冬小麦条锈病害与常规胁迫的定量化识别研究——高光谱应用

通过对人工田间诱发条锈病与常规的水胁迫及肥水协同胁迫的处理,分析获取的地物光谱数据及提取的归一化植被指数(NDVI)和光化学植被指数(PRI),定性地研究了条锈病害胁迫与常规胁迫条件下冬小麦冠层光谱特征的差异和规律,并进一步利用高光谱对冬小麦条锈病与常规胁迫进行了定量化的识别研究。选用NDVI和PRI建立二维空间坐标,形成病害胁迫、常规的水胁迫及肥水协同胁迫植被指数的空间分布散点图,结果表明NDVI值大于4.324×PRI 0.976的区域即为条锈病胁迫发生区域。经验证,上述定量化表达的分类识别精度达到了70%以上。     

SDBS改性活性炭对水中环丙沙星的吸附研究

本文以活性炭为吸附剂,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为改性剂,通过正交试验确定了活性炭的最佳改性条件,并且通过静态吸附试验研究了改性活性炭对水中环丙沙星的吸附作用,并通过BET,XRD对SDBS改性活性炭进行了表征。结果表明:最优改性条件为SDBS浓度2 g/L,浸泡时间为4 h,固液比为1∶10。改性活性炭对水中环丙沙星的吸附动力学符合拟二级动力学方程,其吸附行为可用Langmuir吸附等温线来描述,即为单分子层吸附。改性活性炭的最大吸附容量为27.1 mg/g,较改性前提高了48%,改性过后能更快的达到吸附平衡。并且改性过后的活性炭表面积变小,孔径变大,但是其晶格结构并未改变。     

我国黑土地农田土壤除草剂残留特征研究及展望

粮食安全是“国之大者”.东北黑土地作为我国重要的粮仓,是保障国家粮食安全的“压舱石”.但黑土地农田除草剂的长期高强度施用,导致除草剂在土壤中积累和迁移,影响土壤质量、作物产量和品质,阻碍黑土地可持续利用和农业可持续发展.解决黑土地农田除草剂残留问题,既要从源头管控除草剂的施用,也要掌握除草剂的残留特征、时空演变和驱动因素,才能做到科学防控、精准施策.系统总结了我国黑土地农田除草剂的施用状况和存在的问题,全面梳理了除草剂的残留现状,指出了当前在黑土地农田除草剂残留特征、空间分布和污染诊断等研究上的不足,提出了我国黑土地农田除草剂残留诊断与风险管理研究思路与重点方向,为保障我国黑土地农田土壤健康、粮食安全和生态系统安全提供科技支撑.     

KOH活化小麦秸秆生物炭对废水中四环素的高效去除

活化是提高生物炭吸附性能的重要手段.以小麦秸秆为研究对象,KOH为活化剂,制备KOH活化生物炭（K-BC）,同时制备原状生物炭（BC）作为对照.对生物炭进行比表面积和孔径、元素分析、XPS、FTIR、Raman、XRD和pH_pzc等表征,考察KOH活化对生物炭理化性质的影响,并探究生物炭对水体中四环素的吸附性能和机制.结果表明,KOH活化之后生物炭的比表面积和孔体积可达996.4 m²·g^-1和0.45 cm³·g^-1.KOH活化会制造更多的碳结构缺陷,影响生物炭的官能团和表面电性.拟二级动力学和Langmuir模型可以较好地拟合生物炭吸附四环素的过程.环境温度升高能提高生物炭对四环素的吸附量.K-BC吸附四环素是自发、吸热和无序度增加的过程.K-BC对四环素的最大吸附量理论可达到491.19 mg·g^-1（实验温度为45℃）.结合吸附后生物炭的Raman、FTIR和XPS表征,发现孔隙填充和π-π作用是K-BC吸附四环素的主要机制,氢键和络合作用也发挥重要作用.此外,K-BC还具有良好的循环使用性能.综上所述,KOH活化小麦秸秆生物炭是有效和可行的,可用于废水中四环素的去除.     

控释尿素不同施用条件下冬小麦产量和氮素利用效应

采用田间试验方法研究了控释尿素不同施用条件对冬小麦产量、氮素利用和经济效益的影响。试验共设7个处理,即CK （空白处理,不施氮肥）、100%PU10/0（普通尿素全量基施,N 240 kg＆#183;hm-2）、100%PU6/4（60%的普通尿素基施、40%的普通尿素于拔节期追施,N 240 kg＆#183;hm-2）、80%PU6/4（60%的普通尿素基施、40%的普通尿素于拔节期追施,N 192 kg＆#183;hm-2）、100%CRU（全量树脂包膜控释尿素基施,N 240 kg＆#183;hm-2）、80%CRU（80%树脂包膜控释尿素基施,N 192 kg＆#183;hm-2）和40%CRU＋40%PU（40%树脂包膜控释尿素＋40%的普通尿素基施,N 192 kg＆#183;hm-2）。结果表明,无论是产量效应还是氮素利用效应,树脂包膜控释尿素（CRU）处理总体优于普通尿素（PU）处理,尤其树脂包膜控释尿素和普通尿素配施（40%CRU＋40%PU）效果最佳,以7709 kg＆#183;hm-2的产量、36.44%的氮肥吸收利用率、15946元＆#183;hm-2的相对净收入达到处理间最高水平。该处理在减少氮素投入量的情况下,不仅促进了冬小麦增产,而且显著提高了肥料的利用率,拥有较高的产投比。因此,树脂包膜控释尿素和普通尿素的配施处理（40%CRU＋40%PU）是本试验条件下最优的氮肥处理。     

有机酸强化Fe(Ⅲ)还原介导的Shewanella oneidensis MR-1降解磺胺甲噁唑

在实验室条件下,研究了Shewanella oneidensis MR-1对磺胺甲噁唑(Sulfamethoxazole,SMX)的降解特性以及低分子有机酸强化Fe(Ⅲ)还原介导的S.oneidensis MR-1对SMX的降解.结果表明,S.oneidensis MR-1对不同浓度SMX的降解能力与体系中的有机酸和Fe(Ⅲ)密切相关.低浓度SMX对其生长影响不大,高浓度时细菌生长则受到抑制,进而抑制SMX的降解率.当低分子有机酸单独加入体系后,S.oneidensis MR-1对SMX的最大降解率为58.5%;Fe(Ⅲ)单独加入体系后,S.oneidensis MR-1对SMX的最大降解率为67.6%.此外,当柠檬酸和Fe(OH)_3同时加入体系后,S.oneidensis MR-1对SMX生物降解和铁还原作用促进效果最显著,培养5 d后SMX降解率为90.3%.最后,采用液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)对SMX的降解中间产物进行了分析,推测SMX的可能降解途径是由S—N键断裂引起的.本研究以期为地下水污染场地修复提供理论依据.     

游离羟基及表面活性剂对乙草胺光解的影响

以高压汞灯为光源,以p-亚硝基-N,N-二甲基苯胺(PNDA)作为·OH自由基的探针,研究了H2O2及表面活性剂0206-B(苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钙混剂)对除草剂乙草胺在水中间接光解作用的影响.结果表明,H2O2对水中乙草胺具有光敏化降解作用,其敏化作用效应与·OH有关;而0206-B对乙草胺具有光猝灭降解作用,光猝灭降解作用效应与0206-B减少水溶液中的·OH自由基含量有关.乙草胺直接光解与H2O2作用的乙草胺间接光解相同的产物有Rf(比移值)为0.12、0.52、0.61、0.72的化合物;H2O2敏化降解抑制了乙草胺直接光解产物Rf为0.04、0.10、0.18、0.21、0.79的化合物产生,但促进乙草胺间接光解Rf为0.45、0.66的新光解产物生成.     

积雪中氮、磷污染物浓度及其垂直分布特征

分别于2014、2015年采集合肥市区两场典型降雪雪样,对地面积雪按每层1cm进行分层收集,同时采集整体雪样,测定雪样中TN、氨氮、TP和COD。采用一次线性方程对积雪层自下而上方向上对污染物浓度进行趋势拟合。结果表明:(1)积雪层中TN和氨氮按自下而上的方向浓度的线性变化趋势为逐层递减的变化趋势,而TP和COD在积雪中的垂直变化特征不明显。(2)2014、2015年合肥市区两场降雪积雪中的氮、磷污染物主要以TN污染为主,分别为《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类和劣Ⅴ类水平。与中国其他地区的湿沉降相比,合肥市区降雪积雪中氮、磷污染物浓度基本相近。     

红壤和黄泥土对不同浓度六氯苯的吸附与解吸特征

采用批量平衡试验的方法,研究了不同初始浓度的六氯苯在红壤和黄泥土表面的吸附与解吸特征. 结果表明,六氯苯在红壤和黄泥土表面的吸附与解吸行为均可用Freundlich方程进行很好的拟合,其相关系数(R2)在0.97-0.99之间,并表现为非线性特征. 六氯苯在红壤和黄泥土上吸附的KadsF值均小于其解吸的KdesF值,说明六氯苯在这两种土壤表面的解吸表现为一定的滞后效应. 随着初始浓度的升高,其滞后效应增强,两者呈线性相关. 用不同方程对滞后系数H,ω和λ进行量化,发现不同浓度的六氯苯在土壤表面的解吸过程表现出正滞后效应.     

老化对六六六在土壤中可提取态含量及其生物有效性的影响

用室内模拟试验的方法研究了老化作用对六六六在土壤中可提取态含量变化及其在蚯蚓(Eisenia foetida)体内的生物富集规律.结果表明,六六六在土壤中的可提取态含量随着时间延长逐渐降低,下降速率呈现初始较快、而后减慢的趋势.在开始60 d老化时间内,α-六六六、β-六六六、γ-六六六和δ-六六六在土壤中的老化减少量是其初始添加量的57.2%、50%、52.2%和43.2%,分别是其在180 d内老化减少量的90.5%、87.4%、72.4%和84.4%.六六六在蚯蚓体内的生物富集量和生物富集系数也表现出和老化相似的规律.不同老化时间内,六六六在蚯蚓体内的生物富集量表现为α-六六六>β-六六六>δ-六六六>γ-六六六.生物富集系数在开始的15 d为γ-六六六>α-六六六>β-六六六>δ-六六六;而后呈α-六六六>β-六六六>acillus cereus efficiently debγ-rominated and degrade-六六六>δ-六六六的规律.老化使六六六在土壤中的可提取态含量和生物有效性降低,但仍可以在蚯蚓体内有一定的生物富集,对土壤生态安全的威胁依然存在.