地質(zhì)儲存二氧化碳泄漏對土壤——植物系統(tǒng)的影響.pdf

1、當(dāng)前，地質(zhì)儲存CO2被公認(rèn)為是能在短期內(nèi)迅速減少大氣CO2含量的有效舉措之一。然而，由于儲存于地下的超臨界CO2會受到各種因素的影響，很有可能會發(fā)生泄漏，因而對儲存點附近乃至更大區(qū)域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極其嚴(yán)重的威脅。特別是土壤作為生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量交換的主要介質(zhì)，其理化性質(zhì)的好壞直接決定地下水水質(zhì)優(yōu)劣、微生物群落多樣性及地表植物的生長性狀等。因此研究CO2泄漏對土壤理化性質(zhì)的影響至關(guān)重要。
　　本文通過溫室試驗、地下試驗桶試驗、粘土

2、柱試驗分析了不同濃度CO2入侵土壤后，對土壤肥力相關(guān)化學(xué)性質(zhì)及土壤部分物理性質(zhì)的影響，并結(jié)合地表植物(大豆、蘿卜、小麥與豌豆)的生長性狀研究了不同濃度CO2入侵對土壤——植物系統(tǒng)的的影響，成果對進(jìn)一步研究CO2泄漏所引起的土壤環(huán)境變化有一定的借鑒作用，力求為地質(zhì)儲存CO2技術(shù)的安全性提供理當(dāng)前，地質(zhì)儲存CO2被公認(rèn)為是能在短期內(nèi)迅速減少大氣CO2含量的有效舉措之一。然而，由于儲存于地下的超臨界CO2會受到各種因素的影響，很有可能會發(fā)生泄

3、漏，因而對儲存點附近乃至更大區(qū)域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極其嚴(yán)重的威脅。特別是土壤作為生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量交換的主要介質(zhì)，其理化性質(zhì)的好壞直接決定地下水水質(zhì)優(yōu)劣、微生物群落多樣性及地表植物的生長性狀等。因此研究CO2泄漏對土壤理化性質(zhì)的影響至關(guān)重要。
　　本文通過溫室試驗、地下試驗桶試驗、粘土柱試驗分析了不同濃度CO2入侵土壤后，對土壤肥力相關(guān)化學(xué)性質(zhì)及土壤部分物理性質(zhì)的影響，并結(jié)合地表植物(大豆、蘿卜、小麥與豌豆)的生長性狀研究了不同濃度

4、CO2入侵對土壤——植物系統(tǒng)的的影響，成果對進(jìn)一步研究CO2泄漏所引起的土壤環(huán)境變化有一定的借鑒作用，力求為地質(zhì)儲存CO2技術(shù)的安全性提供理論與現(xiàn)實依據(jù)。
　　本試驗采用人工模擬CO2泄漏地表的方式，將預(yù)設(shè)濃度的CO2氣通過軟管輸送至各試驗區(qū)底部，讓其源源不斷地泄漏至溫室與地下試驗桶，并分析了土壤pH值、總有機碳、氮、磷、鉀、水溶性鹽的變化，以及地表植物的生長性狀。后期模擬超常壓CO2泄漏至粘土隔水層，測定了粘土的溫度、含水率、負(fù)

5、壓、pH值的變化。通過試驗，主要得到以下結(jié)論：
　　(1)當(dāng)CO2濃度為2％、4%、8%時，隨濃度的增加，溫室試驗區(qū)各植物根際處的土壤pH值有所上升，最高達(dá)9.34左右，Ca2+、Mg2+含量減少；相比于對照，種植大豆、蘿卜、小麥與豌豆的土壤總有機碳增加了1.56%～43.75%；營養(yǎng)元素氮、磷、鉀均有所下降：蘿卜、豌豆根際處的土壤總氮在8%試驗區(qū)分別減少了11.98%、10.25%，小麥、豌豆根際處的土壤硝氮在8%試驗區(qū)分別減少

6、了94.65%、76.68%，總磷、速效磷、全鉀、速效鉀都隨CO2泄漏濃度的增加表現(xiàn)出下降趨勢。在這一濃度范圍，蘿卜與豌豆的生長得到了促進(jìn)。
　　(2)當(dāng)CO2泄漏濃度為5%、10%、15%時，隨濃度的增加，溫室土壤的pH值有所上升，最高達(dá)9.11，且Ca2+降幅較大；相比于對照，總有機碳在5%、15%濃度區(qū)各減少了10.38%、16.51%；土壤營養(yǎng)元素方面：總氮、硝氮在15%試驗區(qū)分別減小了17.5%、87.01%，速效磷與速

7、效鉀在5%試驗區(qū)顯著下降了15.18%、16.06%，總磷與全鉀在高濃度CO2入侵下有略微的增加。在這一濃度范圍，豌豆、黑麥草隨CO2濃度的增加，葉片稀疏且發(fā)黃。
　　(3)當(dāng)5%、10%、15%濃度的CO2入侵室外地下試驗桶兩年后，土壤總有機質(zhì)、氮素水平、磷、鉀的分布都表現(xiàn)出桶上端要顯著高于桶底處，且基本與CO2濃度無關(guān)。其中，pH值在高度上無明顯變化；隨著CO2濃度的增加，在桶底與頂端處，總氮有略微的減少，速效鉀在10%濃度區(qū)