辽河口“退塘还湿”修复区生态系统CO2交换及其环境调控

滨海湿地因其碳汇功能强大,在减缓全球气候变化中发挥着重要作用,“退塘还湿”作为近几年我国滨海湿地生态修复开展的主要形式之一,对其碳源/汇功能的研究较为匮乏.基于涡度相关技术,观测了2021年辽河口“退塘还湿”修复区CO₂通量,研究了修复区内盐沼湿地生态系统CO₂交换特征及其环境调控.结果表明,修复区净生态系统CO₂交换（NEE）平均日变化曲线在春季和秋季呈“U”型,在夏季呈“V”型,在冬季呈“一”型,其春、夏、秋和冬季的效率（以C计）分别为-40.06、-63.62、2.33和34.43 g·m^-2.修复区NEE日累积年内变化整体呈“V”型,NEE、生态系统呼吸（R_eco）和总的初级生产力（GPP）月累积差异明显.2021年修复区内光合有效辐射（PAR）是白天NEE的重要调控因子,二者呈直角双曲线关系,PAR可以解释白天NEE变化的53％;空气温度（T_a）是夜晚生态系统呼吸（R_eco,night）的主控因子,二者呈指数关系,T_a < 5.5℃时生态系统呼吸的温度敏感性（Q₁₀）为2.19,T_a可以解释R_eco,night变化的42％,T_a ≥ 5.5℃时Q₁₀为1.81,T_a可以解释R_eco,night变化的51％.另外,2021年生长季辽河口湿地修复区NEE与土壤含水量（SWC）和饱和水汽压差（VPD）均呈显著的线性负相关,而NEE与土壤温度（T_s）和相对湿度（RH）无显著相关.2021年辽河口“退塘还湿”修复区盐沼湿地表现为碳汇,总净固碳量（以C计）为-66.89 g·m^-2,其具有长期的碳增汇潜力.     

基于DNDC模型评估水位变化对滨海湿地净生态系统CO2交换的影响

水位是影响滨海湿地生态系统蓝碳功能的重要因素。气候变化引起的海平面上升以及极端气候事件的频发,可能加快水位的变化,从而改变生态系统碳交换的过程。然而,滨海湿地碳汇功能响应水位变化的机制尚不清楚。为了评估水位对滨海湿地净生态系统CO₂交换(NEE)特征的影响,以及验证DNDC(denitrification-decomposition)模型对模拟预测滨海湿地生态系统碳交换的适用性,该研究设计了野外水位控制试验(自然水位,地下20 cm水位、地表10 cm水位),并利用DNDC模型模拟和预测水位变化对滨海湿地NEE的影响。结果表明:(1)不同水位处理之间NEE差异显著,地表10 cm水位处理促进CO₂吸收,地下20 cm水位则抑制CO₂吸收;(2)经过校准和验证的DNDC模型可以准确模拟水位变化对黄河三角洲湿地NEE的影响,NEE模拟值的日动态与田间观测结果显著相关(R²>0.6);(3)通过改变气候、土壤和田间管理等输入参数对DNDC模型进行灵敏度检验,生态系统碳交换过程对日均温、降雨和水位改变的响应最为显著,其中,水位对NEE的影响主要作用于土壤呼吸(Rs)。未来气候情境下,不同水位变化下的生态系统碳交换过程随年份增长呈现不同的规律,因此未来的模拟研究应关注DNDC中水文模块和植被演替过程的完善。该研究可为预测水文变化情境下滨海湿地碳汇功能的未来发展以及政策制定提供参考。     

克雷伯氏菌NY1产絮凝剂的阳离子修饰研究

为简化微生物絮凝剂投加步骤,消除由于助凝剂添加而引起的环境二次污染问题,以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)修饰荷负电的微生物絮凝剂(~-54mV),从而获得荷正电的改性絮凝剂.实验结果显示,CTA与NaOH的摩尔比值是影响阳离子修饰效果的主要因素;阳离子修饰的的最佳条件为:10g微生物絮凝剂, 0.015mol CTA,20%含水率,CTA与NaOH的摩尔比为0.95,80℃反应2h后.在最佳条件下所得阳离子化微生物絮凝剂的Zeta电位可达+16mV,其对高岭土的絮凝率也由阳离子化前的60.5%上升至91%.由阳离子化絮凝剂的结构表征可知,阳离子修饰过程并未改变微生物絮凝剂的根本结构,只是在原微生物絮凝剂基础上引入阳离子基团,从而增加了絮凝剂整体分子量;同时,由于阳离子基团的大量引入,絮凝剂的结晶度增加,从而使其溶解度增加.将阳离子化前后微生物絮凝剂应用于去除铜绿微囊藻,当阳离子化后微生物絮凝剂添加量为40mg/L时,其对藻类的去除率超过98%;而未阳离子修饰的微生物絮凝剂对该藻几乎没有去除效果.     

太湖流域典型河网水体氮磷负荷及迁移特征

对西太湖流域典型河道水体及沉积物氮磷含量进行分析,利用原柱样培养实验测定了沉积物-水界面氮磷交换通量及需氧量(SOD),并探讨他们之间的关系,结果表明:研究区域河道水体和沉积物氮磷总体含量水平较高,水体TN和TP平均含量分别为4.12mg/L和0.16mg/L,沉积物TN和TP平均含量分别为1658.76mg/kg和712.25mg/kg, NO₃^--N为水体无机氮的主要存在形态,NH₄⁺-N为沉积物无机氮的主要存在形态.沉积物需氧量(SOD)区域间差异较大,大体呈现西、南部区域较高,北部区域较低的特征;沉积物-水界面各无机氮磷交换通量分别为:NH₄⁺-N为-188.08~329.45mg/(m²·h),均值为13.05mg/(m²·h);NO₃^--N为-118.68~42.86mg/(m²·h),均值-28.09mg/(m²·h);NO₂^--N为-18.37~-4.81mg/(m²·h);均值-8.22mg/(m²·h);溶解性活性磷(SRP)为-10.94~10.58mg/(m²·h),均值1.34mg/(m²·h). NH₄⁺-N整体表现为由沉积物向上覆水释放,且与沉积物有机质(LOI)呈极显著正相关,SRP交换通量与沉积物中TP和TDP均显著正相关,表明NH₄⁺-N的释放与沉积物有机质的分解有关,SRP释放主要受沉积物TP和TDP影响.总体看,西部区域点位沉积物及水体氮磷污染最为严重,氮磷交换通量也较大,在区域内又表现为下游入湖口 > 上游的特征,表明人类活动对太湖流域典型河网氮磷水平及迁移转化特征影响较大.     

亚热带茶园土壤酸度特征研究——以福建省武夷山市为例

调查测试福建省武夷山市60个茶园6个土类120个土层的土壤酸度指标,分析茶园土壤酸度特征,结果表明:福建省武夷山市茶园0~20cm土层土壤平均pH值为4.52,其中pH < 4.5的重度酸化土壤占总调查样本的55.00%;20~40cm土层土壤平均pH值为4.52,pH < 4.5占53.33%;茶园红壤、紫色土、粗骨土0~20cm、20~40cm土层土壤平均pH值均低于4.5,茶园土壤酸化严重.总体上茶园土壤中交换性Al³⁺的数量和相对比例随交换性酸总量增加而增大,交换性H⁺的相对比例则呈相反的变化特征,交换性Al³⁺占交换性酸的比例为76.67%~98.40%;茶园土壤pH值与交换性酸、H⁺和Al³⁺均呈极显著的负相关关系,相关系数分别为-0.61、-0.46和-0.59.茶园土壤酸碱缓冲性能随着土壤pH值的降低呈现下降趋势;总体上茶园土壤pH值与盐基饱和度呈极显著正相关关系, 土壤pH值与盐基饱和度的正相关主要受到交换性Ca²⁺、Mg²⁺饱和度的制约.但不同土壤类型表现不一,体现了茶园土壤酸度的复杂性、多样性.     

海藻酸钠/锆@钙水凝胶的制备及其对磷的吸附研究

利用简便的方法制备了一种新型的海藻酸钠/锆@钙(SA/Zr@Ca)水凝胶材料,采用SEM、XRD对该材料进行了表征,并通过拟合吸附等温模型及吸附动力学模型,结合XPS和Zeta电位分析,研究了该材料对磷酸盐吸附的性能和机理.结果表明,该材料为非晶态的无定型材料.在溶液初始pH为2～7时,SA/Zr@Ca对磷酸盐(以PO...     

热解底泥对两种氟喹诺酮类抗生素和双酚A的吸附

将滇池断桥底泥在不同炭化温度(200℃—500℃)下制成热解底泥,用元素分析仪表征其元素组成.以诺氟沙星(NOR)、氧氟沙星(OFL)和双酚A(BPA)为代表化合物,研究人工合成有机污染物在热解底泥上的吸附行为,从而深入了解热解底泥的吸附特性以及其施用对有机污染物的环境行为和风险的影响.结果表明,热解底泥随炭化温度的增加,芳香性升高,极性降低,阳离子交换量降低,对NOR、OFL和BPA的吸附非线性增强.热解底泥的吸附性能比原始底泥更强,随炭化温度的升高,对NOR的吸附依次减弱,对OFL的吸附变化不大,对BPA的吸附依次增强,这与热解底泥极性和阳离子交换量,以及吸附质的极性相关.在原始底泥和热解底泥上,NOR和OFL的吸附均明显强于BPA,这主要因为NOR和OFL与底泥中无机矿物组分可通过阳离子交换作用和阳离子桥接作用使其吸附强于BPA,并且NOR和OFL相比于BPA官能团多且复杂.     

水铝钙石类阴离子黏土在水污染处理领域应用的研究现状

水铝钙石(Hydrocalumite)是一种阴离子黏土,又称"弗里德尔盐"(Friedel’s Salt),属于层状双金属氢氧化物(LDHs),可通过多种低成本方法人工合成.水铝钙石的层间阴离子具有可交换性,且在一定温度范围内焙烧时所获产物在水溶液中具有层状结构可恢复性,因此在水污染和固体废物处理领域有很大应用价值,已被用于水中B(OH)4-、SeO24-、CrO24-、MoO24-、Zn2+等无机组分和十二烷基硫酸钠(SDS)、烷基苯磺酸钠(SDBS)、甲基橙(MO)、酸性大红(GR)等有机组分的去除实验研究,以及粉煤灰等典型固体废物在填埋前的预处理研究.水铝钙石类阴离子黏土对水中有害组分的去除效果受到离子种类和性质、溶液pH、去除产物溶度积常数等多种因素的影响,所涉及去除机理包括离子交换、溶解-沉淀、表面吸附等.当前利用水铝钙石去除水污染的研究基本局限于实验室研究阶段,并在严格控制的实验条件下进行,因而今后应加强其处理实际受污染水体和原生劣质水的实验研究,并尝试作为填充材料在可渗透性反应墙(PRB)等水污染原位处理装置中加以应用.     

Removal of sulfadiazine from aqueous solution on kaolinite

The adsorption of sulfadiazine onto kaolinite clay as an alternative adsorbent was examined in aqueous solution, hnpacts of the contact time, pH, temperature, ionic strength and coexistent surfactants on the adsorption process were evaluated. The pH significantly influenced the adsorption process, with adsorption being promoted at lower pH due to the cation exchange mechanism. Decreasing ionic strength in the solution was favorable for adsorption, and the addition of cationic and anionic surfactants had negative effects on the adsorption capacity of sulfadiazine on kaolinite. Kinetic experiments showed that the adsorption followed the pseudo-second-order model. The equilibrium adsorption was well described by both Freundlich and Dubinin-Radushkevich （DR） models. According to the DR model, the adsorption mechanism was determined by cationic exchange and weak physical forces. The thermodynamic study showed that sulfadiazine adsorption onto kaolinite was a sponta- neous and endothermic reaction.