若尔盖高原沼泽土壤氧化甲烷的研究

若尔盖高原泥炭沼泽土氧化大气 CH₄ 的速率为 0.97～1.69ng/(g·h),氧化速率随着土壤深度的增加而减小;而泥炭土 CH₄ 排放速率为0.37～0.61ng/(g·h).2种土壤均具有氧化8000μL/L高浓度CH4的能力,泥炭沼泽土的潜力比泥炭土的大.不同土壤层次氧化甲烷的潜力也有差异,表层土比下层土高.降水减少导致的沼泽水位下降将加强若尔盖高原沼泽土壤氧化 CH₄ 从而减少沼泽 CH₄ 排放.     

土壤粒径、氮素及重金属对填埋场覆土CH_4氧化的影响

采用批式培养试验重点研究了土壤粒径、NH4+-N和NO3--N及重金属〔Zn和Cr(Ⅵ)〕含量对填埋场砂性覆土及一般砂土CH4氧化能力的影响.结果表明:合适的土壤粒径能显著提高砂性覆土和一般砂土的CH4氧化能力(P0.05),当粒径为1.00~2.00 mm时,砂性覆土和一般砂土的CH4氧化速率分别高达0.24和0.12μmol/(g·h).低浓度NH4+-N或NO3--N均可以促进砂性覆土和一般砂土的CH4氧化,而高浓度则会明显抑制CH4氧化.砂性覆土和一般砂土的外源氨氮和外源NO3--N的投加量(以w计)临界值均为200 mg/kg,砂性覆土对NH4+-N浓度的波动有更好的适应能力;重金属Zn、Cr(Ⅵ)对砂性覆土和一般砂土CH4氧化的抑制作用均随浓度的升高而增强,Zn对砂性覆土CH4氧化的抑制作用程度大于Cr,并且Zn对一般砂土CH4氧化的抑制程度明显强于砂性覆土.为此,筛选合适粒径级配的土壤,同时控制覆土中氮素及重金属的本底含量,有利于填埋场CH4氧化.     

环境因素对芦苇湿地CH4排放的影响

用封闭式箱法对辽河三角洲芦苇湿地温室气体CH4 排放进行了长期观测 .结果表明 ,CH4 排放有明显的季节变化规律 ,平均通量为 52 0 μg·m- 2 ·h- 1.土壤产CH4 活性主要发生在 0～ 5cm土层中 ,并随土层深度的增加而显著下降 .CH4 排放受环境因素影响很大 ,土壤氧化还原电位在 -1 1 0mV时就有CH4 排放 ,其排放量随氧化还原电位的下降而增加 .另外 ,随着淹水深度的增加 ,CH4 排放反而减少 .在测定期内 ,CH4 排放与温度呈明显的正相关 (R2 =0 1 96,n =2 1 ,P <0 .0 5) .     

我国4个WMO/GAW本底站大气CH4浓度及变化特征

利用基于光腔衰荡光谱(CRDS)技术自组装的大气CH4在线观测系统,于2009～2010年在青海瓦里关、浙江临安、北京上甸子和黑龙江龙凤山这4个世界气象组织全球大气观测网(WMO/GAW)大气本底站对大气CH4进行了在线观测.临安站在所有季节中CH4浓度都表现出类似的日变化趋势,即浓度在每日～05:00(北京时间)达到最高值,在～14:00为最低.夏季龙凤山站CH4浓度表现出类似的规律,但其日变化振幅较大,达到216.8×10-9(摩尔分数,下同).上甸子站春、秋、冬季CH4浓度呈现类似变化趋势,但夏季日平均值较高,在晚间～20:00达到最高值,瓦里关站四季CH4浓度日变化均不明显.3个区域本底站(临安、上甸子和龙凤山)全年CH4本底浓度存在明显的变化,临安站CH4本底浓度在7月达到全年最低水平.龙凤山站则表现出相反的趋势,在8月达到全年最高值,其全年浓度表现出"W"型变化.冬季龙凤山和上甸子站CH4浓度高于春季和秋季.瓦里关站全年浓度变化较小,月平均浓度振幅仅为11.5×10-9.临安、上甸子和龙凤山3个区域本底站夏季CH4非本底数据占总数据的比例>70%.为分析气团传输的影响,对4站夏季高浓度时刻(瓦里关:CH4>1 870×10-9,龙凤山CH4>2 100×10-9,临安CH4>2 150×10-9,上甸子CH4>2 050×10-9)对应的气团轨迹进行聚类分析表明,夏季出现的高浓度CH4观测数据可能主要由气团传输所引起.     

环境气象学、环境空气动力学

X 16 X1449700086淹水土壤中甲烷产生的影响因素研究进展/颜晓元…(中科院南京土壤研究所)//环境科学进展/中科院生态环境研究中心一1996,4(2)一24~32环信X一4 综述了几种因索对土壤产生CH;的影响及其作用机理:一、土壤氧化还原电位,实验表明,氧化还原电位越低,CH4生成量越大,当Eh从一200降到一300mV时,CH。生成量增加10倍,排放量增加17倍。认为Eh:①直接影响CH;的产生量和产生速率,②使水稻植株发生形态上和生理上的改变而影响CH;的产生和排放。二、有机质,土壤中可溶性有机碳的含里随所加有机质量的增加而增加,而水溶性碳的含星与C…     

氨氧化菌对填埋场CH_4协同氧化及铵抑制作用的研究

借助乙炔(C2H2)抑制和添加外源铵盐,采用批式培养试验,在初始CH4浓度为16%的条件下模拟填埋场高CH4浓度环境,通过分析样品中氨氧化菌对CH4氧化的贡献率及铵对CH4氧化的抑制率,研究了填埋场覆盖土、矿化垃圾、砂土和黏土中氨氧化菌对CH4协同氧化及铵抑制作用.结果表明:4种供试样品中氨氧化菌对CH4氧化的贡献率在5.64%~16.24%之间,次序为砂土黏土覆盖土矿化垃圾,覆盖土中的贡献率为14.90%,比矿化垃圾低8.25%,填埋场样品(矿化垃圾和覆盖土)是一般土壤(砂土和黏土)的1.8~10.9倍.铵对CH4氧化过程的抑制率在11.90%~24.84%之间,次序为砂土黏土覆盖土矿化垃圾,覆盖土中为23.21%,比矿化垃圾低6.56%,填埋场样品是一般土壤的0.9~2.1倍.填埋场样品中氨氧化菌对CH4氧化的贡献率及铵对CH4氧化的抑制率明显高于一般土壤.     

干湿交替条件下不同晶型铁氧化物对水稻土甲烷排放的影响

以典型华南水稻土为研究对象,通过室内恒温培养试验,分析了不同水分条件下[干湿交替(DW)和持续淹水(CF)]不同晶型铁氧化物[水铁矿(SF)和赤铁矿(SH)]对水稻土CH4平均排放速率及产CH4潜力的影响.结果表明,与CF相比,DW处理的CH4平均排放速率平均减少了61%以上;与没有添加铁氧化物的处理相比,铁氧化物抑制了53%的CH4排放.DW与铁氧化物的耦合抑制了65%~94%的产CH4平均排放速率及57%~93%的产CH4潜力,抑制效果明显高于DW或铁氧化物的单独作用.其中DW耦合晶型较弱的水铁矿(SF-DW)所产生的抑制效应(94%)明显高于DW耦合晶型较好的赤铁矿(SH-DW,65%).统计分析结果表明Fe(Ⅲ)浓度与水稻土CH4排放速率存在显著负相关性(R2=-0.98,P<0.01).且实验结果表明,DW可以加速Fe(Ⅲ)的循环再生,而晶型较弱的SF易还原性使其Fe(Ⅲ)的循环再生更易受到DW的影响.上述结果说明,DW可以促进铁氧化物对水稻土CH4排放及产CH4潜力的抑制效应,且干湿交替与晶型较弱的水铁矿的耦合效应比干湿交替与晶型较高的赤铁矿的耦合效应更为显著.     

新型覆土材料的CH_4氧化能力与N_2O释放能力

在垃圾卫生填埋处理技术中,覆土材料的选择对处理成本和技术都至关重要.探究了新型覆土材料(矿化垃圾+牛粪+木屑)的CH4氧化能力,并进一步分析了温度、含水率、初始φ(CH4)和好氧厌氧等环境因素对CH4氧化能力的影响.结果表明:1新型覆土中矿化垃圾的填埋龄不同,其CH4氧化能力也有所差异,填埋龄较久的覆土B(10 a)、C(15 a)在培养时间内对CH4去除率和氧化速率均明显高于覆土A(5 a);2当温度为30℃、含水率为35%时,新型覆土的CH4氧化能力最高;3用米歇尔-门坦方程表征CH4降解的过程,R2(相关系数)为0.993,CH4氧化速率最大值为5.21μmol/(g·h),半速常数为5.48%;4厌氧环境中新型覆土具有CH4氧化能力,而厌氧环境中CH4去除率相对好氧环境更慢,培养20 d后,厌氧环境CH4去除率为83%;5当土壤孔隙含水率分别为46%、70%时,覆土干湿交替导致的N2O和CO2释放量远小于CH4氧化量,故N2O增温效应可忽略.由矿化垃圾+牛粪+木屑组成的新型覆土材料的CH4氧化速率最大值比现有覆土材料高1~2个数量级,其可应用于不同类型填埋场,特别是降雨较多的南方垃圾填埋场,可有效减缓垃圾填埋气CH4的释放影响.     

亚热带土壤反硝化过程中NO3--N对CH4排放的影响

研究了发育于不同成土母质和不同土地利用方式下的45个亚热带土壤样本,在反硝化严格厌氧培养条件下(密闭、淹水、充N2),加入KNO3的处理(加入N量为200 mg·kg-1)和不加KNO3的空白对照对CH4产生和排放的影响.结果表明,厌氧培养条件下无论加入KNO3与否,CH4的产生和排放首先取决于土壤有机碳总量水平及其有效性.对照土壤中花岗岩母质发育的土壤和KNO3处理土壤中稻田利用方式下的土壤CH4排放量最高.加入KNO3显著抑制了CH4的产生和排放,NO3--N对CH4,产生的抑制效应可能较N2O对CH4产生的抑制效应更大.加入KNO3处理中厌氧培养第1周内的NO3-反硝化量和降低速率是决定CH4排放量的关键因素.不加KNO3的对照土壤中,73%的土样表现为Fe2+的产生和CH4的排放之间呈指数关系增长,表明Fe3和CO2的还原可同步进行.NO3--N不仅显著抑制了CH4的产生和排放,也抑制了Fe3+的还原.     

影响森林土壤N2O排放和CH4吸收的主要因素

利用正交试验设计法对长白山阔叶红松林土壤进行培养试验,考察了温度、水分、pH、NH^ 4及NO3^-对森林土壤N2O排放和CH4吸收的影响。结果表明：在本试验设计的因素、水平条件下,pH和温度对N2O排放速率和CH4氧化速率的影响是显著的。N2O排放速率和CH4吸收速率分别与5因素进行多元回归的结果显示：二者均与土壤pH和温度呈显著正相关关系。并且,在本实验条件下,N2O排放速率与CH4吸收速率间呈显著线性正相关关系。     

沼泽湿地孔隙水中溶解有机碳、氮浓度季节动态及与甲烷排放的关系

选择三江平原典型的毛果苔草沼泽湿地为研究对象,测定了沼泽湿地孔隙水中水溶性碳、氮浓度、CH4浓度和CH4排放通量,以及相关环境因子;研究了沼泽水中水溶性有机碳、氮浓度变化特征,探讨了沼泽湿地孔隙水中CH4浓度和排放通量季节性变化及发生原因.结果表明,三江平原沼泽湿地土壤孔隙水中DOC浓度有明显的季节变化(p＜0.01).最高值(剖面平均值为95.1 mg·L-1)出现在6月份,9和10月份出现最低值(剖面平均值均为79.3 mg·L-1),剖面上浓集中心位于15～30 cm.孔隙水中NH4 -N和NO-3-N浓度也有明显的季节变化,而DON变化不明显.孔隙水中CH4浓度在剖面上的分布特征与DOC一致,高浓度中心位于20～30 cm.除6月份外,孔隙水甲烷浓度与土壤温度和DOC浓度有显著的正相关关系,与NH4 -N和NO3-N均没有显著相关性.土壤温度和孔隙水中DOC浓度是影响沼泽湿地产CH4能力的重要因素.CH4排放通量与土壤温度和积水深度呈很好的指数关系,与剖面CH4浓度和孔隙水NH4 -N浓度有显著的正相关关系.CH4排放通量与孔隙水DOC浓度相关性不显著.     

三江平原湿地生态环境状况研究

采用微观监测和宏观监测相结合的方式,对三江平原湿地类型与面积、湿地水质、生物多样性进行了研究,并分析近5年内湿地景观的变化情况。结果显示:三江平原湿地以沼泽湿地为主,部分地区湿地水质受到污染,主要污染物为高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮和石油类;湿地生物多样性丰富;2004～2009年,三江平原各类湿地面积变化很小。     

江浙沪地区稻田CH4排放及减排措施

根据ＩＰＣＣ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ（１９９５）提供的方法，对１９９０年江浙沪地区水稻田的ＣＨ４排放统计计算，并所得数据进行评估和分析。通过计算得到江浙沪地区水稻田ＣＨ４排放为１．７７Ｔｇ，占总ＣＨ４排放的５３．６％，提出了该地区减少水稻田ＣＨ４排放的措施。     

准好氧填埋结构ch4含量分布变化研究

依据准好氧填埋原理构建了填埋试验装置,对甲烷、氧气在准好氧填埋体中不同层次的体积分数进行了监测。结果表明:垃圾填埋体下层φ(ch₄)为33 1%,φ(O₂)为1 1%;中层φ(ch₄)为15 0%,φ(O₂)为4 2%;上层φ(ch₄)为3 1%,φ(O₂)为12 2%。而厌氧填埋结构的φ(ch₄):下层为31 5%,中层为32 6%,上层为22 0%。在准好氧填埋结构条件下,φ(ch₄)的分布具有下层>中层>上层的层次特性;φ(O₂)呈上层>中层>下层的规律性。在准好氧填埋、厌氧填埋体中,φ(ch₄)的平均值分别为17 0%和29 0%。      

甲烷光化学反应机理模式模拟研究

应用可抽真空的、带有LP－FTIR的光化学烟雾箱进行甲烷光化学反应机理模式模拟。大气压下,在烟雾箱中进行CH₄－空气和CH₄－O₃－空气体系的实验。基于实验数据,应用PKSS模式计算甲烷光化学反应的机理,计算的反应机理与实验数据吻合。     

城市垃圾填埋场植树造林试验研究

通过在青岛湖岛垃圾场的现场试验,研究了城市垃圾填埋场上植树造林的方法、适宜树种的筛选以及影响树木成活和生长发育的主要因素。结果指出,垃圾中有机质发酵所产生的甲烷气体是抑制树木成活和生长的关键因素。覆土层除为树木提供支持和生存环境外,还能阻挡甲烷气体的逸出,因此,土层越厚,越有利于树木成活和生长。还对18种木本植物对甲烷气体的耐性进行了筛选。      

北京城区大气CH4浓度及其变化规律

研究表明:北京城区大气CH4浓度日变化总特征是白天浓度低,夜间浓度高;大气CH4浓度季节变化呈明显的双峰模态,分别在夏末和冬季各出现一个峰,冬季峰值主要是人为源造成的;1985-2000年,北京城区大气CH4摩尔分数平均值为(1 883.4±73.0) nmol/mol,年平均增长率为0.82%,均比全球平均水平高,但20世纪90年代的增长速率比80年代末期低.      

气相色谱法观测本底大气中的甲烷和二氧化碳

根据世界气象组织全球大气监测（ＷＭＯ／ＧＡＷ）开展全球温室气体监测的要求，建立了气相色谱（ＧＣ）法甲烷和二氧化碳（ＣＨ４／ＣＯ２）连续观测系统，概述了该系统厍拿大大气环境局（ＡＥＳ）５个月的组装调试，以及在中国大气本底基准台（ＣＧＡＷＢＯ＿一年多时间里的业务运行和标定情况，且装调试和运动标定，与红餐吸收（ＮＤＩＲ）法，气瓶采样－实验室分析（ＦＬＡＳＫ）法数据，以及与上其它台站观测资料的对比结果表明     

中国民用燃煤CH_4释放的初步研究──以贵州省为例

对中国贵州省不同类型的民用燃煤的CH4释放量进行了实际监测，得出了各自的CH4释放因子．并借此探讨了民用燃煤过程的CH4释放规律。根据民用燃煤情况；估算出1990年一年内中国和贵州省民用燃煤的CH4释放士分别为1．43Tg和0．06Tg。     

生活垃圾填埋场春夏季CH4释放及影响因素

采用静态箱法监测了2个生活垃圾填埋场春、夏季及昼夜的CH₄释放通量,并分析了影响CH₄释放的相关因素. 结果表明:填埋气体(LFG)主动收集对填埋场CH₄释放的影响显著. 在填埋龄相近的条件(4.0～4.5年)下,无LFG主动收集的填埋场春、夏季CH₄的释放通量(以CH₄计)平均值〔(541±1　005) mg/(m2·h)〕比有LFG主动收集的填埋场提高4.4倍. 在有LFG主动收集的填埋场内,填埋龄为1.0～1.5年的非渗滤液灌溉区的CH₄释放通量均值〔(324±847)mg/(m2·h)〕为灌溉区的10.0倍左右. 在有LFG主动收集的填埋场内,CH₄释放通量与各环境因子间无显著相关;而在无LFG主动收集的填埋场内,CH₄释放通量分别与覆土温度和气温呈显著正相关,与大气压强呈显著负相关.相关性分析结果表明,CH₄释放通量与填埋场覆土中含水率,w(有机碳)和w(总氮)呈显著正相关.