不同利用方式下农田土壤对磷的吸持与解吸特征

不同利用方式下农田土壤水土界面磷的迁移能力有较大的差别.模拟实验结果表明,太湖地区水稻土在旱作时土壤固磷能力低于旱地土壤,但由于其土壤磷素水平较后者低,在一定条件下磷由固相转入液相被淋溶或随径流流失的风险要低于旱地土壤.水稻土在淹水还原条件下比旱作时固磷能力有了较大幅度的提高,土壤中的磷向溶液中的释放量总体上较淹水前减少,这是因为在还原条件下形成的无定形Fe³⁺-Fe²⁺混合氢氧化物具有巨大的表面积和很强的吸持能力,增强了对磷的固定.     

反硝化除磷工艺实现亚硝酸盐积累的参数优化

为促进反硝化除磷与厌氧氨氧化工艺的耦合,实现污水氮、磷的同步高效去除,构建序批式反应器(Sequencing batch reactor,SBR),优化了反硝化除磷工艺实现亚硝酸盐积累的工艺参数.SBR在厌氧-缺氧-微好氧运行条件下,缺氧段投加模拟硝酸盐工业废水逐步实现了反硝化除磷过程的亚硝酸盐积累.结果表明,经过142d的培养驯化,在进水C/P比为55时,缺氧段引入NO₃^--N浓度为23mg/L时,亚硝酸盐积累率为51.01%,NO₃^--N→NO₂^--N转化率为40.22%,硝酸盐去除率为72.14%,PO₄^3--P去除率最高达88.17%.出水COD浓度低于25mg/L,COD去除率维持在90%以上.微生物群落结构分析表明,拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)为系统内优势菌门.通过参数优化实现了聚磷菌的驯化,Candidatus Accumulibacter为代表的反硝化聚磷菌丰度增加(累积丰度由1.49%增加到5.08%),以Candidatus Competibacter为代表的反硝化聚糖菌丰度增加更为明显(累积丰度由1.02%增加到15.49%),聚磷菌与聚糖菌的共同作用有利于实现除磷过程的亚硝酸盐累积.     

毒性物质在微生物燃料电池中不同响应的研究进展

一般水质监测方法需要经过取样和预处理等过程,微生物电化学原理的水质监测以其特有的直观便捷性引起了研究关注.以微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)为例,在不需前处理且不需外界提供能量的条件下,系统受到水质变化影响产生不同的电压或电流响应,被很多科研人员作为监测水体毒性物质的便捷监测方法进行研究.然而对不同学者的研究结果进行对比发现,水样中不同毒性物质在MFCs中有不同响应和灵敏度,甚至同一种的毒性物质在不同人员不同系统的研究中得到了相反的研究结果.本文简要介绍了使用MFCs作为水质变化监测方法的优点,回顾总结了不同研究体系中MFCs在毒性物质加入前后产生的电流或电压变化.针对每种毒性物质在不同条件下MFCs系统中的具体响应进行了比较和分析,认为在使用MFCs进行水中毒性物质的监测时,MFCs的系统结构、操作条件以及毒性物质自身特性等对于响应结果均有很大的影响,研究人员应针对具体存在的问题进行深入的系统研究,最终推动微生物电化学原理水质监测实际应用的研究进程.     

秦淮河表层沉积物毒害微量元素分布特征及污染评价

在秦淮河流域采集河流表层沉积物样品,研究其毒害微量元素含量的空间分布和生态风险.流域沉积物中毒害微量元素的含量表现出明显的空间分异.Hg、Cd、Pb、Cu和Zn受流域城市化过程的影响最为显著,其富集主要集中在流域中、下游的老城区、新城区和城乡过渡区.As的分布除了与城市工业企业的排污有关外,还可能受农业活动的影响.毒害...     

青藏高原高寒湿地春夏两季根际与非根际土壤反硝化速率及nirS型反硝化细菌群落特征分析

反硝化是生态系统氮循环的关键过程.目前对于生态系统氮排放及反硝化细菌群落的研究大多基于人为影响显著的环境,对于人为干扰较低的自然生态系统的研究较少.本研究选取青藏高原黄河源区不同海拔（唐克、久治、玛多和达日）不同季节（春季和夏季）的高寒湿地植物根际与非根际土壤作为研究对象,采用¹⁵N同位素标记法测定反硝化速率,高通量测序技术测定nirS反硝化细菌群落组成及相对丰度,并探究环境因子（气温、海拔）和土壤理化性质（pH、土壤有机碳、铵态氮、硝态氮和亚硝态氮）对nirS型反硝化细菌群落的影响.结果表明,高寒湿地土壤反硝化速率范围为0.80~14.98 nmol·（g·h）^-1,对总N₂释放的贡献率为11.23%~71.16%.唐克、久治和达日的土壤样品,均呈现出根际土壤反硝化速率高于非根际的趋势（P<0.05）.Proteobacteria是青藏高原高寒湿地植物根际和非根际土壤中主要的反硝化细菌门;在属水平上,各土壤样本中相对丰度最高的是一种未分类的变形杆菌（unclassified Proteobacteria,2.86%~29.41%）,这表明主导青藏高原高寒湿地反硝化作用的可能有一些独特的未被鉴定的反硝化菌属,相对丰度其次为假单胞菌属（Pseudomonas,2.45%~26.52%）和贪铜菌属（Cupriavidus,0%~34.14%）.基于距离的冗余分析结果表明,高寒湿地的反硝化细菌群落结构主要受到海拔、pH、NO₂^-含量影响（P<0.05）;相关分析表明反硝化速率和Shannon指数与pH呈显著负相关（P<0.05）,且主要反硝化菌群相对丰度受到温度和pH的影响.本研究结果可为进一步了解青藏高原高寒湿地这一特殊生境中的氮循环提供参考依据.     

昆明松华坝水库沉积物中PAHs垂直分布特征及其来源

为揭示昆明松华坝水库人类活动对PAHs（多环芳烃）的影响程度及其污染历史,研究了松华坝水库2根沉积柱（包括集水区人口较密集的1号柱和以山地为主的2号柱）中16种PAHs的垂直分布特征及其来源.结果表明:1号、2号柱中∑₁₆PAHs（16种PAHs总量）分布范围分别为155.9~471.3和100.7~316.3 ng/g,但1号柱污染程度高于2号柱,可能与其集水区较高的人为排放有关.1号柱中∑₁₆PAHs整体随采样深度的下降而降低,2号柱则随采样深度的下降而增长;这2根柱子PAHs的组成相似,沉积物中PAHs均以2环的Nap（萘）和3环的Phe（菲）为主（二者占比高于50%）,高致癌性的4~6环PAHs也有较大占比.分子比值法和正定矩阵因子分解法结果显示,1号柱中PAHs主要来源顺序为生物质燃烧源（38.8%）>石油源（34.7%）>煤炭燃烧源（13.4%）>石化燃料燃烧源（13.1%）,2号柱主要来源为石油源（44.4%）>生物质燃烧源（26.2%）>煤炭燃烧源（15.3%）>石化燃料燃烧源（14.1%）,反映了集水区人类活动方式与强度对沉积物中PAHs的控制作用.      

膜曝气生物膜反应器耦合厌氧氨氧化工艺处理低C/N比生活污水

我国生活污水具有低碳氮比的特点,传统硝化-反硝化反应碳源不足,生物脱氮难度大,且常规微孔曝气装置存在过量曝气、亚硝化反应难以控制等问题.因此,本研究构建了膜曝气生物膜反应器(Membrane aerated biofilm reactor, MABR),接种了厌氧氨氧化污泥,采用厌氧-间歇曝气的序批式运行方式处理低碳氮比生活污水.结果表明,在处理模拟废水时(阶段1),进水C/N比为3.02,COD、NH4+-N和TN去除率分别为90.21%、91.74%和79.92%;处理实际生活污水时(阶段2),C/N比为1.81,COD、NH₄⁺-N和TN去除率分别为78.61%、98.40%和80.54%,实现了碳氮污染物的高效去除.两阶段内碳源转化率分别为44.15%和27.02%,其中,阶段一进水采用乙酸钠配制有利于内碳源的转化.反应器出水中有机物主要包含难降解有机物和微生物产物.15N同位素示踪结果表明,两阶段厌氧氨氧化脱氮贡献分别为66%和75%.上述结果表明,采用MABR耦合厌氧氨氧化工艺分别处理模拟废水和实际生活污水,单一与复杂有机物组分条...     

铁路工程水土保持监测技术应用初探——以合武铁路湖北省境内段工程为例

近年来铁路建设飞速发展,铁路工程由于呈线性分布,沿线地形地貌复杂,工程建设过程中隧道开挖、路基填方、路堑挖方、弃渣弃土堆放、取土场开挖、施工便道修筑等扰动了原始地貌,地表植被受到破坏,加剧了水土流失,并对周围环境产生了很大的影响。     

基于遥感技术的圩田时空特征分析——以皖东南及其相邻地域为例

利用陆地卫星(Landsat TM)影像与地理信息技术，结合历史地理学对皖东南及邻域圩田时空特征进行研究，发现该区圩田在空间上具有不同的图型结构特征，在时间上圩田开发具有与区域环境变化相关联的强烈阶段性特征。不同图型结构圩田具有不同功能：田字型图型结构圩田具有防御、灌溉、交通综合功能；多边形图型结构圩田具有空间扩展功能；羽状水网图型结构圩田具有对洪水的良好缓冲保护功能；直条块状图型结构圩田具有机械化作业和集约化灌溉功能。通过对圩田时代—面积进行统计分析，发现本区圩田修筑面积具有阶段性特点，形成三国、宋、近现代的3个高峰时期。本区圩田开发的主要驱动因素：①芜湖古聚落军事功能的突出与增强是实现本区开发第一次飞跃的原动力；②西晋末年开始的北方人口向南方持续迁移为本区的第二次飞跃奠定必要的基础；③宋代农业经济技术的大发展实现本区第二次飞跃；④现代社会经济技术发展促成本区的第三次飞跃。