非贵金属催化电解无害化去除硝酸盐氮的反应机制

以Ti/Co-Fe-Cu为阴极,Ti/IrO2-RuO2为阳极组成无隔膜电解体系,对非贵金属催化电解无害化去除NO3--N的反应机制进行了实验研究和理论分析.结果表明,NO3--N阴极催化还原过程中,反应物、产物需要通过对流、扩散作用,克服电场力,迁移至目标位置;在非贵金属的催化作用下,NO3--N受还原剂攻击,逐步还原为NH4+-N;还原中间产物NO-N和NH-N直接生成N2-N的过程受抑制,产物NH4+-N难以被再度直接氧化.添加Cl-作为支持电解质,实验电解体系发生阳极析氯、Cl2水解、NH4+-N氯氧化等过程,可将NH4+-N氧化为N2-N,且出水中NO3--N、NO2--N、氯胺类浓度很低.NO3--N无害化去除的反应机制是NO3--N在催化作用下,经传质、吸脱附、电子交换过程,还原为NH4+-N,NH4+-N经由Cl-→Cl2→HOCl→Cl-电解氯氧化循环,最终生成N2-N.     

川中丘陵区典型小流域地下水硝酸盐污染分析

对川中丘陵区典型小流域地下水N素含量及形态分配的监测结果表明,硝酸盐(NO3--N)是该地区地下水N素存在的主要形态。川中丘陵区54.5%的地下水NO3--N含量超过世界卫生组织(WHO)饮用水准则规定的10mg.L-1标准,另有27.3%的地下水NO3--N含量接近这一标准,表明该区地下水已经大范围地受到NO3--N污染的威胁。土地利用状况可能是影响川中丘陵区地下水NO3--N含量的主要因素。降雨量和水井深度也影响该区地下水NO3--N含量。紫色土坡耕地NO3--N随壤中流向浅层地下水迁移,可能是造成该区地下水NO3--N含量较高的最重要原因。     

有机肥对土壤NO3--N累积的影响

长期定位试验和调查取样的结果表明，土壤中NO3--N的累积量随有机肥施用量的增加而增加，过量施用有机肥会引起2 m以下深层次土壤中NO3--N的大量累积。当有机肥和无机肥配合施用时，土壤中NO3--N的累积量随总施N量的增加而增加。有机肥对土壤NO3--N累积的影响和对地下水的潜在威胁不容忽视。     

COD对颗粒污泥厌氧氨氧化反应性能的影响

研究了COD对颗粒污泥厌氧氨氧化反应的影响,并对颗粒污泥的厌氧氨氧化脱氮性能进行了分析.厌氧颗粒污泥取自实验室长期运行的EGSB生物脱氮反应器,实验用水为人工配水,以葡萄糖为有机碳源;主要考察了COD对NH4 -N、NO2--N、NO3--N和TN去除的影响.结果表明:当进水不含COD时,反应器对NH4 -N、NO2--N和NO3--N和TN的去除率分别为12.5%、29.1%、16.1%和16.3%;当COD浓度分别为200mg/L、350mg/L和550mg/L时,反应器对NH4 -N的去除率分别为14.2%、14.2%和23.7%,对NO2--N的去除率均接近100%,对NO3--N的去除率分别为94.5%、86.6%和84.2%,对TN的去除率分别为50.7%、46.9%和50.4%,COD去除率分别为85%、66%和60%.分析发现,在反应初期,氨氮的去除主要通过厌氧氨氧化过程实现,随着反应的进行,反硝化菌活性逐渐提高,传统的反硝化过程占优势.同时还观察到,在反应初期COD对氨氮去除的抑制作用非常明显.图2参21     

河套灌区地下水氮污染状况

河套灌区浅层地下水氮浓度和地下水埋深的季节变化规律调查结果表明:3月地下水NO3--N和TN浓度显著高于5、7和9月,地下水埋深也比5月和7月深。不同类型的井水N浓度差异较大:农田与庭院的井水NO3--N浓度显著高于村庄附近的井水,而NH4+-N和TN则表现为庭院井水浓度显著高于农田和村庄。地下水氮形态以NO3--N为主,全年17.1%的水井地下水NO3--N浓度高于10 mg.L-1,最高达184.4 mg.L-1。在灌溉量和其他生产条件相同的情况下,沙壕渠试验站农场内施肥区井水NO3--N浓度[(17.55±15.02)mg.L-1]明显高于未施肥区[(7.67±4.48)mg.L-1],且65.5%的水样NO3--N浓度超过WHO规定的生活饮用水NO3--N浓度上限值(10 mg.L-1),而未施肥区仅有27.6%的水样超标。井水NO3--N的来源主要为农田氮肥与动物粪肥,当地地下水NO3--N污染已不容忽视。     

黑藻群丛对水体氮素和其他主要环境因子日变化的影响

通过引种黑藻（Hydrilla verticillata）构建了沉水植物-水-沉积物模拟微实验系统,研究了沉水植物黑藻生理活动的日变化对水体氮素迁移转化及其他环境因子的影响.结果表明,黑藻组水体中溶解氧浓度、pH值和氧化还原电位显著高于对照组（无黑藻水体）（P＜0.05）,溶解性总固体浓度显著低于对照组（P＜0.05）;溶解氧浓度、pH值和氧化还原电位日变化均呈单峰曲线,15：00时达到峰值.水体NH4＋-N和TN浓度始终保持稳定,且低于对照组.从日变化规律来看,在15：00-18：00之间NO3--N平均浓度较高,在24：00-次日2：00 NO2--N浓度较低. 关     

高温自养硝化反硝化工艺研究

利用筛选的耐高温亚硝化单胞菌结合适量的市政污水厂活性污泥,通过逐步提高温度进行曝气、驯化、挂膜,获得能够在38～47℃条件具有高氨氧化活性的硝化生物膜,在进水氨浓度120～180mg/L,氨氧化率达到90%～99.9%;将该生物膜回复常温硝化,显示其氨氧化活性较差,氨氧化率仅35%～70%.对其氨氧化产物分析发现,低于43℃时被氧化的氨氮为117～143mg/L,亚硝酸盐和硝酸盐积累较高,总浓度在115～135mg/L;但随着温度升高至44～45℃,亚硝酸盐积累显著下降到5.6～27.9mg/L,NO3--N低于2mg/L;至47℃稳定运行期间,NO2--N维持在10mg/L以下,NO3--N在2mg/L以下.对反应器中消耗的碱度的分析表明,当温度从43℃逐渐升高时,碱度消耗明显下降,由7.16～9.14mg(CaCO3)/mg(NH4+-N)降至4.08～5.19mg(CaCO3)/mg(NH4+-N).结合大量的NH4+-N被氧化且氨氧化产物中又只有少量的NO2--N和NO3--N,以及碱度消耗明显下降的特征,推测在高温条件下发生了自养硝化反硝化脱氮现象.     

山东省地下水硝酸盐溯源研究

针对山东全省农村地区进行地下水取样,采用离子交换色层法对地下水NO3--N质量浓度大于10 mg·L-1的地下水样品进行预处理,做溯源研究,同时采集当地植物、化学肥料、人畜粪便、土壤等样品,测定δ15N值,以针对山东地区,对现存的δ15N值数据库进行完善与补充,使本研究更具代表性与准确性。研究结果表明,如以研究区域整体为单位,有35.45%地下水样品的NO3--N来自于粪肥污染,有27.1%的地下水样品是受化肥污染,还有37.45%的地下水样品的NO3--N污染来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染。作者还进一步分析了地下水中NO3--N平均质量浓度高于20 mg·L-1的烟台和潍坊,结果表明,烟台地区的地下水NO3--N污染有55.56%来自于粪肥污染,有5.56%来自于化肥污染,有38.88%来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染;潍坊地区的地下水NO3--N污染有16.13%来自于粪肥污染,有48.39%来自于化肥污染,还有35.48%来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染。     

好氧反硝化菌种DF2的分离鉴定及生理生化特性分析

分离了新型的高效反硝化细菌并研究其生物脱氮效率。通过观察形态学、生理生化鉴定和16SrRNA基因同源分析来鉴定菌种,致力于研究微生物污水脱氮处理的实际效果和克服反硝化过程中有害中间产物的积累。利用BTB培养基从水平潜流人工湿地基质中初步筛选出了9株平板阳性菌,革兰阴阳性均有。经试验研究发现该9种菌株在好氧条件下均具有一定的脱氮能力,其中以DF2和DF3 2种菌株脱氮能力最为显著,在3 d时间内NOX--N去除率达到了95%以上,NO2--N仅有微量积累;而其它7种菌株对NO3--N的去除率可以达到98%以上,但是NO2--N积累比较严重,积累量达到了NO3--N去除的50%~70%左右。经测序分析鉴定DF2和DF3分别属于德克斯氏菌属(Derxia)和假单胞菌属(Pseudomonadaceae)。德克斯氏菌属作为除氮的反硝化菌属在以往的研究中鲜有报道,该菌在好氧条件下可以合成周质NAR的亚基基因(napA)。     

好氧反硝化菌种DF2的分离鉴定及生理生化特性分析

分离了新型的高效反硝化细菌并研究其生物脱氮效率。通过观察形态学、生理生化鉴定和16SrRNA基因同源分析来鉴定菌种,致力于研究微生物污水脱氮处理的实际效果和克服反硝化过程中有害中间产物的积累。利用BTB培养基从水平潜流人工湿地基质中初步筛选出了9株平板阳性菌,革兰阴阳性均有。经试验研究发现该9种菌株在好氧条件下均具有一定的脱氮能力,其中以DF2和DF3 2种菌株脱氮能力最为显著,在3 d时间内NOX--N去除率达到了95%以上,NO2--N仅有微量积累;而其它7种菌株对NO3--N的去除率可以达到98%以上,但是NO2--N积累比较严重,积累量达到了NO3--N去除的50%~70%左右。经测序分析鉴定DF2和DF3分别属于德克斯氏菌属（Derxia）和假单胞菌属（Pseudomonadaceae）。德克斯氏菌属作为除氮的反硝化菌属在以往的研究中鲜有报道,该菌在好氧条件下可以合成周质NAR的亚基基因（napA）。     

固定化微生物对养殖水体中NH_4~ -N和NO_2~--N的转化作用

采用聚乙烯醇 (PVA) (ρ=gL-1)的方法对沼泽红假单胞菌、诺卡氏菌和假丝酵母 3种菌株进行固定化 ,所得的凝胶颗粒机械强度好 ,经久耐用 .运用这 3种菌株的固定化细胞对养殖水体中NH 4 N和NO-2 N进行转化 ,其最适作用温度范围为 2 5～ 30℃ ,最适pH范围分别为 :6 .5～ 8.5 ,7.0～ 7.5及 5 .5～ 7.0 ,且对水质初始氮浓度有很强的适应性 .3菌株经固定化后 ,其对养殖水体中NH 4 N和NO-2 N的转化效率明显优于其游离细胞 .若将 3菌株按 2 :1:2组合成复合菌株并固定化 ,其对养殖水体中的NH 4 N和NO-2 N转化效果将更佳 .图 3表 3参 9     

氮在水稻中的行为及其品种间的差别

目前氮肥的利用效率很低，很多研究重点放在氮肥在土壤过程中的损失，对植物本身的氮素损失较少注意。作者利用^15NH4^ 和^15NO3^-双标记，对Indica和Japonica水稻亚种进行水培，在分蘖期、幼穗分化期、开花期施用，将培养液ρ(N)20mg／L的NH4NO3换成相同质量浓度的^15NH4^ NO3或NH^15NO3^；部分水稻在一周后收获，其他分别在分蘖期、幼穗分化期、开花期、成熟期收获。植株分成根系、地上部和穗部，对各自的全氮、^15N进行测定，计算植物的总吸收量。从施用量、植株总吸收量以及三部分总和的植株氮残存量的比较来研究氮素在两种水稻亚种中的行为。研究结果表明，两种植物都近100％吸收了所施用的^15NH4NO3或NH4^15NO3，但^15NH4^ 和^15NO3^-在Japonica的残存量要比Indica多，损失的部分可能往大气中散失了，意味着两种水稻亚种有着明显不同的氮素利用率。比较^15NH4^ 和^15NO3^-的残存量，结果表明^15NH4^ 留在植株体内要比^15NO3^-多，尤其在抽穗期施用的情况下，植物体在后期对^15NO3^-的转化能力大大减弱，但这部分的氮如何损失掉尚不清楚。比较植株体内各部分的氮素含量，发现Japonica的穗部比Indica含有更多的氮素，表明氮在前者的体内转化效率和利用效率高。试验结果表明，不同水稻亚种对氮素的利用以及不同氮素形态在其体内的行为不同。     

螯台球菌TAD1在高温曝气生物滤池中的异养硝化-反硝化性能

初步实验证实螯台球菌(Chelatococcus daeguensis)TAD1在高温下具有异养硝化-反硝化的能力,为验证其可应用性,采用曝气生物滤池工艺,研究了TAD1在温度为50℃的异养硝化-反硝化性能.结果表明,TAD1在曝气生物滤池中可同时进行好氧反硝化和异养硝化.当分别以硝氮、氨氮及硝氮和氨氮为氮源时,12 h的氮去除率均达到100%,氮的去除能力分别为12.67 mg.L-.1h-1、3.62 mg.L-.1h-1及16.53 mg.L-.1h-1.虽然在脱氮过程中,亚硝盐在6 h迅速积累到76 mg.L-1(硝氮为氮源)和52.6 mg.L-1(硝氮和氨氮为氮源),但在随后的几个小时内又快速降低至0(检测限之外).因而,TAD1具有应用于高温生物脱氮工艺的能力和优势.     

泥鳅对水田上覆水中氮素动态的生物扰动效应

基于模拟试验,通过对比分析氮素含量在有/无泥鳅活动时的差异,探讨了底栖鱼类对水田上覆水中氮素动态的生物扰动效应.结果表明,泥鳅对水田上覆水中氮素动态具有强烈的扰动作用.泥鳅扰动组上覆水中氨氮和硝态氮含量在整个试验期间均高于对照组.泥鳅扰动对上覆水中亚硝态氮含量的影响未表现出明显的规律性,但显著增加了溶解性无机氮和总氮的含量.在试验前期扰动组上覆水中氨氮/总氮比值高于对照组,在试验中、后期则低于对照组.试验期间扰动组上覆水中溶解性无机氮/总氮比值明显高于对照组,说明泥鳅扰动显著增加了水田上覆水中溶解性无机氮占总氮的比例.     

蚌、鱼混养在池塘养殖循环经济模式中的净化效能

以TP、TN、PO3-4-P、NO-3-N、NO-2-N、NH 4-N、CODMn、Chla等为主要水质指标研究了在池塘养殖循环经济模式中蚌、鱼混养对主养区养殖废水的净化效能.结果表明:在7月30日到12月2日的5次测定中,除Chla外,其他指标的去除率表现为先升高后降低的趋势.其中NH 4-N在各测定时间的去除率在25.58%～50.82%之间变化,平均去除率为38.05%,8月28日去除率最大,12月2日去除率最小;NO-2-N、NO-3-N、PO3-4-P、TN、TP和CODMn去除率分别在16.95%～45.45%、25.23%～48.48%、18.37%～52.43%、19.47%～49.39%、12.24%～50.00%和31.88%～49.63%之间,平均去除率分别为26.93%、34.75%、36.50%、29.66%、32.49%和41.21%,且均在9月29日去除率达到最大,12月2日降低为最小.蚌、鱼混养对Chla的去除效果明显,平均去除率达83.49%.各测定时间的出水水质综合营养状态指数均明显低于进水.认为蚌、鱼混养对主养区养殖废水具有很好的净化效能.     

三种载体上生物膜硝化作用动力学初步研究

通过测定水中COD、：NH4^ —N、NO2^-—N及NO3^-—N的浓度变化，研究了淹没式废水处理装置中沸石、活性炭和沙粒3种载体上硝化作用生物膜的动力学过程和反硝化作用。结果表明，3种载体上生物膜降解有机物(以COD表示)的过程可用一级动力学方程描述，反应速率常数分别为：沙粒0．0848h^-1、活性炭0．1187h^-1、沸石0．1334h^-1。3种载体上生物膜去除氨态氮的过程则可用零级动力学方程描述，反应速率常数分别为：沙粒-0．7743h^-1、活性炭-0．9886h^-1、沸石-1．0714h^-1．附着于沙上的生物膜去除亚硝酸盐氮的过程也可用零级动力学方程描述，反应速率常数为-0．6057h^-1，水中硝酸盐氮浓度较高时，载体沸石和活性炭上可能附着生长反硝化菌。图5表2参15。     

三江平原农田源头排水沟渠截留排水中氮素动态

通过小尺度野外原位试验,研究排水沟渠水体、底泥和植物中氮含量的变化规律.结果表明,随水体停留时间增加,沟渠对水体氮素的净化能力增强,认为停留8d左右较适宜.沟渠对NH4-N的截留率大于TN和NO3--N.渠水停留11d时,4条试验沟渠[氮浓度高、磷浓度低(NHPL),氮浓度高、磷浓度高(NHPH),氮浓度低、磷浓度低(NLPL),氮浓度低、磷浓度高(NLPH)]对NH4+-N的截留率均达100％,对NO3--N的截留率分别为84.63％、84.35％、75.67％和76.14％,对TN的截留率分别为88.02％、89.89％、90.88％和88.53％.试验结束时沟渠表层(0～15 cm)底泥氮含量降低,植物氮累积量远大于进水TN总量,说明植物生长同时吸收了水体、土壤和底泥中的氮,建议在秋季适时收割植物,以避免植物分解导致二次污染.     

河北省承德地区秸秆堆肥特性及腐熟度评价

以河北省承德地区的油葵秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆与鸡粪为原料,设置4种不同配比（F1、F2、F3、F4）,于2009年秋末接种EM菌进行堆肥试验.通过对堆肥过程中堆体的温度、含水率、NH4＋-N、NO3--N、pH值、C/N、T值的测定,研究了不同配比对堆肥腐熟度的影响.采用大白菜种子发芽指数（GI）评价了堆肥的腐熟度和...     

IFC化肥增效剂对盆栽小白菜的生物效应和环境效应

IFC化肥增效剂在盆栽小白菜上的应用试验表明:与单独施用碳铵处理相比,施用碳铵 IFC化肥增效剂可使小白菜鲜重增加8.97%(P＜0.01),干重增加3.45%(P＜0.05),吸氮总量增加8.70%(P＜0.01),NO-3-N含量降低30.10%(P＜0.01),但含氮率无明显变化.IFC在小白菜上的应用效果好于常用氮肥增效剂双氰胺.适量施用IFC化肥增效剂使土壤氨化强度略有增加,能在一定程度上抑制土壤反硝化作用,但对土壤微生物生物量未产生明显影响.     

基于多元统计的引黄水库沉沙条渠泥沙与水质的变异分析

以济南市引黄供水鹊山水库沉沙条渠为研究对象,测定了9个断面（Y1—Y9）表层水体中的含沙量、总有机碳、总磷、总氮、叶绿素a等19个水质指标.运用主成分分析法和聚类分析法分别探讨水体的主要污染因子及监测断面的沿程归类,并通过室内模拟实验分析了泥沙对水体中N、P浓度的影响.结果表明,沉沙条渠中的水质总体特征以Ⅱ类水和Ⅲ类水为主,其中,超标水质指标为TN,达到劣Ⅴ类水标准,P为藻类生长的限制因子.19个水质指标可由6个主成分来反映,其贡献率分别为：F1（TN、NH3-N、NO3--N、NO2--N、总碱度、Br-、硫酸盐）34.41%,F2（含沙量、浊度、色度、电导率）22.78%,F3（pH和UV254）13.95%,F4（TP）6.280%,F5（CODCr）4.990%和F6（Chl-a）4.830%;9个监测断面归为4类,相应地整个沉沙条渠可划分为4个功能区：入渠布水区（Y1、Y2、Y3）、快速沉降区（Y4、Y5）、缓慢沉降区（Y6、Y7、Y8）和出水稳定区（Y9）.此外,水质与泥沙关系的室内模拟实验表明,条渠来水的P浓度随着泥沙颗粒的沉降而降低,TP在0—15 h内快速下降,而后缓慢下降,30 h内基本达到平衡;而泥沙颗粒对水中N浓度基本没有影响.