长期施肥和耕作下紫色土坡耕地土壤C、N、P和K化学计量特征

阐明长期施肥和耕作对坡耕地土壤C、N、P和K含量及其化学计量比的影响,将有助于深刻理解土壤C和养分元素循环过程及其相互作用机制,对施肥管理及农业面源污染防治具有重要意义.在紫色土坡耕地(坡度为15°)建立15个小区(长8 m×宽4 m),设置5个处理(每个处理3次重复):顺坡无施肥处理(对照,CK)、顺坡复合施用有机肥和化肥处理(T1)、顺坡单施化肥处理(T2)、顺坡单施化肥增量处理(T3)和横坡单施化肥处理(T4),比较各处理0～10 cm及10～20 cm土层的C、N、P和K含量及其化学计量变化特征.结果表明,各处理土壤C、N和P差异显著(P 0. 05),均表现为T1 T3 T4 T2CK,施肥处理下K含量差异不显著(P 0. 05),但均显著高于对照处理(P 0. 05),表现为T4 T3 T2 T1 CK.各处理土壤的C∶N在10～20 cm土层中差异显著(P 0. 05),表现为T4 T3 T1 CK T2;而C∶P则在0～10 cm土层差异显著(P 0. 05),表现为T1 T3 CK T4 T2;各处理土壤的C∶K、N∶P、N∶K和P∶K在不同土层中均差异显著(P 0. 05),其中C∶K、N∶K和P∶K表现为T1 T3 T4 T2 CK,N∶P表现为T1 CK T4 T3 T2.土壤的C、N、P和K含量及其化学计量比均随土层加深而递减.试验区土壤C、N和P含量属中等变异,变异系数(CV)分别为37. 50%、38. 91%和25. 35%,K含量属弱变异,CV为5. 03%.化学计量比中,C∶N和C∶P属弱变异,CV分别为7. 52%和14. 38%,C∶K、N∶P、N∶K和P∶K属中等变异,CV分别为35. 62%、17. 01%、37. 24%和44. 78%.土壤C、N、P和K含量及化学计量比之间存在显著正相关(P 0. 05).试验区土壤N∶P平均值为2. 09,低于中国土壤平均水平(9. 3).研究表明紫色土坡耕地土壤N为养分限制因子,而复合施用有机肥和化肥可有效缓解紫色土坡耕地N缺乏的状况.     

C/N和污泥浓度对以pH值调控的亚硝化系统影响

pH是亚硝化系统实现并稳定的重要调控手段,为研究不同C/N(0、1、2、3、4)及污泥浓度(污泥量∶配水量为1∶6、1∶3、1∶1)下亚硝化系统的pH变化规律及在不同pH变化下对污染物去除转化过程的影响,以乙酸钠为碳源,采用锥形瓶接种成熟的亚硝化污泥进行了批次试验.结果表明,相同污泥浓度下,C/N越大,pH增量越大,反硝化效率越高;相同C/N下,污泥浓度越大,pH增量越小,反硝化效率越高.反应系统对碳氮的去除转化与pH变化存在较大的相关性,且反硝化与亚硝化反应具有先后顺序.整个系统运行期间,pH上升过程的比COD去除速率是pH下降时的7～16倍,pH下降过程的比氨氧化速率(SAOR)是上升过程的1～20倍,当pH 6. 1,系统失去氨氧化能力.本试验过程中,C/N为4时该系统碳氮去除效率较其他工况最佳,3个污泥浓度下分别耗时480、350、300 min完成氨的转化及80%的COD去除.不同工况下,亚硝化反应在系统内的占比维持在50%以上,且NO-3-N浓度一直低于5 mg·L-1,表明该系统以亚硝化作用为主导.     

L-抗坏血酸还原降解六价铬的影响因素

对L-抗坏血酸(维生素C,VC)还原降解六价铬(Cr(Ⅵ))的影响因素进行了试验研究. 当ρ(VC)∶ρ(Cr(Ⅵ))为5∶1时,ρ(Cr(Ⅵ))降至检测限以下. 低温条件下仍能取得较高的Cr(Ⅵ)去除率,当反应体系温度维持在35 ℃时,Cr(Ⅵ)的去除率达到95.5%. 在饱和溶解氧条件下,Cr(Ⅵ)的去除率仍能达到85.5%. 氧化还原体系中VC和零价铁同时作为电子供体,存在竞争关系. VC还原降解Cr(Ⅵ)的产物为三价铬(Cr(Ⅲ))和脱氢抗坏血酸,反应化学计量比(n(VC)∶n(Cr(Ⅵ)))为3∶2.      

广西北仑河口红树植物叶片和土壤的碳氮磷生态化学计量特征

红树林湿地生态系统是兼具陆地和海洋生态特征的海岸生态关键区。本研究以广西北仑河口的天然红树林为研究对象,对4种红树植物(木榄、桐花树、秋茄和白骨壤)叶片和2个剖面土壤(0～10 cm和30～40 cm)的C、N、P含量及其计量特征进行了分析。结果表明:(1) 4种红树植物叶片C、N、P平均含量分别为492. 49 mg/g、13. 39 mg/g和1. 35 mg/g,其中C含量表现为桐花树秋茄木榄白骨壤,而N、P含量为白骨壤秋茄桐花树木榄,叶片C∶N、C∶P、N∶P值分别为39. 04、414. 63、10. 47,该结果表明北仑河口红树植物具有较高的碳汇能力,其生长更易受N限制;(2)土壤C、N、P平均含量分别为28. 65 mg/g、1. 04 mg/g和0. 22 mg/g,其中N、P含量表现为0～10 cm30～40 cm,而C含量表现为30～40 cm0～10 cm。N、P含量和C∶N、C∶P值在两个土壤剖面间存在极显著差异;(3)叶片N、P含量与土壤N、P含量的相关性不显著,而土壤P含量与叶片C含量、C∶P及N∶P值有显著或极显著的负相关关系,土壤N含量与叶片C∶P和N∶P值分别呈现显著正相关和极显著负相关关系,该结果可能与红树植物的生理生态特征以及河口海岸环境(潮汐、微地形等)有密切关系。     

四种不同植物湿地对不同C/N比生活污水的净化效果与季节动态

进水浓度、C/N比、植物种类是影响垂直流型人工湿地对生活污水净化效果的重要因素.本文主要研究了菖蒲(Acorus calamus)、香蒲(Typha orientalis)、千屈菜(Lythrum salicaria)和水葱(Scirpus Validus)等4种植物湿地在不同碳添加及C/N比处理条件下对模拟生活污水的净化效果和季节动态.结果表明,4种湿地植物在不同C/N比(2.5∶1、5∶1和10∶1)进水条件下均能正常生长.在一个生长季内4种湿地植物对主要污染物的平均去除效率为:COD 63.41%~78.02%,TN 33.19%~52.86%,TP 52.64%~73.16%.当C/N为5∶1时,香蒲湿地的COD和TP去除效果最佳,而当C/N为2.5∶1时,菖蒲湿地的TN去除率最高.夏末秋初(7—9月)人工湿地的净化效果较好,而冬季(11月—翌年1月)去除效果明显下降.总体而言,合理地调控进水浓度、C/N比,选择最佳的湿地植物,可显著提高垂直流型人工湿地对生活污水的净化效果.     

用微电极测定生物膜微环境中的物质迁移

通过微电极法测定生物活性炭流化床反应器中pH、NH4+、NO2-、NO3-和O2的剖面图,得出不同C/N下各种物质在生物膜内部的迁移情况。通过分析比较:传统的C(C)∶C(N)=100∶5的条件下,并不是硝化反应的最佳条件,而C(C)∶C(N)=5时,NH4+-N的去除率最高。     

不同配比复合材料对农田镉污染土壤的修复效果

通过盆栽试验研究了3种不同配比复合材料SC(石灰+有机复混肥以2∶3配施)、LS(硫酸亚铁+石灰以1∶1配施)和LB(硫酸亚铁+生物炭以1∶1、1∶2、1∶3、1∶4和1∶5配施)在不同添加量下对土壤Cd的生物有效性、小麦各部位Cd累积分布及产量的影响.结果表明:①添加3种复合材料均显著降低了土壤有效态Cd含量,降幅分别为50. 2%～81. 8%(SC)、29. 4%～48. 1%(LS)和18. 7%～42. 2%(LB);添加3种复合材料显著提高了土壤pH值,增幅分别为1. 37～2. 28(SC)、0. 41～0. 86(LS)和0. 14～0. 17(LB)个单位.②Cd在小麦各部位的累积分布规律为根叶茎颖壳籽粒,小麦各部位对Cd的转运能力表现为根颖壳茎叶.③与对照相比,添加0. 67%的SC显著增产56. 4%,添加0. 67%的LS显著增产51. 2%;添加复合材料LB可显著提高小麦产量,增幅为39. 6%～51. 2%.④相关分析表明,土壤pH值与土壤有效态Cd、小麦各部位Cd含量呈显著负相关关系;土壤有效态Cd含量与小麦各部位Cd含量呈显著正相关,相关系数分别为0. 711(籽粒)、0. 817(颖壳)、0. 593(茎)、0. 630(叶)和0. 622(根);同时,小麦各部位Cd含量之间也存在显著或极显著正相关关系.⑤综合比较,添加0. 93%的SC使土壤pH增幅最大为2. 28个单位;土壤有效态Cd含量降幅最大为81. 8%.因此,添加0. 93%的SC最适用于农田Cd污染土壤的修复治理.     

啤酒酵母吸附放射性核素~241Am的研究

研究了啤酒酵母吸附2 4 1Am的可行性及各种反应条件对吸附的影响 .结果表明 :在起始浓度C0 为 17 5 4μg L— 4386 0μg L(2 2 2MBq L— 5 5 5MBq L)的2 4 1Am溶液中 (pH =1) ,加入约 2 1g L(干重 )的啤酒酵母 ,2 4 1Am的平均吸附率高达 99%,吸附量W为 7 4 5 μg g— 1880 0 μg g(干重 ) (0 94MBq g— 2 37 9MBq g) .吸附反应在 1h左右达到平衡 ,反应温度为 10— 45℃ ,最适吸附酸度为pH 1— 3,吸附量与2 4 1Am浓度成指数关系 ,符合Freundlich经验公式 .即使Au3 + 、Ag+ 浓度高于2 4 1Am浓度 2 0 0 0多倍时 ,对啤酒酵母吸附2 4 1Am也无明显影响 .     

鸡粪与互花米草沼渣混合发酵产甲烷的研究

在中温(35℃±1℃)条件下,采用批式发酵方式,进行了鸡粪与互花米草沼渣不同混合比例的厌氧发酵实验.实验设置鸡粪∶互花米草沼渣干物质(TS)比分别为5∶0(T1)、4∶1(T2)、3∶2(T3)、2∶3(T4)、1∶4(T5)和0∶5(T6)共6个处理.结果表明,经中温干发酵后的互花米草沼渣仍具有一定的厌氧产沼气能力,TS产气量为107.25 mL.g-1,甲烷含量为76.92%,厌氧微生物对互花米草沼渣纤维素的结晶区有一定的破坏作用,厌氧发酵后纤维素的相对结晶度指数CrI下降了5.55%;将鸡粪与互花米草沼渣混合发酵,明显提高了原料的厌氧产气性能,T2的产气效果最好,T1、T3～T6的累积产气量分别为T2的61.31%、62.09%、52.15%、39.74%和31.67%;鸡粪与互花米草沼渣混合发酵的产酸类型为混合型发酵,发酵过程中未出现酸化现象;混合发酵对破坏互花米草沼渣纤维素的结晶区有利,促进效果在1.13%～21.61%.     

生物法净化处理高流量负荷下低浓度甲苯废气初探

对生物膜填料塔净化处理高流量负荷下低浓度甲苯废气的技术进行了初步实验研究探讨 ,结果表明 :当气体流量在 0 .8m3/h、进口浓度为 1 0 5mg/m3、停留时间 1 8.3s时 ,甲苯的去除率可达到 6 1 .90 % ,出口甲苯浓度低于 GB 1 6 2 97- 1 996《大气污染物综合排放标准》(≤ 6 0 mg/m3)。适宜的操作温度应控制在 1 9～ 2 5℃之间 ,氮磷营养添加量的配比应控制为 C∶ N∶P=2 0 0∶ 5∶ 1。结合实验研究 ,对相关的基础理论问题进行了初步探讨     

固相萃取高效液相色谱法测定水中邻苯二甲酸酯类环境激素

建立了以HLB固相萃取柱和反相液相色谱法测定水中8种邻苯二甲酸酯类环境激素的方法,利用正交试验进行萃取条件的优化,确定固相萃取的优化条件为:洗脱剂组成为V(甲醇)∶V(乙醚)=1∶19,洗脱速率为1 0mL min,洗脱体积为9mL,清洗剂组成为V(甲醇)∶V(水)=1∶19。8种物质峰面积对浓度进行线性回归的相关系数均大于0 999,最低检出限为0 10～0 62μg L,回收率为75 1%～115 5%,相对标准偏差为0 9%～2 2%。同时将该方法应用于废水中邻苯二甲酸酯类环境激素的测定,检出DEP,BBP,DBP和DEHP4种邻苯二甲酸酯类环境激素。      

鸟粪石沉淀法处理鸡粪发酵沼液的试验研究

鉴于北京某养鸡场鸡粪发酵沼液氨氮浓度高的特点,采用了鸟粪石沉淀法对其进行处理。采用单因素和响应面实验的方式优化反应条件。通过单因素实验确定p H=10.0~10.5,n(Mg2+)∶n(NH+4)∶n(PO3-4)=1.3∶1∶1.1,反应时间为20 min,转速为300 r/min时,氨氮去除率最高,达到75.79%,通过响应面实验对所得最佳反应条件进一步优化,得出当p H=10.57,n(Mg2+)∶n(NH+4)∶n(PO3-4)=1.27∶1∶1.12时,氨氮去除率为75.81%。SEM及XRD分析表明沉淀主要成分为磷酸铵镁。     

TiO2/PS/Fe3O4 光催化剂的低温制备及其光催化和磁回收性能

以聚苯乙烯(PS)包覆油酸修饰过的纳米Fe3O4为磁核,在低温(90℃)、中性(pH=7左右)条件下,制备了以PS为惰性隔离层的磁载TiO2光催化剂.用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)对催化剂的物相组成、形貌、表面性质、磁学性质进行了表征.以苯酚为模拟污染物,考察了其光催化活性,以自制的磁回收装置,考察其回收特性.结果表明,低温制备的TiO2为锐钛矿结构,平均粒径为2～5 nm,催化剂TiO2/PS/Fe3O4[其中物质的量比为n(TiO2)∶n(St)∶n(Fe3O4)=60∶2.5∶1]具有结构完整的壳/壳/核结构,TiO2在PS/Fe3O4表面负载牢固;光催化降解苯酚遵循一级反应动力学方程,TiO2/PS/Fe3O4[n(TiO2)∶n(St)∶n(Fe3O4)=60∶2.5∶1]的反应速率常数K=0.025 8,与纯TiO2的活性接近(K=0.026 2);循环使用5次后,反应速率常数仅降低0.003 4.所制催化剂具有较强的磁感应强度,平均回收率可达到92%以上.该低温水解法制备的磁载TiO2光催化剂具有良好的应用前景.     

苯二甲酸酯的微生物降解与转化

综述国内外有关苯二甲酸酯化合物对环境的污染以及微生物对该类物质的降解与转化,指出：①ＰＡＥｓ已在全球范围的大气、水体、土壤中达到了普遍检出的程度;②微生物能够降解利用ＰＡＥｓ;③ＰＡＥｓ的微生物降解反应速率符合一级反应动力学方法方程;④混合微生物的联合代谢作用较纯培养降解ＰＡＥｓ效果好;⑤ＰＡＥｓ在微生物酶的作用下,先水解生成单酯与苯二甲酸,然后在好气条件下进行代谢与转化,最终可生成ＣＯ２和水。     

聚乙烯醇系水面溢油凝油剂的制备与性能

聚乙烯酸与氯乙酸在一定比例的乙醇-碱水溶剂中部分羧甲基醚化,再在低温碱性水溶液中,用高级脂肪酰氯部分酯化,合成羧甲基聚乙烯醇脂肪酸酯．进一步与铝盐作用,制备水面浇油换油剂．实验结果表明,该凝油剂对燃料油及原油的凝油速度快、凝油彻底,凝油块可用丝网捞出,水面无油花遗留．进一步研究表明,凝油剂的凝油性能与聚乙烯醇的羧甲基取代度和酯化度有关,与脂肪酸的链长有关．     

Fenton氧化法处理电镀有机废水研究

针对电镀有机废水COD浓度高、可生化性差等特点,选取广东深圳某工业园区电镀厂的除油废水(ρ(COD)为2 000~2 500 mg/L,pH=13.1~13.5),采用Fenton法进行预处理,探索了H_2O_2投加量、n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))、pH及反应时间对COD和BOD_5的去除效果,得到的最佳Fenton工艺参数为:H_2O_2投加量=15 00 mg/L,n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))=4∶1,pH=3,反应时间=30 min。在此条件下,COD去除率可达到89.76%,同时B/C从0.19提高到0.31,有机废水的可生化性大幅提高,能达到可生化处理的基本要求。采用Fenton法对电镀有机废水进行预处理是可行的。     

野生植物汁液对作物营养效应的研究

采用土培试验与化学分析方法研究了３种野生植物汁液对绿豆和玉米生长的营养效应。结果表明，野生植物汁液提高绿豆植株干重、根系活力、磷含量和叶绿素含量，以Ｃ汁液对植株干重提高量最大，达１６５％～２６０％；Ｂ、Ｃ汁液提高绿豆根系活力２５４％～１１０２％。３种野生植物汁液处理的玉米植株干重差异不明显，但却显著提高根系活力和过氧化氢酶活性。     

北京市大气气溶胶中含氧有机化合物的研究

采用超声萃取、硅胶-氧化铝柱层析分离、气相色谱/质谱联用技术,对北京大气PM10颗粒物中含氧有机化合物进行了鉴定和分析。根据其质量色谱图和特征碎片离子、标准谱库和保留指数,鉴定出酞酸酯、正脂肪醇、正脂肪酸、甾醇、左旋葡聚糖等系列化合物。用内标法进行定量,酞酸酯、左旋葡聚糖、β-谷甾醇、胆甾醇等的浓度分别为545.96～772.46ng/m3、56.98～190.23ng/m3、5.95～16.74ng/m3、2.27～4.52ng/m3,说明北京市大气气溶胶中含氧有机化合物的污染比较严重。左旋葡聚糖、β-谷甾醇季节性变化规律表明,生物质燃烧源对北京的大气污染有一定的影响,且秋季的影响最大。     

固体废弃物浸出液中酞酸酯的测定

报道高效液相色谱测定固体废弃物浸出液中酞酯的方法。实验建立了Ｚｏｒｂａｘ－ＣＮ柱和含０．１％异丙醇的正己烷为洗脱液,在２２４ｎｍ处紫外检测的液相色谱系统,并应用系统测定了北京市城市垃圾浸出液中的酞酸酯。该系统可有效地分离漫出液中非极性有机物和酞酸酯组分,并有效地避开了一部分与酞酸酯极性相近的有机物的干扰,浸出液经正己烷萃取,浓缩后,不需净化（如柱层析）即可直接进入液相色谱系统进行了分析,５种酞酸酯     

烟炱和石灰粉混合物吸附脱硫试验

利用燃油锅炉本身排出的烟炱和石灰粉的混合物作脱硫吸附剂 ,进行了在布袋除尘器内可以实现的烟气脱硫试验。结果表明 ,在烟气温度 1 1 0℃、过滤风速 0 .6～ 0 .7m/min、吸附床层厚度为 2～ 3 mm等工艺条件下 ,烟炱和石灰粉的较佳混合比为 5∶ 1 ,吸附时间在 60 min内的平均脱硫率为 70 .54%。