农业部沼气研究所论文

2021年12月22日，诺禾致源来自农业农村部沼气科学研究所的客户在 《 Nature 》 发表了题为：Non-syntrophic methanogenic hydrocarbon degradation by an archaeal species 的研究论文，深圳大学李猛教授及马克斯普朗克海洋微生物研究所Gunter Wegener教授作为共同通讯。文章探究了一类新型产甲烷古菌（ Ca . Methanoliparum）的代谢途径并证实了其独立降解长链烷基烃产甲烷的功能，在古菌厌氧降解长链烷烃产甲烷研究方面取得突破性进展。 其中，16S rRNA微生物多样性、宏基因组和宏转录组测序工作均在诺禾致源完成。 下面，我带大家一起学习下这篇高分文章： Non-syntrophic methanogenic hydrocarbon degradation by an archaeal species 一种古菌以非互营方式实现烷基烃降解产甲烷 期刊： Nature    IF： 文章背景 地下油藏和海洋渗油沉积物中，微生物使用碳氢化合物作为能源和碳的来源。微生物优先消耗烷烃、环状和芳香族化合物，留下未分解的复杂混合物作为残留物，从而改变油的质量。 在没有硫酸盐的情况下，微生物会将厌氧烃降解与甲烷的形成结合起来。该反应最初被 Zengler 等人证明为产甲烷的“微生物烷烃裂解”，大量研究表明它可以在细菌和古细菌的共养相互作用中进行。 在这种同养中，细菌将油发酵成醋酸盐、二氧化碳和氢气，而氢营养型和/或乙酸营养型产甲烷古细菌则使用这些产物进行产甲烷。存在多种厌氧烃活化机制，包括经过充分研究的由甘氨酰自由基酶催化的延胡索酸加成途径。 这种机制在以各种链长的烷烃和其他碳氢化合物为生的细菌中很普遍。相比之下， 几个古菌谱系在特定类型的甲基辅酶M还原酶(MCR)的帮助下激活气态烷烃，该酶最初被描述为催化产甲烷菌中的甲基辅酶M (methyl-CoM)。 厌氧甲烷营养古细菌使用经典 MCR 将甲烷活化为甲基-CoM，然后将其氧化为 CO2。短链烷烃氧化古细菌含有这种酶的不同变体，称为烷基 CoM 还原酶 (ACR)。 类似于甲烷激活MCR，ACR激活多碳烷烃以形成CoM结合的烷基单元。 研究结果 培养的烷烃氧化古细菌通过   Wood-Ljungdahl   和/或   β   氧化途径将短链烷烃（如乙烷、丙烷或丁烷）氧化为   CO2   。 这些古细菌需要共养伙伴细菌，它们接收在烷烃氧化过程中释放的还原当量以进行硫酸盐还原 。然而，许多未培养的古菌谱系含有 acr 基因，这表明降解碳氢化合物的古菌远比少数培养的代表所描绘的更加多样化。 最近描述的宏基因组组装基因组   (MAG) ‘ Candidatus  Methanoliparia’编码了规范   MCR   和   ACR。这种独特的   MCR-ACR   组合，结合额外的基因组特征，如膜结合甲基钴胺素：CoM   甲基转移酶   (Mtr)，表明这些古细菌结合了烷烃的降解和甲烷的形成，而无需共养伙伴。然而，这些说法缺乏直接的生理证据。   该研究培养了来自地下油藏的 Ca . Methanoliparum。 分子分析表明， Ca . Methanoliparum含有并过度表达编码烷基辅酶   M   还原酶和甲基辅酶   M   还原酶的基因，这些基因是古菌多碳烷烃和甲烷代谢的标记基因。 不同底物的孵育实验和辅酶-M 结合中间体的质谱检测证实。 Ca . Methanoliparum   不仅在各种长链烷烃上茁壮成长，而且在   n -烷基环己烷和具有长   n -烷基   (C≥13)   部分的   n -烷基苯上也能茁壮成长。 相比之下，短链烷烃（如乙烷到辛烷）或具有短烷基链（C≤12）的芳烃没有被消耗。 Ca  Methanoliparum   在富油环境中的广泛分布表明这种烷营养型产甲烷菌可能在碳氢化合物转化为甲烷中起关键作用。 总之，该研究发现一种来自油藏的新型的产甲烷古菌，可在厌氧环境下直接氧化原油中的长链烷基烃产生甲烷，突破了产甲烷古菌只能利用简单化合物生长的传统认知，拓展了对产甲烷古菌碳代谢功能的认知。 这一研究完善了碳素循环的生物地球化学过程，并为枯竭油藏残余原油的生物气化开采——“地下沼气工程”奠定了科学基础。 16S扩增子测序通过对特定长度的 PCR 产物进行测序分析，研究环境微生物多样性及群落组成差异，避开了微生物分离培养困难的问题；宏基因组（Metagenome）测序以生态环境中的DNA为研究对象，可以获得的整个环境微生物的基因组，主要侧重于研究基因的结构，预测潜在的代谢功能和基因表达情况，能有效的扩展微生物资源的利用空间；宏转录组（Metatranscriptome）测序以环境中全部RNA为研究对象，获得具有转录活性的基因。如果说16S扩增子是研究样本“存在什么”，宏基因组是研究样本“能做什么”，那么宏转录组则是研究样本“正在做什么”。 以“16S+宏基因组+宏转录组测序”更能清晰的探究微生物的物种变化趋势、精确深入至功能基因层面，解析环境体系变化的分子机制，为全面解析环境微生物群落中的重要物种和基因信息提供了一种有效手段。 参考文献 Zhou, Z., Zhang, Cj., Liu, Pf. et al. Non-syntrophic methanogenic hydrocarbon degradation by an archaeal species. Nature (2021).

能源开发利用会对环境产生不同程度的不利影响。下面我给大家分享一些能源与环境科技论文范文，大家快来跟我一起欣赏吧。 能源与环境科技论文范文篇一 能源问题\环境污染与“节能减排” 摘要:本文就能源危机和环境污染现状做了阐述,并就如何尽快的转变生产方式、生活和消费方式,如何让节能减排成为全社会的自觉行动作了总结。 Abstract: This paper energy crisis and environmental pollution are described in detail on how the changes as soon as possible modes of production, living and consumption patterns, how to make energy conservation a conscious action of society as a whole are summarized. 关键词:能源危机 环境污染 节能减排 Key words: energy crisis environmental pollution energy conservation 一、能源概述及能源问题 能源 凡是能够提供某种形式能量的物质或是物质的运动,统称为能源。人们在日常生产和生活中,需要各种形式的能量,例如,在高炉中熔化铁矿石需要热能,开动机器需要机械能,使用电器需要电能等等,总之,人类的生产和生活与能源息息相关。 世界能源问题 从长远和全球的观点来看,所谓“能源问题”,就是化石能源短缺或接近枯竭的问题,确切地说就是“石油问题”。 什么是“石油问题”? 若突然截断石油来源,很多国家的经济将处于瘫痪状态。没有人比日本人更能理解什么是“石油问题”和石油究竟意味着什么,因为其99%的石油消费都依赖进口,而几乎所有的工业产品甚至日用品都与石油密切相关。 能源危机对中国的冲击“中国能源问题,已经到了牵一发而动全身,不改革没有出路,很难委曲求全的时候了。” 20世纪90年代初期,我国的能源尚可自给自足,因为我国有自己的煤,自己的油田,丰富的水能资源以及生物能源(主要是沼气)。目前比较普遍的看法是,油价上涨也并不会影响中国经济的总体平稳增长。然而, 若无远虑,必有后患。 目前我国的单位GDP能耗高出世界平均水平70%, 单位建筑面积采暖能耗比发达国家高出2至3倍,石油对外依存度接近50%,石油进口量仅次于美国。根据国研中心的研究报告,到2020年,中国的石油需求量的下限为亿吨,上限为亿吨,而预计届时国内的产量只有亿到2亿吨,这就意味着中国石油对海外资源的依存度至少将达到55%以上,与目前美国58%的对外依存度大体相当。显然中国的能源和部分矿产资源对外依存度很高,已经严重约束中国经济可持续发展。 二、环境污染 环境污染是指人类向环境中排放废弃物的数量超过了环境的自净能力而引发的环境问题。例如,工业“三废”不加处理排放到大气、江河、湖海和土壤中,造成大气污染、水污染、土壤污染;人们生产和生活产生的大量垃圾,造成固体废弃物污染;交通、工厂等造成的噪声污染;放射性泄露产生的放射性污染等等。 中国环境污染问题 城市是人类对环境影响最深刻、最集中的地方,也是环境污染最严重的地方。世界上10个污染最严重的城市中,中国占了5个。为此付出的代价是:据我国专家偏保守的估计,每年由于环境污染和生态破坏所造成的经济损失高达2000亿元。据流行病学调查,我国空气污染导致呼吸系统疾病发病率的归因百分比为30%以上。 噪声和固体废物污染有待解决。全国的城市道路交通噪声声级基本在70――76分贝之间;据40多个城市监测,的城市交通噪声平均声级超过70分贝的极限值;多数城市环境噪声污染状况也呈逐渐恶化趋势,全国2/3城市居民在噪声超标环境下工作和生活。我国工业固体废物的产生量和堆存量以平均每年2000万吨的速度增长。1992年工业固体废物产生量达到亿吨,堆存量达到亿吨,占地万公顷。城市垃圾以每年10%的速度增加,1992年达到8262万吨,造成垃圾包围城市的严重局面。固体废物中含有各种有毒有害物质,扬尘污染大气,渗滤液污染地表水和地下水,堆存物污染农田,造成土壤质量下降,并成为重大的环境隐患。 三、中国应对能源问题和环境污染的措施――节能减排 与国际经济接轨,中国面临巨大压力。中国经济的高速发展取得了令世界瞩目的成就,但同时也令人担忧――发展中消耗了太多的能源和原材料。 比如,中国创造1万美元价值所需的原料,是日本的7倍,是美国的近6倍,或许更令人尴尬的结果是,比印度还多3倍。这种增长基本上是靠外延扩大再生产,靠拼资源、拼能源取得的。这种以高物耗、高能耗、粗放经营为特征的传统发展模式,如不彻底改变,既难以持久,也无法同他国竞争。面对越来越严峻的能源问题和环境污染,我们必须要有措施和对策。 第一、开源。我们的煤炭储量很丰富,但要提高其开发利用的技术,提高能源利用效(中国每吨标准煤的产出效率仅相当于美国的,日本的),这些资源更不能再廉价出卖,因为它是非可再生资源,储量也是有限的;大力发展水电和生物能等可再生的能源,我国水能资源蕴藏量达亿千瓦,居世界第一,但绝大部分还未开发利用,生物能的利用率还很低,中国农村的麦杆等农业副产品基本上是放火烧掉了,这样既浪费能源又污染环境;大力开发利用太阳能,它是一种洁净的可再生能源,对太阳能的开发利用将可能是摆脱能源危机的最终出路。 第二、节能减排,实施清洁生产和提倡文明消费 我国作为一个发展中的国家,不能盲目地跟随西方工业化国家利用化石能源发展工业,不能盲目地加速地增加私家汽车……,否则,中国必将提前遭受能源危机的冲击!只有实施清洁生产和大力提倡文明消费,走可持续发展的道路才是我们必然的选择。 公众既是消费者,又是生产者,也是环境的管理者。实现可持续发展的目标,意味着一场深刻的变革,是人们世界观、价值观和道德观的变革,是人们行为方式的变革,公众是否愿意接受并积极参与,是实施这些变革的必要条件。如果13亿中国人每人少用一双一次性木筷,一张白纸,一张贺年卡,全国加起来将是多么巨大的数字,相当于保护多大的一片森林!如果全国照明灯具全部改换成节能灯,那么全国一年可节电约600亿度,而要生产这么多电,则需要300亿公斤煤炭。推进节能减排,仅有政府的积极推动和引导,广大企业的落实是不够的,还需要社会各界,特别是全体城乡居民的支持和参与! 让我们每一个公民行动起来,从我做起、从点滴着手、从现在做起、从身边做起,为实现国家的节能减排目标作出自己的贡献,共同创造更加节约、更加洁净、更加文明的可持续发展的美好生活。 能源与环境科技论文范文篇二 能源开发利用与环境污染问题的分析研究 [摘要]能源开发利用会对环境产生不同程度的不利影响。我国能源环境问题法律规制的现状与缺陷，我国能源环境问题已成为亟待解决的现实和战略问题。通过分析目前我国能源开发利用中的环境问题的法律规制的现状，指出其缺陷，并提出了一系列的完善措施。 [关键词]能源 环境问题 法律规制 环境污染 [中图分类号] X502 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-211-2 随着我国全面建设小康社会步伐的加快，对能源生产和能源消费会有更高的要求，能源需求的持续快速增长必将使我国的环境保护面临更加沉重的压力。由能源开发利用导致的能源环境问题既是我国当前面临的现实问题，也是影响我国长远发展的战略问题，是我国实现可持续发展的基础和重要保障之一。法律作为现代社会权威、有效的社会调整方式，在此问题的解决上理应发挥重要作用。 1能源开发利用对环境的不利影响 (1)石油和天然气勘探开采与利用对环境的不利影响。油田勘探开采过程中的井喷事故、采油废水、钻井废水、洗井废水、采出水回注的污水排放;气田开采过程中产生的地层水，含有硫、卤素以及锂、钾、溴、铯等元素，其主要危害是使土壤盐渍化;油气田开采过程中的硫化氢排放;炼油废水、废气(含二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、烃类、一氧化碳和颗粒物)、废渣(催化剂、吸附剂反应后产物)排放;海上采油影响海洋生态系统，石油因井喷、漏油、海上采油平台倾覆、油轮事故等原因泄入海洋，对海洋生态系统产生严重影响;在交通运输业，机动车尾气等造成大气污染，排放一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅等污染物等。 (2)煤炭的开发利用对环境的不利影响。煤炭在开采过程中会造成矿山生态环境的破坏，对生物栖息环境造成影响，此外还产生地表的破坏，引起岩层的移动、矿井酸性排水、煤矸石堆积、煤层甲烷排放等。煤炭燃烧过程中产生大量二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、烟尘和汞等污染物，是造成大气污染和酸雨的主要原因，煤炭燃烧同时也排放温室气体，造成全球性环境问题。 (3)水电开发对环境的不利影响。水电是一种相对清洁的能源，但其对生态环境和水环境仍有多方面的不利影响。主要表现在：截流造成污染物质扩散能力减弱，水体自净能力受影响;淹没土地、地面设施和古迹，影响自然景观;泥沙淤积会使上游河道截面缩小，河床抬高，下游河岸被冲刷，引起河道变化;改变地下水的流量和方向，使下游地下水位升高，造成土壤盐碱化，甚至形成沼泽，导致环境卫生条件恶化而引起疾病流行;建设过程采挖石料和填土，破坏自然环境。 (4)核能开发利用对环境的影响。核能对环境的影响主要来自两个阶段：核燃料生产和辐射后燃料的处理。由于人类无论何时何地都处于各种来源的天然放射性辐射之中，通常燃料生产过程的放射性污染较轻，一般不构成严重危害。 (5)可再生能源开发利用对环境影响的不利影响。可再生能源开发利用整体上较传统化石能源来说，更加清洁安全，但是开发利用可再生能源仍然会带来一些环境问题。 2我国能源环境问题法律规制的现状与缺陷 为了有效地控制能源活动对环境的不利影响，解决能源环境问题，我国制定了一系列的法律、法规来加强对能源活动的管理。 能源开发利用中的环境问题的一般法律规制现状及其缺陷。 (1)法律规制的现状。环境立法。通过相关环境立法，我国已形成了一个比较完善的能源环境的基本法律制度体系。电力立法。电力是由一次能源转化来的优质二次能源，是当今世界上应用最广泛的一种能源。电力行业是环境污染的重要产生源泉，作为规范电力建设、生产、供应和使用活动的电力立法，其中也必然涉及环境保护的规定。 (2)法律规制的缺陷。一些实践中与能源行业密切相关的行之有效的管理手段如总量控制、排污权交易、生态补偿等还有待进一步法制化，为其施行提供更多的法律支撑。我国在能源立法的问题能源环境问题的法律规制上还做的远远不够，其根源在于我国能源立法的极度弱化。仅仅依靠环境立法中的一些普适性规定是远远不够的。 石油天然气开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷 (1)法律规制的现状。目前我国没有专门的石油天然气法，也没有系统规范石油天然气开发利用的环境保护的专门法规，相关规定散见于其他相关法律法规中。 (2)法律规制的缺陷。其缺陷主要包括：立法不健全，空白较多;现行规定过时，亟待修改;多头管理，执法不力。 煤炭开发利用中的环境问题的法律规制现状及其缺陷 (1)法律规制的现状。我国《煤炭法》第十一条确立了“开发利用煤炭资源，应当遵守有关环境保护的法律、法规，防治污染和其他公害，保护生态环境”的基本原则。目前煤炭开发利用中的环境保护并没有专门的法律法规予以规范，有关立法散见于相关法律法规及规范性文件中。 (2)法律规制的缺陷。以上法律规定对减少煤炭勘探开采对生态环境的破坏、降低燃煤污染尤其是二氧化硫污染起到了重要作用，但在体系上与具体制度上还存在着很多缺陷。 水电开发中的环境问题法律规制现状及其缺陷 (1)法律规制的现状。水电开发对保证能源供应、改善能源结构、减少污染都起到了十分重要的作用。水电开发与环境保护的对立与协调成为非常具有争议性的问题。水电是利用水能进行发电，因而属于可再生能源。 (2)法律规制的缺陷。我国针对水电开发环境保护的立法还处于严重缺位的状态。就最为关键和重要的管理制度――环境影响评价制度而言，现行的立法技术性规范居多，缺乏明确的监管、程序、责任追究等规定，导致该制度的执行在实践中遇到很大的困难。 核能开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷 (1)法律规制的现状。核能开发利用中的环境保护主要是放射性物质环境污染的防治问题。 (2)法律规制的缺陷。期主要问题是：立法空白;现行立法文件的问题。 可再生能源开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷 (1)法律规制的现状。可再生能源相对传统化石能源来说属于清洁能源，但是其开发利用仍可能会带来一些环境问题。 (2)法律规制的缺陷。加强开发利用的管制仍然很有必要。根据前面对法律规制的现状分析，我国目前在这一领域的主要问题就是立法空白较多，生物能、海洋能、地热能等新能源开发都缺乏必要的专门规定，有可能导致开发的混乱和无序，污染和破坏环境。 3我国能源环境问题法律规制的完善 完善相关环境及能源立法，加强能源环境问题的一般法律规制 (1)完善有关环境立法。我国有环境保护基本法《中华人民共和国环境保护法》在法规体系建设上，应制定国家环境保护的基本法―《国家环境政策法》，并通过制定生态保护法律法规及完善现有污染防治法律法规，构建比较完善的生态保护与污染防治并重的法律框架。 (2)完善有关能源立法。能源是环境问题中最难解决的问题，而环境则是能源问题中最难解决的问题，只有实现能源法与环境法更紧密的结合，才能有效解决能源环境问题。因此，未来我国应对其予以足够的重视，加强完善相关立法。 完善石油天然气开发利用中环境问题的法律规制 加强石油天然气的开发利用对我国能源安全具有决定性的战略意义，相应地我们也应更加关注其开发利用中的环境保护问题，完善立法，提高执法水平。 完善煤炭开发利用中环境问题的法律规制 煤炭在我国能源结构中占有主体地位，随着我国经济社会的快速发展，能源需求急速增长，煤炭高强度开发，煤炭开采过程中的环境破坏日益严重，燃煤排放的二氧化硫等污染物大幅增加，已经成为我国环境问题的重中之重。 完善水电开发中环境问题的法律规制 从世界范围看，促进水电发展都是能源发展战略的重要一部分。在我国的现实国情下，水电建设仍是我国国民经济的重要基础事业，对社会经济发展起到重大支撑作用。在水电开发中切实保护生态环境，通过生态环境保护促进水电建设的健康发展，特别是以科学的发展观为指导，建立与生态环境友好的水电工程建设体系，是实现水电开发与生态环境保护协调发展的正确途径。 完善核能开发利用中环境问题的法律规制 积极推进核能开发利用，是我国重要的能源战略，而“安全第一、质量第一”一直是我国核工业发展的指导方针。 完善可再生能源开发利用中环境问题的法律规制 为了避免无序发展，破坏环境，立法应当具有一定超前性，未雨绸缪，对开发利用的环境保护问题予以一定规制。未来我国可以考虑从以下几个方面逐步予以完善：利用可再生能源发展基金推动开发利用可再生能源环境友好技术的发展;适当的时候由国务院出台或者国家发改委、国土资源部、水利部、农业部、海洋局、环保部等联合出台《可再生开发利用环境保护管理条例(办法)》，就该问题作系统规定;制定可再生能源开发利用环境影响评价的相关标准、导则，完善环评制度;地热能开发利用及潮汐电站建设运行对环境的不利影响较大，未来应重点加强这方面的研究，适时出台相关的环境保护管理规定;利用政策引导、资金、技术支持等手段推动农村新能源的发展，减少高污染、低效率的秸秆、薪柴等的直接燃烧利用。看了"能源与环境科技论文范文"的人还看: 1. 关于科技论文范文 2. 环境治理优秀论文范文 3. 有关保护环境论文范文 4. 关于节能环保科技论文 5. 建筑节能新技术论文范文