甲烷

国内天然气行业的甲烷排放是最具有经济效益的手段。国内甲烷减排起步较晚，因此本文对美国近年来天然气行业甲烷减排经验进行总结，提炼出适合国内天然气行业甲烷减排的经验和启示。2 美国天然气系统甲烷排放时空特征探究1990年—2020年美国天然气生产量、消费量与天然气系统甲烷排放总量的关系，提炼出对应的时空特征。1990年—2020年美国天然气系统甲烷排放总量、天然气消费量、生产量见图1。图1 美国天然气系统甲烷排放总量、天然气消费量、生产量由图1可知，1990年

有限公司0 引言甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体[1]。2021年8月9日，联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）第六次评估报告第一工作组报告特别强调了全球甲烷减排的重要性[2]，“十四五”规划首次将甲烷排放写入五年规划，提出“加大甲烷、氢氟碳化物、全氟化碳等其他温室气体控制力度”[3]。我国煤炭行业的甲烷排放量巨大，其中井工开采是煤炭开采活动中最大的甲烷排放源，其

不同生态系统土壤甲烷氧化过程和甲烷氧化细菌的影响*郭家宏，范 熠，张西美**（中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所/农业农村部旱地农业农村重点实验室，北京 100081）温室气体的大量人为排放导致了近百年来的全球气候变化。甲烷是重要的温室气体，随着全球气温升高，甲烷排放量会随之增加，进一步加剧了全球温室效应。土壤是甲烷重要的源和汇，土壤中的甲烷氧化细菌在平衡甲烷的释放过程中发挥着关键作用。探究温度变化对土壤甲烷氧化能力的影响成为近年来的研究热点。本文综

主要由二氧化碳、甲烷和一些挥发性有机化合物组成。其中，甲烷是全球重要的温室气体之一，对温室效应的贡献约为26%（郑思伟等，2013），且甲烷的全球变暖潜力是二氧化碳的28倍（Pachauri and Reisinger，2014）。垃圾填埋场每年释放的甲烷量约占全球甲烷总释放量的6%~12%（魏素珍，2012）。另外，甲烷还具有易燃、易爆的特点，当空气或土体中甲烷浓度达到一定限值时，很可能发生垃圾填埋场的爆炸、坍塌等事故（付贵，2016）。当前，大量中小型

］，其中温室气体甲烷排放是其中之一。Wolf 等用修正的模型估算了全球畜禽养殖CH4排放量，为119.1±18.2 Tg［2］。我国京津冀地区2017 年养殖业CH4排放量占人为源排放量的20%［3］。因此，重点开展畜禽养殖业CH4废气排放控制研究，对于我国实现“碳达峰”“碳中和”目标要求，促进畜禽养殖业绿色发展具有重要意义。基于甲烷氧化菌氧化转化甲烷是大气中CH4排放控制的重要途径，由于好氧甲烷氧化菌具有生长速率快、容易培养等优点，其被广泛应用到乏风瓦斯

欧洲委员会的甲烷减排策略已于近期出炉，这一步使欧洲成为减少甲烷污染的国际政策先锋。欧洲作为全球最大天然气进口地区，对甲烷的排放和泄漏问题关注已久。人类活动排放的甲烷可能占全球气候变暖成因的25%，这些甲烷来自工农业生产、化石燃料使用和填埋场垃圾。降低油气中甲烷的排放是减缓气候变暖速度最直接、最经济的有效手段，并且是二氧化碳减排的有效补充。根据国际能源署的报道，油气工业在当前技术水平下能够减少75%的甲烷排放量，并且不需要增加净成本就能减排一半。该策略还提到

日本公司通过甲烷化开发零排放的船用燃料油。将从钢厂捕获的二氧化碳和氢气，通过甲烷化反应合成甲烷，然后将合成甲烷液化用作船用清洁运输燃料。参与该项目的公司包括化学公司EX Research Institute Ltd.、工业公司Hitachi Zosen Corp.、造船商Japan Marine United Corp.、工程公司JGC Corp、运输公司Mitsui O.S.K. Lines Ltd.、船级社Nippon Kaiji Kyokai和San

150076)甲烷氧化菌(Methanotroph)是广泛存在于自然界中的一种能够以甲烷、甲醇等单碳化合物为碳源来进行生长的微生物[1]，它对于改善大气中甲烷的平衡具有重要意义，可以预防并阻止日趋严重的温室效应.此外，大量研究表明，甲烷氧化菌在生物可降解塑料、单细胞蛋白的合成、食品抗氧化剂、食品安全检测、三氯乙烯等有机成分的降解以及提供清洁能源等方面也表现出了相当大的潜力[2～5].甲烷氧化菌的代谢主要依靠一种叫甲烷单加氧酶(Methane monoox

thane(生物甲烷)gas from human waste piped to their homes for gas central heating and cooking.Up to 200 families in Didcot now receive the gas,via the national gas power system.Head of energy and technology at British Gas， Martin Orril

底部沉积物会产生甲烷，甲烷主要以气泡的形式冒出水面，进入大气。科學家通过模拟实验证实，温度升高会导致甲烷气泡加速释放。他们推测，气温每上升1℃，甲烷气泡排放量将增加6%～20%，从而导致大气中温室气体的增加。这又造成气温进一步升高和更多甲烷气泡的排放，形成恶性循环。研究还发现，富含营养的水体沉积物会释放更多甲烷，而滥用化肥很容易给沉积物带来过多营养。endprint

星探测器无法测出甲烷印度“火星轨道器任务”（MOM）抵达火星已有两年多，但印空间研究组织（ISRO）至今仍未公布备受期待的火星大气甲烷测量数据，原因是其甲烷探测仪器存在设计上的缺陷。在地球上，甲烷与生命活动密切相关。因此科学家们非常期待获得火星甲烷测量数据。 科学家们现正将获得火星甲烷测量数据的希望寄托在欧洲新近抵达火星的“微量气体轨道器”身上。ISRO则表示MOM甲烷探测器一直在发回有关火星大气甲烷的数据，所收到的数据正在分析之中。（江山）

85）垃圾填埋场甲烷氧化菌及甲烷减排的研究进展王晓琳1曹爱新2周传斌2赵恺凝1赵国柱1（1.北京林业大学生物科学与技术学院，北京 100083；2.中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京 100085）垃圾填埋场是全球最重要的人为甲烷排放源之一，其全球年甲烷释放量为35-69 Tg，垃圾填埋场甲烷减排是目前全球温室气体研究的热点。甲烷氧化菌能够氧化分解甲烷，作为减少大气甲烷排放的重要生物汇，对保持大气中甲烷浓度的平衡具有重要意义。从甲

0092）填埋场甲烷抑制工艺对甲烷释放的影响研究辛丹慧1，2，赵由才1，2，柴晓利1，2（1.同济大学 环境科学与工程学院，上海市200092；2.污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海市200092）分别在冬季与夏季对厌氧工艺与甲烷抑制工艺下的填埋气收集管中甲烷浓度、填埋体内部甲烷浓度及填埋气释放通量进行了测定，发现冬季填埋体内部甲烷浓度明显低于夏季，甲烷抑制单元的填埋体内部甲烷浓度、甲烷释放通量明显低于厌氧单元，说明甲烷抑制工艺可有效抑制填埋场甲烷的

)氮输入对土壤甲烷产生、氧化和传输过程的影响及其机制胡敏杰1，仝川1*，邹芳芳2(1.福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室，亚热带湿地研究中心，地理科学学院，福建 福州 350007；2.福建农林大学安溪茶学院，福建 福州 350002)随着人为氮输入的增加，外源氮成为影响土壤甲烷产生、氧化和传输过程的重要因素。土壤甲烷排放受氮素有效性的调节，氮输入会改变土壤初始环境和甲烷排放规律，最终影响甲烷排放量。综述了氮输入对土壤甲烷产生、氧化和传

315211好氧甲烷氧化菌生理生态特征及其在自然湿地中的群落多样性研究进展邓永翠1,2, 车荣晓1, 吴伊波3, 王艳芬1, 崔骁勇1,*1 中国科学院大学, 北京 100049 2 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室, 南京 210046 3 宁波大学, 宁波 315211甲烷氧化菌是一类可以利用甲烷作为唯一碳源和能源的细菌，在全球变化和整个生态系统碳循环过程中起着重要的作用。近年来，对甲烷氧化菌的生理生态特征及其在自然湿地中的群落多样性研究取得了

18)0 引 言甲烷(CH4)是仅次于二氧化碳的重要温室气体，在温室效应和臭氧层的化学破坏过程中扮演重要的角色。根据2007年IPCC(政府间气候变化专业委员会)第4次评估报告，以平均持续存留时间为100年计算，甲烷在大气中持续时间约为8.4年，其温室效应为二氧化碳的25倍[1]。近年来大气甲烷的增长率有所下降，这可能与甲烷的源汇不均衡有关。笔者经过查阅大量的文献资料，系统归纳整理了目前已知的甲烷源，并对排放数据进行了更新。1 甲烷源甲烷根据其来源可分为人

07)报道，由于甲烷分子具有很强的红外线吸收能力，其单分子的增温潜势是CO2的15～30倍，甲烷对全球变暖的贡献达到了25%，大气甲烷含量已经从前工业化时期的715 nmol/mol,增加到2008年的1 787 nmol/mol[1]。甲烷的排放源主要包括天然湿地、稻田、渗出天然气、废渣填埋场、反刍动物以及燃烧的生物物质[2]。由于湿地生态系统的持续淹水和厌氧环境，使得湿地生态系统甲烷排放量占全球甲烷排放量的25%[3]，成为大气最重要的甲烷来源。研究发

00049)好氧甲烷氧化菌生态学研究进展贠娟莉，王艳芬*,张洪勋(中国科学院大学，北京 100049)好氧甲烷氧化菌是以甲烷为碳源和能源的细菌。好氧甲烷氧化菌在自然环境中分布广泛，人类已从土壤、淡水和海洋沉积物、泥炭沼泽、热泉、海水和南极环境分离到甲烷氧化菌的纯培养。好氧甲烷氧化菌可分为14个属，包括研究较为深入的隶属于变形菌门Alpha和Gamma纲的细菌，以及属于疣微菌门的极端嗜热嗜酸甲烷氧化菌。最近，好氧甲烷氧化菌还被发现存在于苔藓类植物(尤其是泥炭

微生物发酵，产生甲烷(CH4)并排出体外。牛的甲烷能量损失量较大，约占进食总能(GE)的6%［1］或消化能(DE)的12%［2］。以往对甲烷排放量的研究主要针对日粮消化代谢过程中的甲烷能量损失，为饲料能量价值评定和提高能量转化效率提供依据。但甲烷是重要的温室气体来源，其排放量的增加致使全球气温升高。估计全世界家畜年排放甲烷量约8 000万 t，其中牛的甲烷排放量约占 73%［3］(表1)。可见，甲烷的最大生物源是来自反刍动物消化道发酵［3］。因此，近年来反

合成气甲烷化制天然气通过鉴定中科院大连化物所承担的国家“863”项目合成气甲烷化制天然气通过专家验收。该成果有望成为替代国外甲烷化催化剂和工艺的首选技术。项目组针对中低甲烷浓度煤层气的治理与利用，研发了系列甲烷催化燃烧整体结构催化剂并进行了工程放大，在低浓甲烷流向变换工艺系统集成和煤层气脱氧技术系统集成方面取得了显著进展；在合成气完全甲烷化催化剂研制及放大生产、甲烷化反应器及其工艺设计以及多段循环甲烷化工艺系统集成等关键核心技术方面取得了实质性进展。为甲烷