参79)
中国盐穴氦气储库建设可行性与关键技术
【目的】中国氦气资源稀缺,产量不足,对外依存度高且来源单一,氦气资源安全形势十分严峻。利用盐穴存储氦气是一项优势明显的大规模氦气储备技术,可有效保障氦气供应能力,提高用氦安全。然而中国目前暂无正在运行的地下盐穴氦气储库,相关研究和建设尚处于起步阶段,需要有针对性地开展可行性与关键技术研究。【方法】通过对国内外氦气资源及氦气储库建设情况的调研,结合中国盐穴储气库建设经验,分析中国盐穴氦气储库建设可行性,提出盐穴氦气储库选址评价、密封性评价、造腔建库、注采运行等关键技术发展建议。【结果】中国氦气断供风险大,需要加大储备。盐穴存氦安全性高、密封性好,适于大规模存储氦气。中国盐穴资源丰富且具有建库技术基础,建设盐穴氦气储库是加大中国氦气储备切实可行的方法。中国的建库地质条件、氦气资源条件等与国外不同,盐穴氦气储库建设需要有针对性地开展关键技术研究。东南沿海地区盐矿靠近氦气进口和消费地,运输成本低,可作为中国盐穴氦气储库建设的优选库址。【结论】建议中国盐穴氦气储库分阶段逐步建设,初期可建设1~2个盐穴储氦腔体,探索验证氦气储库建设技术,以保障中国氦气供给稳定,然后逐步扩建形成可满足5~10年氦气需求的战略储备。(图7,表3,参27)
复杂输送环境下液氨腐蚀行为及防护技术研究进展
【目的】在“双碳”背景下,氨作为无碳富氢的能源载体,体积能量密度高、易液化存储,具有广阔的发展前景。然而复杂的储运环境增加了液氨储罐和管道腐蚀的风险,因此,研究复杂输送环境下液氨腐蚀问题是“氨-氢”能源基础设施制造和安全服役的关键。【方法】通过综述液氨腐蚀的研究进展,探讨了不同环境、不同材料的氨腐蚀行为和应力腐蚀开裂机制。同时,总结了相关氨腐蚀检测方法和具体防护措施,并展望了未来氨腐蚀研究的发展方向。【结果】氧气、碳氧化合物、硫化物及氯化物的混入对氨腐蚀有促进作用,而水杂质对氨腐蚀的影响具有两面性;应力能够引起液氨应力腐蚀开裂,不同材料的应力腐蚀敏感性从大到小依次为铜及其合金、高强钢、碳钢。【结论】基于国内对液氨腐蚀行为机理尚不明确、氨腐蚀防护措施有待完善等问题,提出以下建议:①采用实验研究、仿真模拟等方法,探究多杂质关联作用下不同材质的液氨腐蚀行为和内在腐蚀机理;②需结合液氨管道实际输送环境及材料失效特征,开展管线钢及焊材-液氨临界失效边界检验与腐蚀风险评价;③从液氨储罐及管道的设计、选材、制造、使用等多个角度,结合多种腐蚀防腐措施,形成完善的液氨储运系统腐蚀控制、防护及评价标准体系。(图5,表2,参77)
“全国一张网”油气储运设施应急预案体系建设
【目的】油气储运设施在保障国家能源战略安全、服务人民生产生活需要等方面发挥着关键作用。随着国家能源需求的持续增长和“全国一张网”油气储运设施规模的不断扩大,推进油气储运设施“应急一张网”应急预案体系建设与优化,对于降低“全国一张网”油气储运设施潜在的事件、事故损失及维护资产完整性具有重要意义。【方法】从不同维度将油气储运设施“全国一张网”划分为“物理一张网”与“智慧一张网”,进而梳理识别“物理一张网”与“智慧一张网”的风险事件及其后果,归纳总结“全国一张网”潜在风险事件,在此基础上,划分“全国一张网”油气储运设施应急响应级别,开展应急预案体系建设与优化。【结果】将“全国一张网”油气储运设施潜在突发事件分为4类,即自然灾害突发事件、事故灾难突发事件、公共卫生突发事件、社会安全突发事件,进而将“全国一张网”油气储运设施应急响应划分为4个级别,构建“全国一张网”油气储运设施应急预案体系,并配套建立详尽的应急组织体系、应急信息报送程序、应急响应程序、应急善后处置程序。【结论】新建应急预案明确了面向突发事件的应急组织结构,详细规划了自下而上的应急信息报送流程与应急响应流程,在“全国一张网”视角下,完善了“全国一张网”油气储运设施应急管理制度,可为推动实现应急数字化提供重要支撑。(图4,表3,参27)
深度不确定性下的沿海城市洪涝风险稳健决策:方法、原理与展望
全球气候变暖、海平面上升背景下,沿海城市极端洪涝事件的发生频率和强度将显著增大,洪涝灾害风险剧增,成为沿海城市安全与发展的严峻挑战。基于深度不确定性的稳健决策(Decision Making under Deep Uncertainty,DMDU)思路,旨在提供长期稳健的决策方案,成为全球沿海城市洪涝风险管理研究的新趋势。该文对比分析了稳健决策、适应路径和期权估值三类主要DMDU方法,基于不确定性、稳健性和适应性剖析了DMDU方法基本原理,提出了DMDU稳健决策的一般性框架。最后,从稳健性与决策目标、政策环境与决策参与以及方法的融合与创新三个方面对DMDU在洪涝风险领域的实践应用进行展望,以期为沿海城市适应气候变化稳健决策提供参考。
基于多源信息的农业干旱监测研究进展
当前农业干旱监测已从基于站点或遥感监测向基于多源信息综合监测转变,为了更好地促进农业干旱监测模型和技术的发展,该文从单一变量到多变量角度梳理了干旱指数的发展历程;分析了水平衡模型、潜在变量、线性组合、联合分布函数、主成分分析和数据挖掘等干旱监测模型构建方法,对比了不同干旱指数的适用性。针对农业干旱监测的局限性,探究了农业干旱监测未来的发展方向,即理论层面,需明晰农业干旱发生内在机理,进一步识别农业干旱影响因素及其反馈机制;集成遥感、气象站点、野外实测等多源信息,构建多时空尺度作物关键生育期旱灾定量监测预警模型;同时构建统一的农业干旱监测与预警模型评价指标体系。技术层面,需加强多源信息集成与融合,为农业干旱监测提供有力的数据支撑;进一步加强基于大数据的监测模型构建方法研究,为农业干旱监测提供技术保障。
基于文献计量的遥感干旱监测研究进展
该文对WOS核心数据库中7 294篇以及中国知网数据库中1 685篇有关遥感干旱监测研究的文献进行计量分析。结果表明:WOS数据库的相关研究呈缓慢到迅速增加的趋势,CNKI数据呈现迅速增加至略有减少的趋势。中国和美国的研究机构在领域发文量分列前二,且在遥感干旱监测领域合作关系最为密切,中国科学院是发文量最多的研究机构;南京信息工程大学是CNKI数据库中发文量最大的机构。与干旱定义相关的“降水”“土壤湿度”“土壤含水量”等关键词高频出现,机器学习、深度学习算法被大量引入干旱监测中,成为突变关键词。基本干旱类型以及不同干旱类型之间的传播是主要的研究方向,而探究植被以及典型植被对干旱的响应是研究热点,多指标遥感监测方法以及卫星降水数据是遥感干旱监测的重要手段。
城市生态防减灾中人工智能技术应用的进展与逻辑框架
在全球气候变化影响下,传统工程防灾难以解决自然灾害风险的不确定性问题。生态防减灾(Eco-DRR)作为国际韧性城市的前沿理论,对我国韧性城市发展有重要参考价值,人工智能(AI)技术可以很好地解决城市生态防减灾的不确定性问题,然而当前Eco-DRR理论研究与AI技术的实践应用存在断层。该文使用PRISMA2020框架调查城市Eco-DRR中AI技术应用的实践案例,通过质性研究总结城市Eco-DRR中AI技术的应用场景,从生态系统灾害调节服务评估、自然灾害风险评估、Eco-DRR方案决策以及Eco-DRR实施监测与后评估4个阶段剖析城市Eco-DRR中AI技术应用的典型案例。最后基于案例研究提出城市Eco-DRR领域AI技术应用的逻辑框架,总结其在应用过程中工具选择和数据准备的实践经验,探讨城市防灾中Eco-DRR的智能实现途径,为我国城市综合防灾和韧性城市建设提供借鉴。
社区雨洪韧性量化评估方法研究综述
近年来随着极端暴雨事件频发,城市雨洪灾害对社区造成严重的经济损失和人员伤亡,引起社会普遍关注。作为应对灾害风险的新理念,韧性成为城市防洪减灾领域的研究热点,其中社区雨洪韧性有助于提升社区应对突发雨洪灾害冲击的能力,减少灾后损失。通过梳理国内外文献,阐释社区雨洪韧性的概念与内涵,辨析其与雨洪风险概念,明确两者评估的目的和侧重点;梳理社区雨洪韧性量化评估的重点,分别对社区雨洪风险、基础设施韧性和社区雨洪韧性综合框架量化的评估方法展开研究,并比较主要模型方法的特征和优缺点。总结现有研究,发现社区雨洪韧性评估的内容更加丰富,量化的方法趋于复杂,但仍存在社区应对雨洪灾害的风险动态研究较少、基础设施系统间关联和耦合研究不足等问题。建议在未来的研究中,以丰富理论体系和实证研究为导向,结合社区防洪减灾规划和发展目标,推动雨洪韧性评估方法科学化和动态化,因地制宜地改进评估方法在实践中的应用。
土壤中微塑料与环境污染物的复合作用及其对微生物的影响
随着塑料制品在工农业和生产生活中的广泛使用,大量微塑料被释放到土壤中,带来不可忽视的生态环境与健康风险。长久以来,人们更关注微塑料本身的生态毒性,对微塑料与环境中的其他化学污染物的联合作用及其环境效应研究较少。由于土壤微生物在微塑料降解过程中起着关键作用,认识土壤微塑料是如何通过影响土壤环境而直接或间接影响土壤中微生物群落和土壤生态功能的微观机理,已成为未来推进微塑料的降解和科学认识微塑料生态系统风险的关键。本文综述了近年来微塑料在土壤中吸附和迁移机理,以及微塑料的吸附程度和位置对其迁移行为的影响。总结了微塑料与土壤中有机污染物和重金属的复合作用的进展,探讨了这些复合作用对土壤环境风险的影响,包括污染物的毒性、生物利用度和迁移性的变化。评述了微塑料对土壤微生物群落的影响及作用机制,微塑料对微生物的物种丰富度、活性和结构的影响,以及微塑料表面的定殖和选择性富集能力。建议未来应该加强以下三方面的研究:①深入探索微塑料与环境污染物的复合作用及其生态毒理作用的微观机理;②认识土壤中微塑料对土壤微生物群落结构改变的微观机制;③探索通过科学调控土壤理化特性、特异性微生物在微塑料表面的定殖与富集能力等途径来控制土壤中微塑料及微塑料-其他环境污染物复合污染的可能性。
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