无机态氮素转化机制及水土体氮源识别方法

氮素在生物生命活动中起着至关重要的作用,是有机分子的基本组成元素,也是土壤的主要养分.对于氮污染的研究首先要明确各种氮形态转化机制,这是解决各种氮科学问题的基础,也是研究者容易忽略的重点.本文论述了氮素在生态系统中的转化过程及作用机制的基础,归纳总结了近年来国内外有关水土中氮源分析的研究方法及氮同位素分馏作用,重点综述了地表水及地下水体中氮源识别方法与应用,包括定性识别和模型识别方法.指出利用水化学方法与多种同位素方法相结合能够有效识别水土氮污染来源.针对传统亚硝化反应中氧原子来源识别中的问题,提出了反应过程的现代观点,解释了二次氧化反应过程中δ~(18)O-NO~-_3的富集原理.提出盆地含水层中原生铵态氮对地下水污染具有重要贡献,并给出了新的研究设想.     

施肥类型和水热变化对农田土壤氮素矿化及可溶性有机氮动态变化的影响

为了揭示土壤水分、温度和添加不同氮肥对大沽河流域农田土壤氮素矿化的影响,设置对照(CK)、添加尿素N 120mg·kg~(-1)(Ur)和添加尿素N 36 mg·kg~(-1)+有机肥(相当于添加N 120 mg·kg~(-1),UM)这3个处理进行为期84 d的室内恒温培养实验,实验共设3个培养温度(15、25和35℃)和3个水分梯度[60%、75%和90%田间持水量(WHC)].结果表明,施肥类型和培养温度对土壤氮素矿化速率、累积矿化量和氮潜在矿化势(N0)均具有显著影响(P0.01).与CK处理相比,Ur和UM处理的矿化速率和累积矿化量分别增加了1.46~8.17和2.00~8.15倍.各施肥处理的土壤氮矿化速率和累积矿化氮量随温度升高而增加,且各温度梯度之间差异均达到显著水平(P0.05).与未施肥处理相比,Ur和UM施肥处理均能够显著提高土壤中可溶性有机氮(SON)的含量,且施肥处理土壤中SON含量与氮素累积矿化量之间有显著负相关关系,表明SON作为一个不可忽视的组分,参与了土壤氮素矿化过程.升高温度能显著提高土壤中SON的矿化速率和矿化强度,但水分对各处理土壤的SON无显著影响.此外,施肥处理显著降低了土壤氮矿化的温度敏感性(Q10)(P0.05),尿素配施有机肥处理的土壤的氮矿化温度敏感系数最低(Q10=1.01),说明配施有机肥显著降低了土壤氮素矿化速率对温度变化响应的强度,这有利于减缓高温条件下矿质氮的释放速率,并提升作物对氮素的利用效率.     

太湖流域农田生产-畜禽养殖系统氮素流动特征

为应对太湖严峻的水体富营养化现状,从源头上降低面源污染负荷,基于物质流分析法与质量守恒原理,研究了常熟市辛庄镇农田生产-畜禽养殖系统的氮素流动通量、流动效率及环境负荷,并用实测值进行了参数校正. 结果表明:2000—2012年,辛庄镇农田生产子系统的单位面积氮素流动通量呈下降趋势,而畜禽养殖子系统的单位面积氮素流动通量则在42.5~50.9 kg/hm2范围内持续波动. 氮素利用率与氮素循环利用率均较低,氮素环境损失率较高,系统损失的氮素中有54.5%进入周围水体. 2000年以来,作物种植与畜禽养殖对辛庄镇环境氮负荷的贡献率分别在38.8%~50.2%与25.4%~35.8%之间波动. 辛庄镇农田施氮量为310.8 kg/hm2,人畜排泄氮量为61.1 kg/hm2,分别远高于全国平均值(197.2和18.6 kg/hm2). 过量施用化学氮肥与畜禽粪便的大量排放是辛庄镇环境氮负荷加重的主要原因. 辛庄镇高投入高产出的农业生产方式加大了太湖水环境修复的难度. 建议调整作物种植与畜禽养殖结构,推广科学施肥与生态养殖,将农田生产与畜禽养殖结合形成产业链,以此减轻氮素环境负荷.      

湿热水解处理餐厨垃圾氮素转化规律

为了研究餐厨垃圾湿热水解过程中氮素的变化规律，设计了10、30、60、90和120℃5个温度水平以及30、60、90、120、150和180min6个加热时间水平，进行了30组完全实验，对不同湿热条件下餐厨垃圾粗蛋白、TN、NH4＋-N、NO3-N、有机氮及氨基酸等氮的不同存在形式的变化规律进行实验研究。结果表明，10、30及60℃条件下蛋白质的高级结构不会改变，利于粗蛋白的积累，且在温度120℃，加热时间90min条件下粗蛋白百分含量最高，占干物质的31．34％；随温度的升高和加热时间的延长TN、NHf-N和有机氮含量均上升；当温度达到120℃，由于水解反应，各温度处理下NHf．N浓度超过有机氮浓度，而NO3-N始终维持较低水平。氨基酸总量随温度的升高和水解时间的延长呈上升趋势，当温度达90％，加热时间达180min时，处理后餐厨垃圾总氨基酸百分含量最高，达164％，但温度达到120℃时，随着处理时间的延长，餐厨垃圾总氨基酸含量明显降低。     

覆盖旱作水稻的生物效应及吸氮特征

研究了田间条件下旱作水稻半腐解秸秆覆盖、蚕豆秆覆盖、地膜覆盖、纸膜覆盖、生稻草覆盖 5种覆盖方式的吸氮特征 ;水稻水作与旱作的产量及其构成因素 ;水稻水作与旱作条件下灌溉水的利用效率。结果表明 ,旱作条件下水稻各部位的含氮量均大于水作 ;旱作水稻的氮素吸收、累积主要在拔节期以后 ,而水作水稻从移栽后就大量吸收氮素 ,灌浆期后很少吸收氮素 ;旱作水稻的产量以半腐解覆盖处理的最高 ,为 8415kg/hm2 ;旱作水稻耗水量只占水作耗水量的 7 14% ,旱作水稻的水分利用效率是水作的 12倍以上     

SBR单级自养脱氮系统氮素转化途径

利用氮素计量关系和批式实验研究了SBR系统中基于短程硝化的单级自养脱氮特性和脱氮途径。结果表明,SBR系统获得良好脱氮效果,TN最高去除负荷和去除速率分别达0.49 kg N/(m3.d)和0.20 kg N/(kg VSS.d);系统中82%的氨氮转化成气体脱除,10%的氨氮转化成硝酸盐氮。批式实验结果表明,SBR系统中的污泥同时具有厌氧氨氧化、亚硝酸盐氧化和自养反硝化活性,三者的反应速率分别为0.12 kg NH4+-N/(kg VSS.d)、0.04 kg NO2--N/(kg VSS.d)和0.03 kg NO2--N/(kg VSS.d)。综上,SBR系统中氮的脱除是短程硝化、厌氧氨氧化和反硝化共同作用的结果,产生的硝酸盐是厌氧氨氧化和硝化作用所致。     

江苏省武进市高产水稻田氮素渗漏损失研究

小区试验与农户调查研究结果表明 ,2 87kg/hm2施氮量宜作为武进市高产水稻的适宜施氮量 ,氮肥的过多施用不仅导致秸秆对氮素的奢侈吸收 ,也加重氮肥对渗漏水的污染。进一步降低水稻田施氮水平 ,又保持高产的水稻生产技术尚待开发。     

污泥用量对生活垃圾堆肥氮素转化与损失的影响

为了探讨生活垃圾堆肥的氮素损失问题,对生活垃圾（A组）、污泥和生活垃圾混合B组（w/w=1∶6）、C组（w/w=1∶4）组等3组物料进行高温好氧堆肥,研究污泥用量对生活垃圾堆肥化过程中温度、pH值、各氮素转化与损失的影响。结果表明：投加污泥会影响生活垃圾的通风性能,减慢物料的升温速率,延长堆肥周期。污泥用量对生活垃圾堆...     

覆盖旱作水稻的生物效应及吸氮特征

研究了田间条件下旱作水稻半腐解秸秆覆盖、蚕豆秆覆盖、地膜覆盖、纸膜覆盖、生稻草覆盖5种覆盖方式的吸氮特征；水稻水作与旱作的产量及其构成因素；水稻水作与旱作条件下灌溉水的利用效率，结果表明，旱作条件下水稻各部位的含氮量均大于水作；旱作水稻的氮素吸收、累积主要在拔节期以后，而水作水稻从移栽后就大量吸收氮素，灌浆期后很少吸收氮素；旱作水稻的产量以半腐解覆盖处理的最高，为8415kg/hm^2；旱作水稻耗水量只占水作耗水量的7.14%，旱作水稻的水分利用效率是水作的12倍以上。     

将流化催化裂化装置排放气中的乙烯升级为汽车燃料

Chemical Engineering,2013,120(8):10典型的流化催化裂化装置(FCC)每年可产生大约200t的干气,这种混合排放气通常作为炼油厂燃料而被烧掉。然而,该排放气中含有大约40t的乙烯,如制成汽油或柴油可具有更大的价值。美国霍尼韦尔国际公司(Honeywell)旗下的环球油品公司(UOP LLC)正在开发一项用乙烯生产汽车燃料的新工艺,单程转化率大于40%。