沼肥对甘薯品质和铜锌累积的影响研究

通过田间试验,探讨了沼肥对甘薯的增产效应及其对甘薯品质、重金属吸收的影响.结果表明:(1)增施沼肥可以显著提高甘薯产量,施用30.0 t/hm2沼肥的甘薯产量最高,增产29.1％.(2)甘薯的不同器官中粗蛋白含量存在差异.甘薯叶中粗蛋白含量最高,甘薯藤中含量次之,而果实中含量最低.为了提高甘薯中粗蛋白含量,沼肥施用量应低于10 t/hm2.(3)施用沼肥对甘薯对铜的吸收没有显著影响；过量沼肥施用会促进甘薯对锌的吸收.沼肥施用对甘薯不同器官吸收铜、锌的影响依次为甘薯叶＞甘薯藤＞甘薯果实.(4)优质甘薯种植中沼肥施用量不宜超过10 t/hm2,如果考虑土壤重金属和氮素累积风险,保证土壤安全的甘薯沼肥科学施用量宜为6.1 t/hm2.     

高寒地区刺儿菜对重金属镉污染土壤修复效果研究

为探究刺儿菜在不同施肥水平下对土壤重金属的修复作用与效果,对研究区进行了不同尿素水平的施肥试验,并定量分析了其试验结果。结果表明:施用231.5~925.9kg/hm2尿素,刺儿菜地上部分生物量和镉积累量均显著提高,镉提取率与对照组相比升高了15.44%~35.12%,施用694.4kg/hm2尿素时效果最佳。刺儿菜对镉的转移系数和富集系数均大于1,具备超富集植物的基本特征,可作为该污染区土壤修复的乡土植物。     

不同化肥品种对水稻铬吸收和分配的影响

采用盆栽试验,研究在300mg/kg铬污染水稻土中分别施加氮肥(NH4Cl、NH4NO3、Ca(NO3)2和CO(NH2)2)、钾肥(K2SO4和KCl)、磷肥(Ca(H2PO4)2和NaH2PO4)对水稻生长以及吸收和分配铬的影响。结果表明:(1)施肥处理虽然增加了水稻的产量,但也改变了水稻植株对土壤铬的吸收和积累。从总体上看,不同施肥处理对水稻植株总铬的影响达到显著水平(p0.05);氮肥、钾肥处理的水稻植株总铬比对照处理增加了1.7%~72.9%,磷肥处理的水稻植株总铬比对照处理降低了2.1%~21.9%。(2)不同施肥处理明显影响了铬在水稻植株内的分配与迁移。受试的氮肥、钾肥不仅促进水稻根部对铬的吸收和累积,也促进了铬向地上部分迁移;而磷肥则降低了水稻根部对铬的吸收和累积以及铬向地上部分迁移。(3)受试8种不同施肥处理均显著提高了水稻糙米总铬,施肥处理后水稻成熟期糙米总铬为1.10~1.32mg/kg,均超过《食品中污染物限量》(GB 2762—2005)中铬的限量(粮食1.0mg/kg),比对照处理提高了139.1%~187.0%,增加了铬通过食物链威胁人体健康的风险。     

施加氮磷肥及Pb胁迫对小白菜Pb含量的影响研究

为了研究施肥对小白菜Pb含量的影响,采用盆栽试验种植小白菜,分析土壤中不同浓度氮肥、磷肥及Pb胁迫对小白菜地上部分和根系吸收Pb的影响。结果表明,无Pb胁迫下,在土壤中施加氮肥对小白菜株高、根长和鲜质量均有一定的促进作用,有Pb胁迫(300mg/kg,下同)下,施氮肥对小白菜株高和鲜质量有促进作用,但对根长有抑制作用。无Pb胁迫下,在土壤中施加一定量的磷肥能促进小白菜鲜质量的增长,但却对株高有一定的抑制作用;中高质量浓度施磷处理(150～225mg/kg)会抑制小白菜地上部分对Pb的吸收,低质量浓度施磷处理(≤75mg/kg)则会促进小白菜地上部分和根系对Pb的吸收;有Pb胁迫下,施加磷肥对小白菜的株高和鲜质量均有一定的促进作用,且抑制了小白菜根系对Pb的吸收。研究土壤氮肥最佳施用量为300mg/kg,磷肥最佳施用量为150mg/kg,此时小白菜的鲜质量达到最大,且小白菜地上部分对Pb的吸收量相对较小。     

氮肥对污染农田土壤中铅的调控效应

用铅污染农田土壤做盆栽试验,研究了氮肥品种和施用量对小白菜吸收铅及土壤中铅形态的影响.结果表明,在氮肥施用量相同的条件下,施用不同形态氮肥对小白菜地上部及根系吸收铅有显著影响;适量的NH4NO3不会对小白菜地上部造成显著影响,增施Ca(NO3)2也不会造成小白菜地上部含铅量的继续增加;各施氮处理的土壤pH较不施氮处理的土壤pH均有不同程度的降低,且以(NH4)2SO4处理的土壤pH下降幅度最大,施用Ca(NO3)2的处理的土壤pH变化不显著;氮肥在一定程度上会影响土壤中各形态含铅量,其中对交换态、碳酸盐结合态、无定形氧化锰结合态,无定形氧化铁结合态及有机结合态含铅量影响较大,但并未改变各形态铅的分布顺序;小白菜吸收的铅主要来源于土壤中的交换态铅,但也可吸收部分碳酸盐结合态铅、铁锰氧化物结合态铅及有机结合态铅,甚至可吸收部分残渣态铅.     

脱硫石膏改良碱化土壤种植枸杞的效果研究

利用燃煤电厂脱硫石膏改良盐碱地对于废弃物资源化利用和发展循环经济具有重要意义。选择具有典型代表性的宁夏西大滩碱化土壤,采用两因素随机区组田间实验设计,进行脱硫石膏改良碱化土壤种植枸杞的效果实验研究。研究表明脱硫石膏施用量和施用深度不同,对于降低土壤碱化度、总碱度和pH值,改良土壤碱性的效果不同;脱硫石膏施用量不同,对于促进枸杞枝条和径杆的生长不同。施用量24 000 kg/hm2较48 000 kg/hm2提高枸杞枝条生长量10.5%～18.7%、径杆生长量10.5%～18.7%;脱硫石膏施用量24 000 kg/hm2,施用深度60 cm更有利于提高枸杞红果体积、红果鲜重和产量。脱硫石膏施用量24 000 kg/hm2,施用深度60 cm较未施脱硫石膏提高枸杞红果体积、红果鲜重和产量分别为28.3%、15.0%和37.9%。     

富营养化水体的水芹菜浮床栽培试验

通过水面浮床栽培试验,研究了水培水芹菜(Oenanthe javanica)植株的生长特征、生物量的解析结构,以及水芹菜在富营养化水体中对氮、磷的吸收,水芹植株的平均鲜量为85.22 g,其中水上部分占82%,水下部分占18%,生物量分布主要集中在水上部分.其对N 、P的直接吸收分别可以达到43.63～67.46 kg/(hm2·a)和9.828～10.29 kg/(hm2·a).结果表明,水芹是一种适合在低温的情况下进行水培的植物,并对富营养化水体有良好的净化效果.     

不同Cd污染特征稻田施用钝化剂对水稻吸收积累Cd的影响

选择长株潭地区典型化工点源污染、污水灌溉面源污染和大气沉降面源污染的镉(Cd)污染稻田,研究钝化剂施用对稻田土壤Cd形态、水稻Cd含量的影响。结果表明,不同Cd污染特征稻田施用石灰对水稻产量无显著影响,但能显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量和水稻稻米及茎叶Cd含量;而施用钝化剂不仅可显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量、水稻稻米与茎叶Cd含量,还可增加水稻产量。通过钝化剂用量与产量的二次拟合曲线计算可知,北山、梅林桥、大同桥三实验点最高理论产量分别为7 879、9 274和9 064 kg·hm~(-2),对应的钝化剂施用量分别为1 557、1 248和2 752kg·hm~(-2);而钝化剂用量与稻米Cd含量的二次拟合曲线计算可知,三实验点最低理论稻米Cd含量分别为0.143 8、0.063 7和0.232 4 mg·kg-1,对应的钝化剂施用量分别为2 079、1 823和1 689 kg·hm~(-2)。研究结果还表明,Cd污染源对钝化剂降低土壤Cd有效性无显著影响,但会影响水稻对Cd的吸收积累。大同桥点施用石灰和钝化剂皆可显著降低土壤有效态Cd含量,但受污水灌溉的影响,稻米Cd含量较高;化工点源污染的北山点土壤有效Cd含量虽高,因污染源已断,施用石灰和钝化剂皆能显著降低土壤Cd的有效性和稻米Cd含量;而受大气沉降污染的梅林桥点,土壤Cd含量虽高,但土壤Cd有效性较低,施用石灰和钝化剂皆可有效钝化土壤中的Cd,并显著降低稻米Cd含量。     

碳酸钙和海泡石组配对水稻中Pb和Cd迁移转运的影响

为研究组配改良剂LS(碳酸钙+海泡石)对农田土壤重金属Pb和Cd的固化效果以及水稻各部位吸收累积Pb和Cd的影响,在湘南2个矿区(矿区A和矿区B)附近污染稻田中施用了不同添加量的LS(0、2、4和8 g/kg),并进行了水稻种植的田间实验。结果表明,(1)施用2~8 g/kg的LS能使矿区A和矿区B土壤pH值分别增加1.11~1.95和1.61~2.31个单位,能使矿区A和矿区B土壤中Pb和Cd的TCLP提取态含量分别降低18.6%~62.7%、15.7%~37.1%和38.6%~66.7%、0~76.6%。(2)LS能不同程度地降低水稻各部位重金属含量。矿区A糙米中Pb和Cd含量降低9.4%~35.6%、56.1%~66.8%;矿区B糙米中Pb含量降低14.4%~36.6%,而Cd含量变化不明显。(3)LS对水稻中Pb和Cd在各部位之间的转运系数均有不同程度的影响,其中Pb和Cd从茎叶到谷壳的转运系数最大,说明水稻茎叶对重金属的转运能力最强。(4)LS添加量为8 g/kg时,Pb和Cd从谷壳到糙米的转运系数最小,且糙米中Pb和Cd含量最低。     

城市生活垃圾和污泥混合堆肥中氮素变化规律研究

进行了不同比例的垃圾和污泥混合的高温好氧静态堆肥小试试验,主要研究了堆肥过程中全氮、氨氮、硝态氮、水溶性氮以及有机碳等的变化.结果表明,堆肥过程中有机碳、全氮和碳氮比呈下降趋势;堆肥产品中全氮与其初始浓度成正比,初始浓度越高,结束时全氮越高;碳氮比在整个堆肥过程中变化不大;氨氮的变化显著,堆肥23 d,3种比例的混合样品(垃圾和污泥体积比分别为9∶1、5∶1和3∶1)中的氨氮分别由堆肥前的11.1、10.9、10.5 g/kg下降到1.1、2.1、3.1 g/kg;水溶性全氮和水溶性氨氮的下降趋势明显,水溶性氨氮是构成水溶性全氮的主要成分,堆肥前期温度的上升引起水溶性全氮和水溶性氨氮的迅速下降;硝态氮和水溶性硝态氮的浓度低,变化小;氮素损失主要在第3～10天的堆肥高温期,污泥量越大,氮素损失越严重,氮素损失率最高达45%.     

氮素形态对烟草根际镉的有效性及镉吸收的影响

采用盆栽实验,研究了不同氮素形态对酸性紫色土和中性紫色土中烟草根际有效镉含量及烟草吸收镉的影响。结果表明,氮素形态对烟草根际有效镉含量的影响不显著,但铵态氮(AN)和铵态氮+硝化抑制剂双氰胺(AN+DCD)使非根际有效镉含量显著提高。2种土壤中,烟草的生物量均以AN+DCD处理最高;烟草地上部镉含量在酸性紫色土中以硝态氮(NN)处理最高,中性紫色土中则以AN+DCD处理最高;烟草地上部镉累积量均以AN+DCD和AN+NN处理最高。从植物修复角度,2种土壤宜以铵态氮与硝态氮混合或铵态氮与双氰胺混合方式施用。     

接种菌剂对城市污泥生物干化过程中干化效果和氮素转化的影响

以广州某污水处理厂压滤污泥为原料,木屑为调理剂,添加接种菌剂和碳源,采用间歇强制通风方式进行了周期8 d的生物干化实验,研究了不同接种菌剂量对生物干化过程中温度、含水率、pH、挥发分以及氮素形态转变的影响。实验共设4组,接种菌剂添加量分别为0、2‰、4‰和6‰,其他条件相同。实验结果表明,在接种菌剂添加量为4‰时,综合生物干化效果最好。堆体温度和pH在初期升高最快,含水率降低到51.73%,挥发分降低到42.04%。在氮素转化方面,污泥中的氮素在初期最容易向氨氮转化,而后期则较多的向硝氮转化。污泥的总氮含量从40.3 g/kg降低到27.6 g/kg,氮损失率为31.51%。     

氮对镉胁迫下东南景天根系形态及镉积累的影响

通过水培试验,研究了供氮(尿素)对镉胁迫下两种生态型东南景天根系形态及镉积累的影响.实验结果表明,当供氮水平为4～16 mmol/L时,能明显促进东南景天的根系生长;当供氮水平为32～64 mmol/L时,与对照相比,东南景天的根系长度、根系表面积和根系体积等指标明显受到抑制.不同供氮水平对两种生态型东南景天0＜D≤0.2 mm的根系生长影响最大,而对D＞0.2 mm的根系影响较小.不同供氮水平下,两种生态型东南景天均以0＜D≤0.4 mm的根系为主,其中根系长度、根系表面积和根系体积分别占总根系长度、总根系表面积和总根系体积的66.3%～81.2%、68.5%～80.3%和62.1%～79.8%.氮素对东南景天的镉积累有一定的促进作用,随着氮素用量的增加,镉积累逐渐升高,与根系形态不同的是,镉积累量在供氮水平为32 mmol/L 时达到最大.适当提高营养液氮素用量有利于提高东南景天的各项根系形态指标和镉积累量.     

上海市黄浦江河网氮污染输入负荷分析和量化计算

河流氮素污染已成为上海市区域内主要环境问题之一。在GLOBAL-NEWS2模型的基础上,对上海市区域河网氮污染输入负荷进行计算和建模。河流氮污染输入负荷模型包括点源输入、非点源输入和上游输入3个部分。结果表明,上海市区域河网氮污染输入负荷总量估算值为68.39Gg/a,其中点源氮输入负荷为15.43Gg/a,非点源氮输入负荷为41.29Gg/a,上游氮输入负荷为11.67Gg/a。非点源输入所占比例最大(60.37%),而其中又以农业氮肥输入为主(19.05Gg/a)。因此,要减少河流氮污染输入负荷,限制农业活动中氮肥的施用量是行之有效的途径。将上海市河网作为一个封闭边界的氮循环流域尺度进行建模和分析,未来需进一步研究氮在流域内的子循环过程。     

自由表面人工湿地脱氮效果中试研究

对自由表面人工湿地去除农业面源污水中氮的效果及途径进行了研究 ,结果表明 ,脱氮效率随水力停留时间(HRT)延长而增加 ,HRT为 0 5、1、2和 3d时 ,系统总氮去除率分别为 18 3 %、3 8 9%、84 9%和 85 6%。HRT <2d ,出水水质波动较大 ,2d以上 ,系统即可高效稳定运行。硝化 /反硝化是湿地脱氮的主要途径 ,挥发和填料吸附脱氮量可以忽略 ,依靠植物吸收可以去除一部分氮 ,茭草 (Zizaniacaduciflora)和芦苇 (Phragmitascommunis)的氮吸收量每年分别为 44 0和70 0kgN/hm2 。     

农村生活垃圾厌氧/准好氧生物反应器堆肥产物的安全性分析

为实现农村生活垃圾的资源化利用,评价了农村生活垃圾堆肥产品的品质,探讨了该堆肥产品农林利用的可行性,并基于淋滤实验从生态环境保护角度提出了堆肥的施肥策略。研究表明：发酵1.5年的堆肥产品中有机质质量分数为31.28%,总养分为3.84%,重金属由高到低依次为Cu(1 322.02 mg/kg)、Pb(118.39 mg/kg)、Cr(91.61 mg/kg)、Cd(8.81 mg/kg),按照15%(质量分数)的比例施用后,土壤质量符合相关要求,但存在轻微生态风险。在淋滤过程中,淋溶液中总氮和硝酸盐氮浓度呈指数下降趋势,氨氮呈先增加再降低的趋势,相较于发酵1年的堆肥产品,发酵1.5年堆肥产品的淋溶液中氨氮浓度显著降低(P<0.01);模拟春季、雨季、旱季施用发酵1.5年的堆肥产品,10 000 m²园林绿地中总氮年溶出累积量介于24 534～31 783 g,约占初始总氮含量的10%;春季施肥氮释放与作物生长同步,更有利于作物生长。     

水平潜流人工湿地脱氮功效中植物的作用

为了研究芦苇(Phragmites australis)在收割期前/后、湿地床体内部各个区域内、一年四季中在水平潜流人工湿地脱氮效用所起的作用,实验设置了有/无植物2组平行反应器。结果表明,芦苇在收割前/后对于水平潜流人工湿地脱氮效果均有促进作用,植物地上部分氮吸收量占湿地脱氮量的10.2%。在芦苇收割前/后(5月~9月、10月~次年5月),芦苇湿地日均脱氮量分别是无植物湿地的1.55倍与1.11倍。高、矮芦苇不同组织中总氮浓度分布趋势一致,2种芦苇各组织含量分别为:穗(28.69 g/kg)>叶(13.69 g/kg)>茎(5.31 g/kg)、穗(28.06 g/kg)>叶(14.61 g/kg)>茎(8.46 g/kg)。在湿地的各个沿程区域,总氮、氨氮累加去除率变化趋势一致,并且从反应器前部到尾部呈上升趋势,从上部到下部呈下降趋势。有芦苇湿地的脱氮效用优于无植物湿地,且底部氮积累含量也较少。一年四季中有芦苇湿地在各个季节脱氮量是无植物湿地的1.06~1.47倍。     

季铵化改性木屑纤维素的制备及对氟离子的吸附研究

以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为醚化剂,对木屑纤维素进行了季铵化改性.探讨了季铵化改性木屑纤维素用量、pH、吸附温度、氟离子初始浓度和吸附时间对氟离子静态吸附率的影响,以及流速对氟离子动态吸附率的影响.结果表明:(1)静态吸附最佳工艺条件:季铵化改性木屑纤维素用量为3.0 g/L,pH为4.0～6.0,吸附温度为25 ℃,吸附时间为120 min.在此最佳工艺条件下,季铵化改性木屑纤维素对100 mL 50.00 mg/L氟离子溶液的吸附率最高可达90.11%.(2)在pH为5.0、25 ℃的条件下,将50.00 mg/L氟离子溶液以5 mL/min的流速流经装有3.0 g/L季铵化改性木屑纤维素的吸附柱,吸附率可达97.95%.(3)季铵化改性木屑纤维素对溶液中氟离子的吸附过程为放热过程,在吸附过程中存在着化学吸附.(4)木屑来源丰富、价格价廉,季铵化改性木屑纤维素对溶液中氟离子的吸附效果好,且吸附工艺简单、易于实现工业化,具有良好的应用前景.     

发酵鸡粪和有机磷肥对土壤中Pb、Cd污染的影响

研究了湘西地区常用的发酵鸡粪和有机磷肥施用对不同程度Pb、Cd复合污染土壤中乙三胺五醋酸(DTPA)提取态Pb(DTPA-Pb)、DTPA提取态Cd(DTPA-Cd)和土壤酶的影响,并研究了对于种植黑麦草(Lolium perenne L.)的影响。结果表明:(1)施用发酵鸡粪和有机磷肥均能显著改善土壤酸性,一定程度上提高土壤有机质含量。在加入质量浓度200mg/kg总Pb、2mg/kg总Cd复合污染土壤中施用有机磷肥,能有效钝化土壤DTPA-Pb、DTPA-Cd,但在400mg/kg总Pb、4mg/kg总Cd复合污染土壤中钝化效果有限,其优先钝化DTPA-Pb。施用发酵鸡粪不能有效钝化土壤DTPA-Pb、DTPA-Cd。(2)施用发酵鸡粪和有机磷肥均显著提高黑麦草鲜重。虽然施用有机磷肥能更有效的钝化土壤DTPA-Pb、DTPA-Cd,但对于黑麦草种植而言,施用发酵鸡粪能更有效的降低其对Pb和Cd的积累,并且主要积累到根部。(3)施用发酵鸡粪对土壤碱性磷酸酶活性、脱氢酶活性和脲酶活性有显著的促进作用。综合而言,湘西地区种植牧草黑麦草,施用发酵鸡粪比较合适,能有效改善土壤酸性,提高黑麦草鲜重和土壤酶活性,降低黑麦草对Pb和Cd的积累。     

汪洋沟表层沉积物中总氮含量和氨氮释放特征

对汪洋沟6个样点沉积物样品的总氮含量以及沉积物中NH4+-N的释放动力学特征、释放潜能进行了研究.结果表明,汪洋沟沉积物中总氮含量在0.368 ～ 2.036 g/kg之间,平均值为1.037 g/kg.NH4+-N最大释放量在0.258～0.705 g/kg之间,释放主要集中在0～5 min内,约占最大释放量的79％ ～ 84％;随后释放速率逐渐放缓,到120 min后基本达到释放平衡.运用无限稀释法对沉积物NH4+-N释放潜能进行测定表明,汪洋沟沉积物NH4+-N释放潜能在0.351～0.706g/kg之间,在水土质量比约为2 500时,NH4+-N释放量达到最大,随后释放逐渐趋于平衡.汪洋沟沉积物NH4+-N释放潜能及最大释放量与总氮含量呈正相关.汪洋沟沉积物中总氮含量与NH;-N释放潜能低于洱海,与长江中下游湖泊相近,汪洋沟沉积物氨氮释放存在一定的风险.