垃圾填埋场覆盖黄土的甲烷氧化能力及其影响因素研究

利用西安江村沟填埋场不同覆盖时间的临时覆盖黄土和新鲜黄土掺堆肥配置的土样,开展了甲烷氧化培养瓶试验,培养历时最长达22d,研究了不同覆盖时间的覆盖黄土和不同堆肥掺量的新鲜黄土的甲烷氧化能力,以及含水量对覆盖黄土甲烷氧化能力的影响,分析了甲烷氧化过程中各组分气体体积变化关系.研究结果表明:不同覆盖时间的覆盖黄土的甲烷氧化能力相差很大,覆盖3~5年的黄土最大甲烷氧化能力达26.05~53.95μg CH4/(g×h), 而未覆盖的新鲜黄土几乎没有甲烷氧化能力.在新鲜黄土中掺入堆肥,能有效提高其甲烷氧化能力,且在堆肥掺量小于50%时,土样的最大甲烷氧化能力与堆肥掺量呈正比例关系.含水量对覆盖土的甲烷氧化能力有很大影响,黄土甲烷氧化的最适宜含水量约为20% ~ 30%.在甲烷氧化过程中,甲烷氧化菌将CH4中约44%的碳氧化为CO2,其余碳转化为甲烷氧化菌胞内物质.实际工程中进行覆盖层设计时,需要根据填埋场实际产气量和覆盖层导气性确定与甲烷通量相匹配的甲烷氧化速率,进而合理确定堆肥掺量.     

生活垃圾填埋场黄土覆盖层的甲烷氧化能力现场测试和评估

采用静态箱和激光甲烷检测仪等设备开展了50组地表甲烷通量测试,分析了不同龄期垃圾堆体上部土质覆盖层的甲烷氧化能力,并修正了评估现场土质覆盖层甲烷氧化速率和甲烷氧化率的计算方法.结果表明:80%测试点的地表甲烷通量低于澳大利亚CFI(澳洲碳农业倡议)规定限值60g/(m²·d),导气竖井附近20m范围内存在甲烷通量超过CFI规定的排放热点.填埋龄期3～7a堆体的地表甲烷通量从1.13g/(m²·d)下降到0.53g/(m²·d),7～10a的地表甲烷通量基本保持稳定.甲烷氧化速率和覆盖层底部甲烷通量具有正相关性,现场测得的土质覆盖层最高甲烷氧化速率为63.30g/(m²·d),对应的底部甲烷通量为75.95g/(m²·d).每一龄期堆体上部黄土覆盖层的平均甲烷氧化率均超过90%.     

生物炭填埋场土壤覆盖层的甲烷减排性能和生物特征

覆盖土的组分与甲烷生物氧化潜力效率密切相关.将水稻秸秆生物炭与填埋场覆盖层土壤以一定的比例混合后填充入覆盖层模拟柱,形成生物炭土壤覆盖层模拟柱(RB),同时设置土壤覆盖层模拟柱(RS)为对照组,考察生物炭的添加对覆盖层的甲烷减排性能和生物特征的影响.结果表明:RB的甲烷减排性能提升较快,第81d时进气中99%的甲烷已被去除,RS在第95d时才达到99.16%的甲烷减排率;RS上、中、下3层的优势甲烷氧化细菌(MOB)为Methylocaldum,而RB的上层和中层为Methylobacter,下层则为Methylocaldum.至试验末期时,RS在上、中、下3层的总MOB相对丰度分别为9.05%、5.95%和42.12%,RB则分别为50.81%、42.67%和31.41%.同时在RS和RB中均检测出厌氧甲烷氧化古菌.由此表明生物炭的添加改变了填埋场土壤覆盖层的菌属分布,促进了MOB的生长,提高了甲烷减排性能.     

贵州喀斯特地区典型土壤碳酸盐垂直分布特征及其同位素组成研究

以贵州为中心的西南喀斯特地区的石漠化是我国实施西部大开发战略中所面临的根本性地域环境问题之一,喀斯特地区石漠化是一种与脆弱生态背景和人类活动相关联的土地退化过程,而土壤退化是土地退化的核心部分。本研究采集了贵州喀斯特地区的砂岩黄壤剖面和石灰土剖面的土壤样品,测定了剖面样品的土壤有机碳含量、土壤碳酸盐含量和土壤碳酸盐δ~(13)C。结果表明,砂岩黄壤和石灰土碳酸盐含量在剖面上的分布存在差异,黑色石灰土碳酸盐含量在剖面上的总体变化均表现出从上到下逐渐减小的趋势,土壤碳酸盐含量主要集中在表层土壤,而黄色石灰土和砂岩黄壤碳酸盐含量在剖面上的变化不大。而且在砂岩黄壤和石灰土中,土壤碳酸盐δ~(13)C值在剖面深度上的变化情况不同,表明了土壤有机碳向无机碳转化的程度,不同的成土过程及程度和成土环境的差异可能是砂岩黄壤和石灰土中土壤碳酸盐δ~(13)C值组成差异的主要原因。本研究提高了对区域碳库特征的认识,为喀斯特生态系统土壤有机质的生物地球化学循环研究提供了理论支撑。     

南极文森峰的地层及沉积环境

文森峰的地层为一套古生代浅变质沉积碎屑岩系.通过与邻区的对比,作者将这套地层命名为文森峰组.它主要由杂色的石英砂岩、石榴子石石英砂岩组成,还有少量粉砂质泥岩、砾岩和大理岩,总厚度大于650m,自下而上可分五个岩性段.主要组成矿物为石英,并含有丰富的石榴子石,一定量的伊利石.砂岩分选性良好,成熟度高,原生沉积构造发育,属浅海滨岸相沉积.     

几种贝类消化酶同工酶比较分析和遗传关系探讨

以缢蛏(Sinonovacula constricta)、剖刀蛏(Cultellus scalpellum)、文蛤(Meretrix linnaeus)、栉孔扇贝(Chlamys farreri)、杂色鲍鱼(Haliotis diversicolor)等为研究对象,通过其蛋白酶、酯酶和淀粉酶的同工酶分析,表明3种消化酶在不同贝类中表达图谱各异、强弱有别.其中蛋白酶图谱最为简单,出现2条同工酶带;酯酶酶谱较为复杂,共出现8种同工酶带;淀粉酶酶谱最为复杂,总共出现9条同工酶带.相似度指数统计显示缢蛏与文蛤、剖刀蛏和栉孔扇贝之较高,而与杂色鲍鱼差异较大.进一步根据同工酶酶谱差异指数聚类,结果缢蛏和剖刀蛏首先聚在一起,然后文蛤、栉孔扇贝和杂色鲍鱼依次聚类,这一结果与参试5种贝类的生物学分类地位非常一致.     

pH值及温度对杂色云芝漆酶活性的影响

以3-乙基苯并噻唑-6-磺酸(简称ABTS)为底物,研究pH值和温度对杂色云芝漆酶活性的影响。实验结果表明,漆酶的活性受pH的影响较大;温度不同,漆酶活性不同。     

砒砂岩对Pb(Ⅱ)的吸附特性研究

以红、白和灰3种不同颜色的砒砂岩作为吸附剂,通过研究不同吸附剂用量、pH和离子强度(IS)等外界条件对砒砂岩吸附Pb(Ⅱ)的影响,以及吸附动力学和等温吸附特征,应用动力学与热力学吸附模型,结合红外光谱(FTIR)分析,探讨砒砂岩吸附Pb(Ⅱ)的机理.结果表明,砒砂岩具有较强的吸附性,能够有效吸附Pb(Ⅱ),其吸附效果受铅浓度、吸附剂用量及pH、离子强度(IS)的影响强烈,即:随pH的增大,吸附量提高,但随离子强度的增大,吸附量却降低.3种颜色的砒砂岩对Pb(Ⅱ)的吸附均在30 min内达到平衡,吸附速率大小表现为灰色白色红色,其吸附过程符合准二级动力学模型.在试验浓度范围内,Freundlich和D-R模型能够较好地模拟砒砂岩对Pb(Ⅱ)的等温吸附特性,3种砒砂岩均是以非均匀孔隙或表面为主要吸附位.结合吸附模型和FTIR表征,吸附机理以静电吸附、离子交换为主,辅以部分化学吸附和一部分化学沉淀综合起作用.     

我国不同矿物气溶胶源区物质的物理化学特征

在我国不同的矿物气溶胶源区进行采样分析的结果表明,源区气溶胶物质的物理化学特性相差很大.黄土的颗粒最细,91%的黄土颗粒可以形成矿物气溶胶进行长距离输送;沙土较粗,只有15%的沙尘颗粒可以形成矿物气溶胶;2个煤灰样品的粒径差异较大,抚顺煤灰中＜74μm的颗粒高达39%,而呼和浩特煤灰只有7%.不同粒径颗粒的化学分析结果表明,微量元素在细颗粒上有较高的富集.黄土与沙漠土壤的细颗粒的化学性质十分相似,同煤灰的化学性质完全不同,其常量元素与A1的比值(E/Al)十分接近,而且与深海沉积物粘土中的比值(E/A1)     

中间覆盖层对厌氧生物反应器填埋场中有机物降解的作用

建立了3组模拟厌氧生物反应器填埋场——R1、R2和R3,其中R1反应器无中间覆盖层,R2和R3反应器分别以矿化垃圾+重质碳酸钙、矿化垃圾+天然沸石为中间覆盖层,以研究不同中间覆盖层对厌氧生物反应器填埋场中有机物降解的作用. 结果表明:以矿化垃圾+重质碳酸钙、矿化垃圾+天然沸石为中间覆盖层时,均能维持反应器中良好的内环境,可促进垃圾和渗滤液中有机物的降解. R1、R2和R3反应器中垃圾的w(VS)(VS为挥发性固体))分别比初始值下降了69.81%、75.06%、73.86%,w(BDM)(BDM为生物可降解组分)分别下降了66.87%、82.86%、75.38%,w(纤维素)分别下降了67.96%、75.41%、72.90%;R1、R2和R3反应器中垃圾渗滤液的ρ(COD_Cr)比最大值分别降低了25.45%、29.72%、23.01%,ρ(BOD₅)分别降低了39.28%、45.66%、46.74%. 表明矿化垃圾+重质碳酸钙为中间覆盖层时,既能接种可降解有机物的微生物,又能提供微生物生长所需的碱度,因此更具优势.      

不同地貌黄土的物理力学特性和湿陷性评价

地形地貌对黄土的堆积产生了重要的作用,使得不同地貌条件下黄土的物理力学特性显现出不同的特性。通过对甘肃陇东、陇西一定区域内不同地貌黄土的室内工程试验与分析发现,同一取样区不同地貌黄土的物理力学性质在古土壤层以上范围内具有一定的规律性。运用黄土物理力学指标与湿陷系数的线性相关性分析和主成分分析,结合非线性拟合方法可得到不同地貌黄土的湿陷性评价方程。通过将不同地貌黄土湿陷系数的预测值与实测值进行对比分析,验证了该评价方程的准确性和合理性。最后,依据黄土干密度与孔隙比之间拟合幂函数的关系式,解决了评价方程量纲不统一的问题。     

渗滤液场内处理的有机物去除特征和植物毒性评价

摘要：以3种不同处理水平的渗滤液为研究对象,从有机物去除特征和植物毒性角度研究通过渗滤液循环回灌和终场覆盖层灌溉2个单元处理生活垃圾填埋场渗滤液的可行性.结果表明,循环回灌对老港渗滤液中的小分子量亲水性物质类(HyI)有机物去除效果较好,去除率为91.2%;终场覆盖层灌溉对循环回灌出水中的高分子量腐殖质类(HS)有机物去除效果较佳,去除率为85.7%;两者串联组合的场内循环处理工艺对老港渗滤液中的溶解性有机物(DOM)去除 率高达96.9%,且对HS和HyI均具较高的去除效果,去除率分别为96.6%和97.0%;循环回灌和覆盖层灌溉这2个处理单元还具有梯级降低渗滤液植物毒性的作用.     

黄河水体颗粒物对3种多环芳烃光化学降解的影响

研究了、苯并(a)芘、苯并(ghi)3种多环芳烃在黄河水体中的光化学降解规律,探讨了黄河泥沙和黄土2种颗粒物对多环芳烃光化学降解的影响.结果表明:①当水体不含任何颗粒物时,多环芳烃的光降解符合一级反应动力学规律,且反应动力学常数随污染物初始浓度的降低而增加;3种多环芳烃的光降解速率与分子的吸收光谱相关.②黄土通过对光强的阻碍作用和其中所含腐殖质的光敏化作用影响多环芳烃的光化学降解,这2方面的共同作用导致不同浓度黄土所产生的影响不同.黄土浓度为0.1g/L或5g/L时促进了和苯并(a)芘的光降解;黄土浓度为5g/L时促进了苯并(ghi)的降解.当水体含有黄土时,多环芳烃的光降解符合二级动力学规律.③对多环芳烃光化学降解起主要作用的是黄土中存在的溶解性腐殖质,非溶解性腐殖质的作用不大.④由于黄河泥沙在河水中长期存在,泥沙中的溶解性腐殖质都已溶于水中,泥沙主要通过对光强的阻碍作用影响水体中多环芳烃的光降解,使光降解速率随泥沙浓度的增加呈幂指数降低.     

石灰岩和砂岩地区豆科类植物紫花光叶苕(Vicia villosa)中铁和锰的不同分配模式

豆科类植物生物量的减少主要与氮和磷之间的平衡受到影响而有紧密的相关性。然而,其他营养元素之间的不平衡也能响应生物量的减少,比如铁和锰营养元素。选择了贵州茂兰相邻的石灰岩和砂岩地区土壤进行了野外种植实验。实验结果表明:生长着的豆科类植物铁(Fe)和锰(Mn)出现互为相反的分配模式:在砂岩地区生长的豆科类植物根部对铁的吸收相对高于石灰岩地区;而对锰的吸收,石灰岩地区高于砂岩地区。因此,植物根部的Fe∶Mn,砂岩地区高于石灰岩地区。这个结果说明豆科类植物根部对Fe和Mn的吸收存在不同模式。然而,在叶片中的Fe∶Mn砂岩地区和石灰岩地区之间基本没有区别,这说明铁和锰从根部到叶片的迁移具有不同模式。当叶片的Fe∶Mn(质量之比)低于2.9时,有可能响应豆科类植物生物量的减少。我们在研究植物与土壤的营养元素含量之间相关性时,越过环境因素,必须考虑植物内部随生长过程而发生变化的营养元素的化学计量,比如,生长着的植物中Fe∶Mn比值的变化等。     

末次冰期东海嵊山岛黄土元素地球化学特征及其古气候意义

以东部季风区浙江省舟山群岛嵊山岛黄土沉积为研究对象,在光释光测年基础上,探讨黄土沉积的元素地球化学等特征并揭示其记录的古气候意义。光释光年代结果显示,嵊山岛黄土堆积于末次冰期时期。黄土中地球化学成分以SiO_2、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,占比90.22%,与黄土高原洛川剖面中黄土层和古土壤层以及镇江下蜀黄土样品相比,嵊山岛黄土常量元素中的铝、铁元素表现为相对富集,钙、钠和钾元素相对亏损,化学蚀变指数CIA为85.1。从东部嵊山岛到西北黄土高原洛川,不同区域黄土风化强度差异显著,总体表现为：嵊山岛黄土>镇江下蜀黄土>陆源页岩>洛川古土壤>洛川黄土>上陆壳(UCC)。嵊山岛黄土沉积剖面磁化率平均值为70.9×10^-8 m³/kg,磁化率随剖面深度变化明显。结合磁化率指标,嵊山岛黄土地球化学记录揭示了末次冰期间冰阶时期气候大体呈现由暖湿至冷干再至暖湿的波动特征,这与会宁黄土、下蜀黄土等所反映的MIS3时段气候变...     

国际第四纪研究联合会黄土委员会

<正> 国际第四纪研究联合会(INQUA)黄土委员会对全世界的黄土研究起着联系和促进作用。由于黄土研究普遍发展很快,近几年来,该委员会的活动特别活跃。该委员会是在1961年国际第四纪联合会华沙会议上由J.Fink博士发起建立的一个分会,主要是研究欧洲黄土地层。由     

紫色母岩覆盖层控制底泥磷释放的效果及机制

选取重庆地区分布面积较广的3种紫色母岩(飞仙关组、蓬莱镇组和遂宁组),和2种经众多研究证明可有效控制底泥污染物释放的岩石(石灰石和方解石)作为活性覆盖材料,进行底泥覆盖模拟实验,研究紫色母岩覆盖层对底泥磷素释放的控制效果及机制.结果表明,3种紫色母岩覆盖层对底泥总磷向上覆水体释放的抑制作用较强,远好于方解石与石灰石(P0.05).其中,飞仙关组紫色母岩覆盖层对底泥总磷向上覆水体释放的抑制效果最好,抑制率为94.4%.5种覆盖材料均可促进底泥总磷的释放与转化,显著促进底泥OP原位转化为Ca-P,而3种紫色母岩覆盖层更有利于底泥释放出的磷转化为无机磷和有机磷.同时,5种覆盖材料均会改变底泥及上覆水体微生物的群落结构,其中PLFA16:0标记的细菌数量与上覆水体的总磷含量呈显著负相关.     

中国黄土释光测年与应用:过去、现在与未来

中国黄土释光测年走过了近40年的历程,这对于推动释光测年技术的进步和黄土古气候古环境研究的深入有重要意义。本文针对中国黄土(以黄土高原为主),简要回顾了以多片法混合矿物热释光(TL)和红外释光(IRSL)测年技术为主的早期(20世纪70年代末期至21世纪第一个十年初期)探索阶段的发展,重点阐述了以成熟的单片再生剂量(SAR)法石英光释光(OSL)技术和延长测年年限的多种方法并存为特征的目前(21世纪以来)研究进展。同时,系统论述了释光测年技术在晚更新世以来中国黄土古气候古环境研究中的意义,如在年代标尺建立、粉尘堆积速率变化重建、地层对比与划分、轨道和亚轨道尺度气候演变与气候事件揭示等方面的应用。另外,也对将来中国黄土释光测年技术的发展方向和其在古气候古环境研究领域的应用前景进行了简单展望。     

降尘~(10)Be浓度对黄土~(10)Be示踪地磁场变化研究的影响

运用我国黄土地层中的~(10)Be记录来示踪地磁场漂移事件和重建相对强度变化历史在最近几年取得了显著进展。开展上述研究的关键点之一在于如何对黄土~(10)Be记录中包含的源区降尘~(10)Be浓度等信号的相对贡献进行合理估算。本文参考最新的现代粉尘~(10)Be浓度观测数据,设计了3种改变降尘~(10)Be浓度的情景分别建立了130 ka以来黄土~(10)Be记录的地磁场漂移事件时间序列。综合对比表明,3种情景下的重建结果并无差异,说明源区降尘~(10)Be浓度幅值变化不会对~(10)Be示踪地磁场变化的结果产生显著影响。同时分离的130 ka以来受地磁场变化影响的~(10)Be记录可与PISO-1500等全球典型地磁场强度曲线良好对比,并完整地记录了蒙诺湖(Mono Lake)、拉尚(Laschamp)、挪威海-格陵兰(Norweigian-Greenland sea event)和布莱克(Blake)等主要地磁场漂移事件,揭示了黄土~(10)Be重建的地磁场变化曲线的全球尺度意义并印证了中国黄土在千年尺度的连续性问题。     

伊犁盆地黄土分布、年代及粉尘来源分析

本文根据最新的研究资料,结合野外考察对处于西风区的伊犁黄土的分布、年代和粉尘来源进行了分析总结,并探讨了伊犁盆地黄土堆积的空间差异性。研究结果表明,伊犁黄土主要分布在山前丘陵和高阶地上,这些地貌部位堆积厚度最大,黄土沉积受地形和气候影响明显;已有的剖面年代学研究表明伊犁黄土主要形成于末次冰期,与新疆其它地区黄土开始大范围堆积的时间大体一致,但还可能有比中更新世更老的黄土存在;粒度分布和矿物表面形态特征表明伊犁黄土可能是近源物质与远源粉尘沉积作用叠加的结果,不同地区黄土在堆积过程所受到动力条件可能存在明显的差异;伊犁黄土中粘土组分可能主要来自中亚荒漠和伊犁河中、下游地区,西风带来的粉尘对伊犁盆地不同地区黄土的贡献率不同。