中国实施种养结合减排效益研究

全国(港澳台除外)畜禽养殖粪肥总氮、总磷养分可利用量分别为589.01万、115.61万t,分别占耕地有机肥安全消纳容量的28%和24%,在耕地有机肥氮、磷养分安全消纳容量之内。根据养分流失减排量测算结果,由于畜禽养殖粪肥替代化肥,全国总氮、总磷流失减排量分别为19.54万、1.04万t,全国化肥总氮、总磷减施率分别为19%、8%。据此,提出种养协同控制污染治理思路和促进中国种养结合、发展循环农业的政策建议。     

基于“压力-状态-响应”模型的化肥农药减施增效环境效应监测指标体系研究

化肥农药的过量使用导致了严重的农田面源污染和农产品质量安全等重大问题,推广使用化肥农药减施增效技术已经成为提升农业可持续发展的有效途径。为了规避化肥农药减施增效技术可能产生的二次环境与生态问题,采用"压力-状态-响应"模型构建了化肥农药减施增效环境效应监测指标体系框架。具体构建了5类典型化肥农药减施增效技术(有机肥替代化肥、测土配方精准施肥、调优施肥结构、生物防治病虫害、物理防控病虫害)在田块尺度上的化肥农药减施增效环境效应监测指标体系,并且扩展到区域尺度上,以指导化肥农药减施增效技术的筛选和应用。     

改性矿化垃圾反应床处理填埋场渗滤液研究

在固液比(矿化垃圾与废水的质量比)为100,1,运行周期为3 h.水力负荷为0.08 m3/(m3·d)条件下,分别采用废铁屑、钢渣、蘑菇渣、秸秆作为改性材料进行矿化垃圾反应床处理填埋场渗滤液的工艺强化研究.结果表明,废铁屑对COD、色度、总氮和总磷的去除有显著的强化作用,COD、总氮和总磷去除率平均提高9.3%、17%和7.7%;钢渣不利于氨氮和总氮的去除,且需定期置换钢渣以维持其去除COD和总磷的强化作用;蘑菇渣和秸秆均需先进行合适的驯化降解处理,才能实现其去除COD、色度、氨氮和总氮的强化作用.从工程应用角度看,废铁屑是相对理想的一种改性材料.     

氮磷在阶式水生植物床中的去除效果及组成变化

利用串联运行的阶式水生植物床净化富营养化河水。考察了不同形态的氮磷在处理前后的浓度变化,在此基础上阐述水生植物床去除富营养化水体中氮磷的过程与机理。在水力负荷为74cm/d的条件下,总磷和总氮的去除率分别达73.1%和64.5%。植物根系对悬浮物的截留对去除河水中的氮磷起关键作用。采用多级串联的运行方式能有效克服一般湿地运行一段时间后因沉积物释放作用而引起处理水溶解性营养盐浓度上升的难题。     

氮磷在阶式水生植物床中的去除效果及组成变化

利用串联运行的阶式水生植物床净化富营养化河水.考察了不同形态的氮磷在处理前后的浓度变化,在此基础上阐述水生植物床去除富营养化水体中氮磷的过程与机理.在水力负荷为74 cm/d的条件下,总磷和总氮的去除率分别达73.1%和64.5%.植物根系对悬浮物的截留对去除河水中的氮磷起关键作用.采用多级串联的运行方式能有效克服一般湿地运行一段时间后因沉积物释放作用而引起处理水溶解性营养盐浓度上升的难题.     

过磷酸钙与石灰混施对污染农田低累积玉米生长和重金属含量的影响

通过田间实验,研究了过磷酸钙和石灰混施对重金属污染农田上低累积玉米产量以及籽粒、茎叶重金属含量的影响,并分析了施用过磷酸钙和石灰后土壤pH和有效重金属含量的变化。结果表明,与单施过磷酸钙和单施石灰相比,过磷酸钙和石灰混施更能显著提高玉米生物产量,且过磷酸钙和石灰均有一定的后效。单施石灰处理、石灰与过磷酸钙混施处理都均显著降低玉米籽粒Cd、Zn和Cu含量,其中以中量(0.4 kg/m2)、高量石灰(0.6 kg/m2)+中量过磷酸钙(0.2kg/m2)处理效果最佳,其玉米籽粒Cd、Zn和Cu含量降低到了国家食品卫生标准允许的含量水平。石灰处理均不同程度地提高了玉米籽粒Pb含量,配施过磷酸钙也不能明显降低玉米籽粒Pb含量,但仍低于饲料卫生标准允许的含量水平。另外,单施石灰处理和石灰与过磷酸钙混施处理均显著降低了玉米茎叶Cd、Pb、Zn和Cu含量,可以安全用作有机肥。     

茭白田坑面水和渗漏水中氮素变化动态研究

茭白是黄浦江上游地区广泛种植的一种水田蔬菜.通过测坑定位试验,研究了茭白田坑面水和渗漏水中氮素变化动态和流失规律.结果表明,各处理茭白田坑面水中氮素形态以NH+4\|N为主,施肥后1～3 d,其占TN比例可达90%以上;渗漏水中氮素形态主要以NO-3\|N为主,施肥后呈现先上升后下降的趋势.通过增施有机肥、减少20%的无机氮肥用量可使坑面水TN减少20.74%,渗漏水中NO-3\|N减少16.10%,减少了氮素流失,且对茭白产量没有显著影响.、＝     

利用秸秆材料处理养殖废水过程中氮的转化与氨排放特征

养殖废水浓度过高,直接排入生态湿地容易造成植物死亡。因此,在养殖废水进入生态湿地之前,须进行前处理,降低其养分浓度,以确保生态湿地对养殖废水的处理效果。通过野外控制实验,研究了添加不同作物秸秆对养殖废水的处理效果,并考察了作物秸秆材料对氮的转化特征。结果表明:通过设置麦秸、玉米秆、稻草和对照4个实验组,在经过6个月的连续处理后,总氮出水浓度为359.8～614.0 mg·L~(-1),去除率为30%～40%,氨氮出水浓度降至210.6～449.1 mg·L~(-1),作物秸秆对高负荷养殖废水中氮的脱除效果显著;出水氨氮浓度在绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)人工湿地要求的植物耐受限度内;不同形态氮浓度在基质系统处理前后的占比变化不大,主要以氨氮为主(平均为68.3%),其次为颗粒态氮(平均为22.0%),硝态氮占比极低(1%);添加作物秸秆能降低养殖废水的氨挥发,生物基质消纳系统中以氨挥发形式损失的氮约占TN去除量的10%,明显低于自然条件下的损失率(60%)。以上研究结果对优化生态湿地处理高负荷畜禽养殖废水工艺具有参考价值和指导意义。     

玉米秸秆滤料对猪粪发酵沼液过滤效果

悬浮物含量高是沼液在使用滴灌或膜浓缩处理过程中最主要的技术障碍,因此,如何去除其中的悬浮物是保证沼液能否更好后续资源化利用的关键。为了探索玉米秸秆作为一种预过滤材料对猪粪发酵沼液的过滤效果,通过将玉米秸秆按不同粒径、不同填充方式进行装柱,测定过滤前后液体的悬浮物(SS)、p H值、电导率(E_C)、化学需氧量(COD)、总氮(total nitrogen,TN)、总磷(TP)、总钾(TK)等指标的变化,比较玉米秸秆在不同装填方式下的综合过滤能力。滤柱的运行条件设置为:内径10 cm,装填高度85 cm,沼液进水流量5 L/h。结果表明,上粗下细玉米秸秆自然堆放(JG50+JG20)在单周期总运行时间、单周期总处理水量以及悬浮物(SS)的去除方面均有较好的表现,其中,单周期总运行时间可达到10~14h,单周期总处理水量为56.65 L,SS去除率可达到60%以上,COD去除率在50%左右。沼液中的氮素主要分布在液相中,过滤后TN的去除率约为10%~15%。玉米秸秆作为过滤材料,在过滤过程中沼液可将其中的K+浸提溶出,提高滤出液的养分含量,且滤出液K+与EC具有高度相关性,相关系数0.8。该实验验证了玉米秸秆作为沼液预过滤材料的可行性,并为后续进行精密过滤、组合过滤提供了参考。     

交替曝气生物滤池技术在处理住宅阳台排放洗涤废水工程中的应用

针对太湖流域某复合污染型支浜阳台排放洗涤废水经雨水管道直接排河产生的污染问题,在雨水排放口上游设置溢流井,收集污水,提升至交替曝气生物滤池一体化设备,处理后排入河中,在工程稳定运行数月后,研究该技术处理效能、工艺优化方式和技术特色。综合评估表明:该处住宅阳台洗涤废水碳源浓度较低,但是即使C/N1,交替曝气生物滤池仍然有较好的脱氮除磷效果,总氮与总磷去除率分别达到70%和50%以上。此外,1.52、1.90、2.28 m~3·(m~2·d)~(-1)3种水力负荷下氨氮容积负荷的变化均与氨氮去除率变化趋势一致;用normfit函数对3种水力负荷长期运行时氨氮出水浓度进行预测,结果表明平均出水浓度的区间估计均在0.79~2.18 mg·L~(-1)较低浓度之间,且置信度均接近1,说明工程可在较大水力负荷下运行。周期内水质连续监测的结果表明,切换曝气方向后出水水质下降的延续时间为30 min,相应时段出水应回流进行处理。     

原料对餐厨垃圾堆肥产品的影响及其绿地应用适宜性分析

以果蔬残余(VW)、食物残余(FL)及混配餐厨垃圾(MIX)为原料,用生化处理机进行堆肥处理,分别测定比较堆肥产品的肥力特性和污染特性,并探讨其绿地应用适宜性。研究表明,总氮、总磷和有机质含量MIX>VW>FL,均值分别为23.8、3.88和525 g/kg,符合相关标准;重金属及可挥发性有机污染物含量很低,除FL产品的镍含量外均未超标;氯离子、动植物油含量均值分别高达11.1 g/kg和37.9 g/kg,施用于绿地时应控制用量;含水率、杂质含量较高,有臭味;种子发芽指数(GI)除MIX外均未达到50%。可见,原料对堆肥终产物有显著影响,VW比FL更适宜用于生产肥料,MIX产品比单一成分堆肥产品养分更均衡,毒性更低;餐厨垃圾肥料的绿地应用具有广阔前景,但需严格控制盐分及油脂含量,并改善堆肥工艺以提高产品质量。     

牛粪堆肥过程中四环素类抗生素的降解及影响因素研究

为明确牛粪堆肥过程中3种四环素类抗生素(四环素、土霉素、金霉素)的降解及其影响因素,以牛粪和玉米秸秆为原料,用小型泡沫盒在恒温培养箱中进行为期40 d的堆肥试验。设置3因素3水平处理：抗生素质量浓度(25、50、75 mg/kg)、培养温度(25、35、45℃)和C/N(质量比,15、25、35),通过优化的高效液相色谱法检测堆肥过程中抗生素的降解情况。结果表明,好氧堆肥有效地降低了牛粪中四环素类抗生素的含量,残留率小于24.1%。随着抗生素浓度的增加,四环素、土霉素、金霉素的残留率均逐渐增加,并达到显著水平(p<0.05);随着培养温度的增加,四环素的残留率逐渐降低,且处理间差异显著(p<0.05);当堆体的C/N为25时,3种抗生素的残留率最低,且显著低于其他两个处理(p<0.05)。整个堆肥过程中,抗生素在第5～14天降解最快,这段时间堆体温度也相对较高,说明四环素类抗生素的降解主要发生在高温阶段。好氧堆肥处理虽然可以有效降低牛粪中四环素类抗生素的残留,但不能完全将其去除。因此,在农业生产中,需酌量使用有机肥。