Treatment of phenol wastewater by microwave-induced CIO_2-CuO_x/Al_2O_3 catalytic oxidation process

The catalyst of CuO_x/Al_2O_3 was prepared by the dipping-sedimentation method usingγ-Al_2O_3 as a supporter.CuO and Cu_2O were loaded on the surface of Al_2O_3,characterized by X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).In the presence of CuO_x/Al_2O_3,the microwave-induced chlorine dioxide(ClO_2) catalytic oxidation process was conducted for the treatment of synthetic wastewater containing 100 mg/L phenol.The factors influencing phenol removal were investigated and the results showed that microwave-induced ClO_2-CuO_x/Al_2O_3 process could effectively degrade contaminants in a short reaction time with a low oxidant dosage,extensive pH range.Under a given condition(ClO_2 concentration 80 mg/L,microwave power 50 W,contact time 5 min,catalyst dosage 50 g/L,pH 9),phenol removal percentage approached 92.24%,corresponding to 79.13% of COD_(Cr) removal.The removal of phenol by microwave-induced ClO_2-CuO_x/Al_2O_3 catalytic oxidation process was a complicated non-homogeneous solid/water reaction, which fitted pseudo-first-order by kinetics.Compared with traditional ClO_2 oxidation,ClO_2 catalytic oxidation and microwave-induced ClO_2 oxidation,microwave-induced ClO_2 catalytic oxidation system could significantly enhance the degradation efficiency.It provides an effective technology for the removal of phenol wastewater.     

不同施氮水平对玉米产量、氮素利用效率及土壤无机氮含量的影响

通过研究不同施氮水平对玉米产量、氮素利用率及土壤硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)残留量的影响,为氮肥的合理利用提供依据.在黑龙江省农业科学院科技园区布置田间小区试验,结果显示:玉米产量随施氮量增加而增加,施氮量为165 kg·hm-2时,氮肥利用率最高,当施氮量高于165 kg·hm-2,产量反而有降低的趋势,过量施氮也并不能增加玉米对氮素的吸收,因而氮素利用率也随施氮量的增加而降低.玉米收获后土壤剖面无机态氮质量分数的变化因施氮量的不同而表现出差异,0~80 cm土层硝态氮积累量随氮肥输入量的增加而显著增加,以表层(0~40 cm)硝态氮质量分数最高,中间层(60~80 cm)质量分数最低,100 cm以下土层以施氮量为165 kg·hm-2的处理土壤硝态氮积累量最低,降低了硝态氮淋溶风险;铵态氮的质量分数相对较低,不同的施氮量对土壤铵态氮质量分数的影响主要在0~20 cm土层,铵态氮质量分数与施氮量并无显著的相关关系.综合考虑玉米产量、氮素利用率与生态环境效益,以165 kg·hm-2(优化施氮量)为最佳氮肥施用量.     

岷江干旱河谷灌木幼苗的土壤养分适应性研究

岷江上游干旱河谷地区的植被恢复是目前急需解决的问题,小马鞍羊蹄甲（Bauhinia faberi var. microphylla）是干旱河谷地区的优势乡土灌木,并作为当地植被恢复过程中的重要备选物种,因而进行小马鞍羊蹄甲种群在土壤贫瘠的干旱河谷的养分限制研究十分必要。针对性地进行施肥将影响到小马鞍羊蹄甲幼苗存活、生长和定殖,而如何有效提高该物种的存活和生长速率对于干旱河谷植被恢复将具有重要的意义。采用野外调查与模拟实验相结合的方法,分别研究了干旱河谷地区3个典型群落（干旱河谷的核心区——飞虹,干旱河谷灌丛与亚高山森林的过渡区——北部的石大关、干旱河谷灌丛与温性森林的过渡区——南部的蓝新镇）中小马鞍羊蹄甲幼苗叶片的化学计量特征,和施肥试验[w（有效氮）分别为100、280、460 mg·kg–1、w（有效磷）分别为12、24、48 mg·kg–1、w（氮）分别为40、70、100 mg·kg–1、w（磷）分别为12和24 mg·kg–1]中叶片化学计量特征及幼苗生长参数（叶片数、基径和株高）和各器官（根茎叶）生物量。结果表明：在野外各演替阶段的小马鞍羊蹄甲幼苗生物量和营养元素质量分数都随着磷肥的增加而增加,表明磷素是植物生长的限制因子,同时N∶P比均大于16,也暗示其受到P养分的限制;在室内施肥试验中,施加N肥没有促进小马鞍羊蹄甲生物量的积累,反而抑制了幼苗生长;施加P肥促进了幼苗生物量的积累,表明幼苗缺乏P元素,养分限制类型为P限制。     

“污水-微藻-能源”串联技术新进展

水资源危机和能源危机给人类社会的可持续发展带来前所未有的挑战。微藻具有特殊的生理生态功能和突出的优点,是开展污水净化和生物质能源生产的不二选择。文章在简介微藻清除水体氮磷的特点、作用机理及其影响因素、微藻生产生物质能源的优势、油脂积累机制及其影响因素的基础上,提出一种基于微藻为中介以实现污水氮磷去除与生物质能源开发的串联技术体系。该＂污水-微藻-能源＂串联技术体系从微藻自身的生理生态特色出发,将其在污水净化与生物质能源生产上的优势有机结合起来,实现从污水中索要营养物质供微藻生长需要,以低成本、高效开发利用微藻生物质能源,为共同协调解决水资源危机和能源危机提供了新的思路与途径。通过探讨＂污水-微藻-能源＂串联技术体系的核心理念与开发基础,指出串联技术体系必须重视优质微藻品种的选育、光合生物反应器优化、耦合系统的完善以及高附加值胞内物质后续开发等几个关键技术环节。文章最后展望其发展趋势与应用前景。＂污水-微藻-能源＂串联技术体系的开发应用,有望缓解当前社会面临的水环境污染和能源紧缺双层压力,实现社会、经济、资源与环境的可持续发展,具有极其广阔的应用前景。     

不同密度侧柏人工林碳储量变化及其机理初探

以徐州侧柏Platycladus orientalis（Linn）Franco人工林为研究对象,运用生物量转化方程及土壤调查数据探讨了1 679、2 250和3 074株.hm-2的3种密度对生态系统碳储量的影响及其机理。结果表明,①乔木层、土壤层和生态系统的碳储量均随林分密度的增加而明显减少,灌草层碳储量在低林分密度最大,而枯落物层碳储量在中林分密度最大。低林分密度生态系统的碳储量是94.11 t.hm-2,分别是中密度和高密度生态系统的碳储量1.19倍和1.28倍,而这种差异主要是由乔木层和土壤层碳储量差异引起的。②林分密度对细根生物量的影响不显著（P〉0.05）,而细根形态随林分密度的增加表现为低级根中1、2级根直径变粗,根长先变长后变短,比根长变短（P〈0.05）;而高级根中的5级根直径显著变细,根长和比根长变长（P〉0.05）。③林分密度对细根生物量的影响与乔木层、土壤层和生态系统碳储量的变化规律具有较高的一致性,均为低密度下最大,高密度下最小。因此,细根生物量可能是导致系统碳储量变化的主要因素之一。     

淡水中氨氮高效快速测定方法的优化研究

基于氨氮与纳氏试剂进行显色反应的原理,建立反应体系为1 mL的小体系淡水中氨氮的测定方法。新方法的显色剂用量为20μL、显色时间为10~30 min、盐度<0.5%、pH值为3~11,纳氏试剂以6000 r/min、5 min进行离心处理,采用酶标仪96孔板在420 nm波长下测定显色反应溶液的吸光度。将该方法与《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 535—2009)(国标法)测定氨氮的吸光度进行正交验证,结果表明2种方法具有良好的拟合度。新方法的检测范围从国标法的0~2.0 mg/L提升到0~4.8 mg/L。方法测定淡水中氨氮的质量浓度具有简便、连续、快速、高批量的优点,适用于实地、实时地测定淡水中的氨氮。     

海水总磷高效快速测定方法的优化研究

海水总磷（TP）是海洋生态环境的重要监测指标，传统的海水TP测定方法为国标法——《海洋调查规范 海水总磷测定 过硫酸钾法》（GB/T 12763.4—2007），目前许多海域水体TP质量浓度均超出国标法的检测范围，在检测过程中需要进行稀释，过程烦琐且易影响测定结果的准确性，常用的其他方法也存在不适用于TP的快速连续测定且测定成本较高的问题。基于过硫酸根离子氧化磷化合物生成磷酸根离子的原理，探究海水TP测定的反应体系的影响因素，研究结果表明：过硫酸钾质量浓度为40 g/L，抗坏血酸质量浓度为54 g/L，钼酸铵质量浓度为37.5 g/L，酒石酸氧锑钾质量浓度为1.75 g/L，消解时间为30 min，为小体系海水TP测定新方法的最佳反应条件。通过正交验证及F与t检验，证明所建立的海水TP测定新方法与国标法的测定结果具有较高的拟合度。此外，TP测定新方法的浓度上限为28.8 μmol/L，与国标法相比，提高了4.5倍。新方法反应体系小，检测浓度范围广，能够减少检测过程中因梯度稀释步骤带来的误差，方法准确性高，为海水TP的测定提供了新的选择。