生物炭添加和灌溉对温室番茄地土壤反硝化损失的影响

生物炭添加和灌溉是番茄地常用的田间管理措施,然而其对反硝化的影响还不清楚.本研究种植试验设置3个灌溉量水平分别为估算作物生育期需水量ET0的50%(W50%)、75%(W75%)、100%(W100%)和3个生物炭添加水平分别为B0(折合纯碳,0)、B25(折合纯碳,25 t·hm-2)、B50(折合纯碳,50 t·hm-2),在2014年和2015年番茄收获后,每个试验小区采集具有代表性的土样进行室内培养试验,采用乙炔抑制法来研究土壤的反硝化损失和不加乙炔研究N_2O的排放量.结果表明生物炭和灌溉量显著改变了土壤的理化性质.与B0相比,添加生物炭能够提高土壤全碳、全氮含量和pH值,降低铵态氮、硝态氮含量,而灌水量降低了土壤中全氮和全碳的含量.因此,与B0/W50%相比,B25/W75%和B50/W100%处理显著减少了反硝化损失量(P0.05).生物炭和灌溉量的交互作用对土壤无机氮含量和反硝化损失的影响均达到显著水平(P0.05),且对硝态氮的影响表现为灌溉量生物炭添加量两者交互作用,对铵态氮的影响表现为生物炭添加量灌溉量两者交互作用,对反硝化损失的影响表现为灌溉量生物炭添加量两者交互作用.反硝化损失量与土壤中无机氮含量、(CO_2-C)矿化量与N_2O排放量均呈正相关关系.不同生物炭添加量和灌溉量处理后明显影响了N_2O/DN(P0.05),培养结束时,各处理下的N_2O累积排放量/DN累积排放量差异较大,介于0.31%~1.88%.     

基于遗传算法的可持续土地利用动态规划

在建立和求解多目标可持续土地利用动态规划模型过程中,采用遗传算法并结合多目标模糊优选理论处理多目标土地利用结构优化问题。其详细步骤为：在分析区域特征基础上构建时间序列;通过现状分析设置土地利用类型决策变量,确定优化目标和约束条件,构建土地利用结构多目标优化模型;用灰色GM(1,1)预测模型对土地利用结构优化多目标模型参数进行预测;用遗传算法多目标优化方法对土地利用结构优化模型求解得pareto解集;最后运用多目标模糊优选动态规划方法对规划期内各时间段的pareto解集进行模糊动态优选,以最大优属度判定原则确定出最优决策序列。自贡市的实例表明,该方法有助于解决多目标协调问题,并通过提供多方案选择性,从而使规划更具灵活性,同时又便于充分吸纳公众参与,减少规划中的不确定性,增加规划的科学性、现实性和可操作性。     

珠江八大入海口表层沉积物中DDTs和HCHs残留调查

于2010年8月-2011年5月4次采集珠江八大人海口表层沉积物,采用气相色谱-电子捕获（GC—ECD）法分析沉积物中DDTs（p,P’-DDE、P,P’-DDD、0,P’-DDT、P,P-DDT）和HCHs（α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH）的污染现状。结果显示,珠江8大人海口表层沉积物中DDTs总含量介于1．02—3．08μg·kg-1之间（以干质量计,下同）,平均值为1．91μg·kg-1;HCHs总含量介于0．21—0．41μg·kg-1之间,平均值为0．31μg·kg-1。DDTs平均含量大于HCHs,其中P,P。DDT对污染的贡献最大,含量范围为ND～7．66μg·kg-1,平均值为2．12μg·kg-1。大部分样点伽（α-HCH）／w（γ-HCH）比值小于3,说明研究区α-HCH大都被降解,或者林丹正取代工业HCHs成为珠江口水环境中HCHs输入的主要来源;甜（DDT）／w（DDD＋DDE）比值大于2,表明沉积物中除早期农药残留外,仍然有新的DDTs类农药输入。     

松涛水库水生生物农药污染水平及健康风险评价

在海南省松涛水库采集了鱼类和螺蛳共34个样品,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测样品中农药的浓度,并根据美国环境保护署(US EPA)的健康风险评价模型对松涛水库周围人群通过饮食途径摄入水生生物进行健康风险评价。结果表明,检测的29种农药,仅有7种在大部分样品中检出,分别为2,4-DDE、4,4-DDE、2,4-DDD、4,4-DDD、4,4-DDT、甲氧滴滴涕和甲基对硫磷,它们的平均含量(以湿重计)分别为0.32 ng·g~(~(-1))、3.68 ng·g~(~(-1))、0.17 ng·g~(~(-1))、1.33 ng·g~(~(-1))、0.90 ng·g~(~(-1))、1.34 ng·g~(~(-1))、0.32 ng·g~(~(-1))。鱼类肌肉以及螺蛳肉中农药的健康风险评价远远低于可承受水平,表明食用这些鱼类与螺蛳所造成的健康风险比较低。与其他研究相比,松涛水库的农药污染程度较轻。造成不同生物体间的农药含量差异的主要原因可能是牙叉库区的农药污染比南丰和番加库区的污染严重。     

铜和镉对珠江天然仔鱼和幼鱼的毒性效应及其潜在生态风险

以静水实验法探讨珠江流域主要金属污染物铜和镉对当地天然仔鱼和幼鱼的急性毒性效应。结果显示,铜对西江赤眼鳟和鲴仔鱼(48 h)和广东鲂幼鱼(96 h)的LC50分别为0.066、0.055和0.10 mg·L-1,对应的安全浓度分别为0.006、0.010和0.010 mg·L-1;镉对赤眼鳟和鲴仔鱼(48 h)以及广东鲂幼鱼(96 h)的LC50分别为1.29、0.83和3.20 mg·L-1,对应的安全浓度分别为0.163、0.077和0.320 mg·L-1。其中,铜对上述受试鱼的安全浓度低于或接近我国《渔业水质标准》及《地表水环境质量标准》Ⅱ类水对铜的规定,而镉对这些受试鱼的安全浓度则高于相关标准对镉的规定。研究结果表明,珠江流域铜污染可能会对当地天然仔鱼、幼鱼群体的补充构成一定程度的威胁,但镉污染暂不会对该区域主要鱼类早期群体补充带来严重的生态风险。     

太湖地区稻作系统不同水体硝态氮同位素特征及污染源

为辨别稻作系统不同水体硝态氮来源,选择太湖地区典型稻作区域,应用硝态氮δ15N同位素技术,结合水化学方法(如NO3-,NH4+,TP,Cl-,SO42-),研究水稻施肥之前(4~5月),施肥期(6月),及施肥之后(7~8月)地表水和地下水硝态氮来源.结果表明,地表水和地下水硝态氮含量普遍较高.在施肥期,各水体硝态氮中δ15N均较低,表明该时期农业化肥是水体硝态氮的主要来源.在施氮前期,池塘水δ15N较低,其可能原因是受雨水的影响;而地下水δ15N较高,可能是水体发生了强烈的反硝化.在施肥后期,池塘水δ15N较高可能受养殖废水影响;地下水δ15N较低,可能受农田渗漏水的影响.河水和灌溉水硝态氮δ15N在各时期波动不大,其中河水硝态氮主要来源是生活污水和动物粪肥,但灌溉水硝态氮主要来源于雨水.本研究提出新的Cl-浓度和NO3-/Cl-物质的量比区间以辨别太湖地区水体硝态氮来源.     

秦淮河典型河段总氮总磷时空变异特征

2010年6月～2011年5月,对秦淮河典型河段水体总氮(TN)、总磷(TP)的污染状况进行了周年定点观测,采用传统统计学方法初步探讨了秦淮河水体TN、TP污染状况及时空间变化特征.结果表明,秦淮河TN、TP污染严重,且具有很强的时空变异性.秦淮河传统农业区、集约农业区和城市区TN平均浓度分别为1.80、3.97、9.25 mg·L-1,TP平均浓度分别为0.03、0.11、0.50 mg·L-1,表明秦淮河TN、TP主要来源于城市区和集约农业区,而传统农业区对水体TN、TP贡献较小.秦淮河丰水期和枯水期TN平均浓度分别为1.89、4.58 mg·L-1,TP平均浓度分别为0.11、0.14 mg·L-1,表明秦淮河枯水期较丰水期污染严重.富营养化评价结果显示,秦淮河河段大都处于富营养化状态,应及时采取治理措施.     

珠江水产品中滴滴涕和六六六残留特征及风险评价

以珠江河口水生食物链较顶端的鱼类和虾类作为研究对象,利用气相色谱(GC-ECD)法检测分析了有机氯农药滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)及其单体在这些水生动物体内的残留水平和特征,以期为珠江流域水生生物生态风险评价提供基础资料和科学依据。结果显示,鱼类肌肉中的DDTs含量(以湿质量计)范围为未检出(nd)～42.73μg.kg-1(平均值为7.61μg.kg-1),在虾类肌肉中的含量范围为nd～9.51μg.kg-1(平均值为1.97μg.kg-1);鱼类肌肉中的HCHs含量范围为nd～1.71μg.kg-1(平均值为0.62μg.kg-1),在虾类肌肉中的含量范围为nd～0.86μg.kg-1(平均值为0.56μg.kg-1)。鱼类肌肉中DDTs和HCHs的残留均值高于虾类,而鱼类和虾类体内DDTs的残留量均高于HCHs的残留量。HCHs、DDTs的单体分别以γ-HCH、p,p'-DDT的含量最高,而且近期都有新的污染源输入。所采集的水产品中DDTs、HCHs残留量尚低于我国的无公害水产品质量安全标准要求(GB18406.4),亦低于日本、欧盟等发达国家和地区相关的最大残留限量,因此,DDTs、HCHs通过膳食的暴露暂时不会对该地区的人体健康产生危害。     

我国集约化种植业面源氮发生量估算

面源污染已经成为一个世界性问题,当前大尺度面源氮负荷核算方法主要通过区域收支法或考虑氮肥用量的输出系数法,存在很大的不确定性。基于全国187组文献数据,应用逐步回归分析方法,提取影响种植业面源氮发生量(氮素径流和淋洗)的关键因子,构建了关于氮肥用量、降雨量和土壤黏粒含量的多元回归模型。应用2011年统计年鉴数据,模拟得到全国种植业氮素径流总损失量为0. 96 Tg,占氮肥投入量的6. 0%,其中,旱地和水田径流损失量分别为0. 76和0. 20 Tg。而全国种植业氮素淋洗总损失量为1. 01 Tg,占氮肥投入量的6. 3%,其中,旱地和水田淋洗损失量分别为0. 87和0. 14 Tg。面源氮发生量较高的区域位于长江中下游地区、西南丘陵地区、山东半岛和华北平原。所建模型不仅能估算我国集约化种植业面源氮发生量分布情况,而且与传统的考虑单一氮肥用量的排放系数模型相比,能大大降低大区域尺度估算的不确定性。     

制浆废水混凝-生物-混凝组合工艺有机物去除途径研究

以某造纸厂制浆废水处理工程(3万m3/d)为研究对象,利用红外光谱、三维荧光光谱、相对分子质量切割等方法,探究制浆废水混凝-生物-混凝组合处理工艺有机物的去除机理。结果表明:组合处理工艺COD、色度总去除率分别为94.4%、95.5%;一级混凝、生物处理、二级混凝工艺单元对COD去除的分担率分别为44.2%、37.5%、12.7%,对色度去除的分担率分别为21.6%、31.4%、42.5%。一级混凝单元主要去除MW30 k Da的大分子有机物,以类富里酸、部分芳环及芳香族化合物等难降解有机物为主;生物处理单元主要降解MW10 k Da的有机物,主要有芳香酸酯、类蛋白质物,其中部分有机物转化为MW1 k Da的小分子有机物;二级混凝进一步去除MW30 k Da的大分子有机物,主要是类黑精物、木质素及其衍生物、芳香族化合物等。