变温环境对典型石灰土有机碳矿化的影响

采用野外采样和室内培养试验,研究了不同土地利用类型(林地和旱地)下的石灰土表层土壤有机碳(SOC)矿化对变温环境的响应.两种供试土样分别采自贵州省普定县天龙山区域的典型林地和旱地的0~10 cm表层.在培养试验中,依据积温相同的原则,设置变温(范围:15~25℃,变温间隔12 h)和恒温(20℃)两个温度处理,培养时间为56 d.在整个培养期内,旱地石灰土变温处理的SOC累积矿化量(63.32 mg·kg-1)虽略低于恒温处理(63.96 mg·kg-1),但两者之间差异不显著,而森林石灰土变温处理的SOC累积矿化量(169.46 mg·kg-1)则显著低于恒温处理(209.52 mg·kg-1)(P<0.05),这表明不同土地利用类型的石灰土SOC矿化对变温环境的响应不同.受植被和土地利用类型的影响,森林石灰土和旱地石灰土表层的SOC含量和组成差异显著,这可能是导致其SOC矿化对变温环境响应差异的重要原因.另外,各温度处理中,土壤可溶性有机碳(DOC)含量与SOC日均矿化量之间均呈极显著正相关(P<0.01),表明制约土壤DOC生成是温度影响土壤有机碳矿化的一个重要途径.在培养过程中,土壤微生物量碳含量不能有效反映恒温和变温下的SOC矿化差异,结合矿化动力学分析可知,同恒温相比,变温虽然不能通过改变微生物数量来影响SOC矿化,但能通过改变微生物群落的总体活性来影响SOC矿化过程.     

水热变化对三峡水库消落带紫色土有机碳矿化的影响

通过野外采样和室内模拟培养试验,研究水热变化对三峡水库消落带紫色土有机碳(SOC)矿化的影响.试验共设3个培养温度(10、20和30℃)和4个水分梯度[40%田间持水量(WHC)、70%WHC、100%WHC和淹水].在66 d培养期内,SOC累积矿化量表现为100%WHC处理下的最大,但与淹水之间差异不显著(P0.05).10℃和20℃时,100%WHC和淹水下的SOC累积矿化量与70%WHC无明显差异,但要显著高于40%WHC,而30℃时100%WHC和淹水下的累积矿化量则要显著高于70%WHC和40%WHC(P0.05),这表明相较于70%WHC的水分处理,高水分(100%WHC和淹水)对SOC矿化无抑制效应甚至在高温(30℃)下有促进作用.在相同水分条件下,消落带紫色土SOC累积矿化量均随培养温度升高而增加.另外,方差分析可知,温度和水分均能显著影响消落带紫色土SOC的累积矿化量,且二者有明显交互效应(P0.05).双库一级矿化动力学模型拟合结果表明,水分和温度通过影响消落带紫色土易分解有机碳含量和难分解有机碳的矿化速率,致使各处理之间SOC累积矿化量存在差异,其中高温条件下水分影响最为突出.随着温度的升高,低水分(40%WHC)下消落带紫色土SOC矿化的温度敏感性显著下降,而在土壤含水量≥70%WHC下则无明显变化.     

造纸废水厌氧处理产沼气发电研究

以浙江某纸业企业利用造纸废水厌氧处理所产沼气发电工程为例,研究造纸废水厌氧处理产沼气发电系统工艺运行的稳定性和经济可行性。结果表明:(1)厌氧内循环(IC)反应器运行稳定,产沼气量基本在3000m3/d左右(测定点压强约为2×105Pa),平均产气率为0.38m3/kg,基本达到产气率设计要求。(2)经处理后沼气中硫化氢质量浓度始终处于20～50mg/m3,平均固体颗粒物质量浓度约为15mg/m3,平均湿度为66%,达到发电系统的要求。(3)运行期间平均日发电量为8600kW.h,回用的蒸汽量平均约为1.1t/d。(4)整个沼气发电系统总收支为6.0万元/a,实现收支平衡且略有盈余。(5)假设以煤炭替换沼气发电,以年发电258万kW.h计算,理论上沼气发电系统每年节省煤炭928.8t,减少2118t二氧化碳排放,节能减排成效显著。     

上海化学工业区污水处理厂废气中挥发性有机物主要成分的测定

建立了使用活性炭管采集臭气中的挥发性有机物,经二硫化碳解吸,用GC-MS仪Scan扫描方式确定挥发性有机物的组分后优化GC-MS条件定性定量分析上海化学工业区污水处理厂臭气中主要挥发性有机物的方法。结果表明,从臭气中检测出11种VOCs,线性相关系数R2均大于0.99,相对标准偏差为3.0%～4.7%,除了苯乙烯、α-甲基苯乙烯和4-甲基苯乙烯的解吸效率依次分别为72%、74%和66%,其他挥发性有机物的解吸效率均为91%～100%。本方法操作简便,能够有效分离和准确测定臭气中挥发性有机物,具有较低的检出限和较好的精确度,适合臭气中挥发性有机物的检测分析,可为臭气控制提供可靠的数据。     

填埋场内温度场下渗滤液饱和带内硫酸盐还原行为表征

填埋场内渗滤液饱和带是物质交换和生化反应的活跃区域,也是含硫恶臭的主要发生源.本研究探究了填埋场内温度场下渗滤液饱和带内硫酸盐还原行为特征,结果表明,在25～55℃逐步升温的温度场下,渗滤液饱和带内的硫酸盐还原行为逐步增强且差异显著.渗滤液饱和带纵向SO42-和DOC迁移转化规律各异但趋势相同.硫酸盐还原行为主要发生在固液交界区和固相区,且固液交界区的电子供、受体呈特定化学计量关系.电子供体是引起硫酸盐还原行为差异的主要原因.本研究揭示的温度场下渗滤液饱和带内硫酸盐还原行为可为填埋场精准除臭提供重要依据.     

生物炭施用对紫色土旱坡地土壤氮流失形态及通量的影响

明确生物炭施用对紫色土旱坡地土壤氮流失形态及通量的影响,为提升紫色土旱坡地耕地质量及减少紫色土旱坡地农业面源污染发生风险提供科学依据.以油菜/玉米轮作农田生态系统为研究对象,通过田间试验,研究了不施肥(对照)、常规施肥、优化施肥及生物炭(化肥减量配施生物炭)这4个处理对紫色土旱坡地地表径流和壤中流氮素流失形态及通量的影响.结果表明:①在各施肥处理中,常规处理总径流量最大,为16 133 L·a~(-1),生物炭处理总径流量最小,为11 893 L·a~(-1).各施肥处理以壤中流为主要径流方式,壤中流流失量占总流失量的61.80%～68.60%;与对照(不施肥处理)相比,其余各施肥处理泥沙流失量均有所降低,其中常规处理降低的效果最明显.②铵态氮主要通过地表径流流失,占总流失通量的86.51%～96.58%;铵态氮流失通量最大的为施生物炭处理[0.69 kg·(hm~2·a)~(-1)].③各施肥处理产流中的颗粒态氮浓度均高于对照处理,且常规施肥处理的颗粒态氮流失通量最大,为2.87 kg·(hm~2·a)~(-1).④各施肥处理的壤中流和地表径流中的全氮浓度和硝态氮浓度均存在极显著正相关关系(P0.01).硝态氮是全氮流失的主要形态,且二者均以壤中流为主要流失途径;全氮通过壤中流流失占比为72.86%～89.13%,且常规施肥处理的全氮总流失通量最大,为35.58 kg·(hm~2·a)~(-1),而施生物炭处理全氮总流失通量最小,为21.49 kg·(hm~2·a)~(-1).化肥减量配施生物炭能明显降低径流量和氮的流失通量,可有效阻控农业面源污染发生的风险.     

沂河4条支流浮游植物多样性季节动态与水质评价

2006年11月—2007年8月对沂河4条支流水体浮游植物展开调查. 结果表明:东汶河、蒙河、涑河和柳青河内检测到的浮游植物分别为75,67,70和80种,浮游植物种类组成和细胞密度季节变化明显. 东汶河、蒙河、涑河和柳青河水体浮游植物Shannon-Wiener指数分别为2.97～3.96,3.05～3.35,2.86～4.02和1.74～2.89;Margalef指数分别为2.92～4.42,2.44～4.03,3.07～5.38和1.23～2.76;Pielou指数分别为0.78～0.92,0.71～0.94,0.73～0.89和0.48～0.90. 4条支流的细胞密度分别为1.54×107～5.69×107,0.28×107～12.64×107,0.97×107～3.19×107和4.17×107～9.96×107 L-1. 综合水质评价结果:东汶河和蒙河为β-中污型—寡污型,涑河为β-中污型—清洁型,柳青河为α-中污型—β-中污型. 水质从优至劣排序为涑河＞东汶河＞蒙河＞柳青河. 东汶河和涑河为温度制约型,蒙河和柳青河为温度和营养盐制约型.      

某航天阀门力学试验夹具改进及仿真分析

随着振动试验技术的发展和进步,对振动试验要求更加严格,试验夹具作为完成试验的重要工具,其性能的改进则显得尤为重要.经过对某航天阀门产品力学试验夹具装载被试产品后的振动特性响应分析,发现原有力学试验夹具存在不足.基于此,本文对该力学试验夹具进行结构优化,利用有限元软件对改进前和改进后力学试验夹具的固有频率和振型进行仿真和...     

污泥生物处理技术在长江大保护中的应用前景

污泥是污水处理的副产物,是污水处理过程的延续和必然要求.截至2017年,长江经济带11省市污泥产量接近2 000×104 t/a,大量污泥没有得到妥善处置,严重制约着“长江水质根本好转”目标的实现.厌氧消化与好氧发酵是两种主流的污泥生物处理技术,都已有广泛的应用案例,但是也存在运营不畅的现象.为识别长江大保护中污泥生物处理项目的问题并提出解决方案,分析了长江经济带的污泥产率及性质,梳理了污泥生物处理技术的发展及适用性.结果表明:长江经济带各省市污泥产量约占全国污泥产量的40%,污泥产率普遍低于全国平均水平,长江经济带各省市污泥有机质含量低于55%,pH为中性、总养分含量超过5.0%、重金属含量存在超过GB 4284—2018《农用污泥污染物控制标准》标准限值的风险;高级厌氧消化、协同厌氧消化和高含固厌氧消化等技术的发展破解了由于长江经济带污泥有机质含量普遍较低而导致的污泥厌氧消化稳定性低的问题,降低了污泥厌氧消化工程的成本;污泥好氧发酵过程重金属钝化技术的发展在一定程度上破解了由于长江经济带污泥重金属含量过高而导致的污泥发酵产物出路不畅的问题.研究显示,污泥生物处理技术仍具有一定的局限性,但通过合适的规划,污泥生物处理技术可与其他污泥处理处置技术高效耦合,具有广泛应用于长江大保护污泥处理处置项目的潜力.      

1961—2010年新疆生长季节指数时空变化特征及其农业响应

在定义生长季节长度(GSL)、生长季节开始时间(LSF)以及生长季节结束时间(FFF)三个生长季节指数的基础上,采用模糊聚类、稳健回归及Mann-Kendall非参数检验等方法分析新疆1961—2010年生长季节指数时空变化特征,并针对作物生长季节指数变化对区域农业生产的影响进行了深入探讨。结果表明:新疆20世纪90年代中期,GSL变化幅度很大,低纬地区生长季节受低温影响较小,而随纬度上升,中高纬地区生长季节受低温影响越大。生长季节长度的变化与秋季低温(生长季节结束时间)变化情况紧密相连,全疆生长季节长度在80%的保证率下,较多年平均生长季节长度缩短5~14 d。生长季节长度的延长,会导致净初级生产力以及年蒸散发总量上升,继而影响水文、生态系统以及生物地球化学过程。