胶州湾河口潮滩沉积物中N_2O的产生和释放及其影响因素

分别于2007年12月、2008年5月、9月和11月、2009年2月在胶州湾周边潮滩采集柱状沉积物进行培养实验,测定硝化、反硝化速率和沉积物-水界面N2O交换通量,并对其影响因素进行了初步探讨.结果表明：胶州湾周边河口潮滩沉积物中的反硝化速率明显高于硝化速率,二者均呈现明显的季节变化.大沽河口潮滩沉积物反硝化速率变化范...     

氨对胞内贮存物短程反硝化N_2O产生量的影响

为了研究氨氮浓度对缺氧期以胞内贮存物为电子供体的亚硝酸盐反硝化氧化亚氮(N_2O)释放量的影响,采用稳定运行在厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)模式下的序批式活性污泥反应器(SBR),定期将其运行方式改变为厌氧/缺氧(An/A)方式运行,利用微生物在厌氧期将低分子有机物转化为胞内贮存物的特点,在缺氧初期向反应器投加亚硝酸盐,实验研究4种不同氨氮浓度对缺氧反硝化过程N_2O产生量的影响。反硝化实验中反应器初期COD(葡萄糖)浓度为200 mg/L,氨氮浓度分别为0、40、60、80 mg/L,缺氧初期投加亚硝酸盐后反应器内亚硝态氮浓度为40 mg/L。实验结果表明随投加氨氮浓度升高,反硝化完成时间随之变长,N_2O释放量相应增大,其原因可能是游离氨对反硝化微生物活性产生了一定程度的抑制作用。随投加氨氮浓度的升高游离氨浓度相应增高,抑制作用增强。同时发现当NO_2~--N浓度接近0时,基于胞内贮存物的N_2O还原反应才得以发生,说明亚硝酸盐对N_2O的还原有抑制作用,且抑制浓度很低。     

滨海湿地生态系统N_2O排放研究进展

滨海湿地作为陆地和海洋过渡区的重要组成部分,是陆源N的一个重要"汇",其N2O排放对于大气环境具有重要影响。综述了滨海湿地系统N2O通量特征、排放机制及影响因素的研究动态。当前滨海湿地N2O的排放研究主要集中在N2O排放规律、"源/汇"功能评估、硝化-反硝化作用机制及影响因素的探讨上。影响滨海湿地N2O排放的因素主要包括土壤理化性质、水文过程、生物群落及人类活动等。鉴于当前研究中存在的问题,其在今后研究中应亟需加强的领域包括:①长时间尺度N2O排放规律及"源/汇"功能评估;②多因子交互作用对N2O排放的影响;③植被本身N2O排放规律及影响机制;④N2O排放模型表征;⑤全球变化和人类活动对N2O排放的影响。     

污水生物脱氮革新工艺中强温室气体N_2O的产生及微观机理

N2O是一种强温室气体,而污水处理已被报道是导致N2O产生的潜在人为源之一,且主要发生在生物脱氮的硝化和反硝化过程.本文立足于当前的污水脱氮热点工艺,如短程硝化反硝化、同步硝化反硝化、厌氧氨氧化和反硝化除磷,介绍了这些新工艺的反应机理,描述了它们在非稳态运行过程N2O的释放特征以及溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)、NO 2-、自由氨(Free Ammonia,FA)、自由亚硝酸(Free Nitrous Acid,FNA)和进水COD/N等关键因子的影响作用,并进一步从微生物学和生物化学角度剖析了各工艺脱氮过程产生N2O的可能原因.在全球积极应对气候变暖趋势的大背景下,探明污水脱氮工艺N2O的释放本质,提出有效的减排控制方法,对于防止环境污染问题由水环境转移到大气环境具有重要意义.     

不同温度An/A/O-SBR反硝化除磷及N2O释放特性

在不同温度(T=32,27,22,17,12℃)下驯化厌氧-缺氧-好氧序批式生物反应器(An/A/O-SBR),考察各温度条件下系统同步脱氮除磷性能及N₂O释放量,基于聚磷菌(PAOs)、聚糖菌(GAOs)降解特征和内源物质变化分析,确定了不同温度条件下系统PAOs和GAOs间竞争和N₂O释放特性。结果表明：随温度降低,An/A/O-SBR反硝化除磷性能呈先提升后降低的趋势。T=22℃,缺氧阶段NO^-_x和TP去除率最高,分别达95.5%和90.3%,N₂O产率为3.71%。低温促进了PAOs竞争优势,温度由32℃降至12℃,厌氧阶段合成的PHA中PHB占比(ΔPHB/ΔPHA)、缺氧阶段消耗PHA(PHA_con)中PHB(HB_con)占比(PHB_con/PHA_con)、缺氧阶段合成糖原(Gly_in)占PHA消耗比例(Gly_in/PHA_co...     

除草剂对氮肥反硝化损失与N2O排放的影响

在华北平原潮土上,采用原状土柱培养乙炔抑制法研究玉米地氮肥反硝化损失和N2O排放量以及喷施3种除草剂(乙莠、丁莠和旱锄)的影响.结果表明,氮肥的反硝化损失量为2.66kgN/hm2,占施肥量的1.77%;氮肥产生的N2O排放量为3.14kgN/hm2,占施氮量的2.09%,反硝化不是该地区旱作系统氮肥损失的主要途径,但氮肥的施用大大增加N2O排放量.喷施除草剂显著或极显著降低氮肥的N2O排放量和反硝化损失量,比单施尿素处理分别降低2.01~2.85kgN/hm2和2.56~3.16kgN/hm2.     

pH调控反硝化除磷过程PAOs-GAOs竞争及N2O释放特性

该文以厌氧/缺氧/好氧方式(An/A/O)运行序批式生物反应器(SBR),采用NO_3~-驯化缺氧反硝化聚磷菌,利用pH值调控An/A/O-SBR内各菌群间的竞争优势,通过考察脱氮除磷过程的化学计量学参数变化,确定了不同pH下SBR内聚磷菌-聚糖菌(PAOs-GAOs)间竞争关系及N_2O释放特性。结果表明,An/A/O-SBR内存在PAOs和GAOs对碳源的竞争,高pH有利于反硝化聚磷菌增殖、提升SBR内同步脱氮除磷效率并降低N_2O产率。pH由6.5增至8.0,PAOs转化外碳源比例由24.1%增至55.6%。pH=8.0,SBR内脱氮和除磷效率均达90%以上,平均N_2O产率为2.8%。不同pH值下,An/A/O-SBR内厌氧阶段ΔGly/ΔPHA、ΔGly/CODin、PRA/CODin以及缺氧阶段PUA/NaRA、ΔGly/ΔPHA均表现出PAOs-GAOs共存特性,微碱性条件促进SBR内微生物趋向富集反硝化聚磷菌的生化反应动力学。pH=6.5,N_2O产率达11.2%。低pH值耦合高NO_2~-形成高浓度游离亚硝酸,对反硝化聚磷菌的毒性及对亚硝态氮还原酶、氧化亚氮还原酶的活性抑制作用,是导致低pH值下SBR脱氮除磷性能降低和N_2O产率增加的重要因素,以N_2O作为终产物的GAOs反硝化比例增加,加剧了低pH条件下N_2O释放。     

硝化抑制剂双氰胺对菜地土壤N_2O排放的影响

采用原状土柱试验研究了施用硝化抑制剂双氰胺（DCD）对菜地（小白菜和辣椒）土壤N2O排放的影响.结果表明,施用DCD能显著降低菜地土壤N2O排放通量和排放总量,小白菜未施用DCD时施氮处理土壤N2 O排放总量为0.22 kg.hm-2,施用DCD后则显著减少至0.11 kg.hm-2,相当于减少了49.33%的土壤N2...     

亚硝酸盐对外碳源反硝化过程N2O还原的影响

本试验通过批次试验考察了亚硝酸盐对外碳源反硝化过程N2O还原的影响.结果表明NO2--N初始浓度为5.92~35.23mg/L时,随着NO2--N浓度的增加,反硝化过程中N2O的积累量逐渐增加;当NO2--N浓度为35.23mg/L时,NO2--N还原量的46.26%被转化为N2O.通过对比试验得出,N2O还原酶与亚硝酸盐还原酶对电子的竞争和游离亚硝酸(FNA)对N2O还原酶的抑制会导致N2O比还原速率下降,造成反硝化过程N2O积累.基于上述试验结果提出,污水处理厂可通过调控运行条件控制NO2--N浓度,降低反硝化过程的N2O的产生与释放;也可以通过短程硝化提高NO2--N浓度,促进反硝化过程N2O的积累,再通过N2O氧化甲烷减少N2O排放,同时提高产能37%.     

具有N_2O控逸能力的异养硝化-好氧反硝化菌株的筛选鉴定

利用BTB平板培养基以及硝化-反硝化性能测定,从实验室驯化成熟的SBR反应器中筛选出3株异养硝化-好氧反硝化菌.其中WYLW1-6菌株的硝化-反硝化性能尤为突出,经16S rDNA基因序列分析和Biolog测定,该菌株属于蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus).在摇瓶培养时,对该菌株设计L4(23)的正交试验,结果发现,菌株WYLW1-6投加到水中后启动迅速,且生长适应性强,优选条件下,其氨氮最大去除率可达95.21%.用发酵罐对其扩大培养测定N2O逸出量,表明该菌脱氮效果良好,NH4+-N去除率达到97.19%,TN去除率为96.63%,N2O逸出量为1.849 2 mg,其中N2O-N量为1.176 8 mg,N2O-N量占水中脱除TN量的0.598%.菌株WYLW1-6能够独立完成生物脱氮的全过程,高效脱氮的同时N2O逸出量低.该菌可用于构建一个低NO逸出的高效脱氮菌系,从而实现NO生物控逸.     

小麦－玉米轮作期土壤排放N_2O通量及总量估算

对小麦－玉米轮作期周年的Ｎ２Ｏ通量进行了测定和总量估算，分析了Ｎ２Ｏ通量与土壤温度、地温、气温、降水和施氮量的关系。由实验获知，华北平原栾城农业生态系统实验站的农田Ｎ２Ｏ通量（Ｎ）为１０．６—２４．２μｇ／（ｍ２·ｈ），相应的全年排放总量（Ｎ）为０．９３—２．１１ｋｇ（ｈｍ２·ａ）。施用尿素的农田排放Ｎ２Ｏ量约占化肥施用量的０．５４％，施用有机肥和化肥的农田排放Ｎ２Ｏ量占总施氮量的０．７０％．     

废物管理活动中N_2O产生及排放研究进展

N_2O是一种重要的温室气体,并且对臭氧层有严重的破坏作用,因而在全球气候变化研究中受到广泛关注。随着人类活动的加剧,全球废物排放量呈上升趋势,且废物管理活动中产生的N_2O显著增加了全球温室气体的排放。废物管理活动中N_2O排放源主要包括废水处理、动物粪肥管理及生活垃圾处理处置系统。目前对废物管理活动中N_2O排放缺乏全面认识,文章综述了废物管理活动中N_2O排放机理及产生规律,指出应加强废物管理活动中N_2O减量化方向的研究。     

pH对生物硝化过程动力学抑制及N2O释放影响

生物硝化过程是导致生物脱氮过程N_2O释放的重要因素。文章利用小试反应器,采用连续进水的方式,考察了不同pH下氨氧化菌(AOB)硝化过程氨氮氧化速率(AOR)和氧化亚氮释放速率(N_2OR)之间的关系。pH影响动力学结果表明,pH=6.5和8.5时,AOB的比耗氧速率(SOUR)分别降至其最大值(SOUR_(max),pH=7.5)的50%。不同氧化还原酶具有不同的最适pH值(pH_(opt)),pH的变化导致硝化过程不同中间产物的积累。其中,一氧化氮还原酶、亚硝态氮还原酶和氧化亚氮还原酶对生物硝化过程中N_2O释放起着重要作用。pH=6.0～7.5之间,AOR和N_2OR随pH的增加而增加,p H=7.5时,其N_2OR和AOR分别达最大值(0.34±0.08)和(16.30±1.25)mgN/(gVSS·h)。此后,随pH的增加而逐渐降低。不同pH下,N_2OR和AOR呈线性关系。AOR增加,为AOB好氧反硝化过程提供了更多的电子,导致更多N_2O释放。     

典型湿地环境条件下Shewanella介导N2O产生机制及意义

利用湿地中高丰度的代表性反硝化菌Shewanella denitrificans,文章通过批式实验,探究典型湿地环境条件下pH和C/N对微生物反硝化排放N_2O的影响和机制。结果表明,在典型湿地环境条件下,S. denitrificans介导的反硝化均能排放N_2O温室气体。其中,当C/N为7.5或75时N_2O排放速率最快,比最低排放速率高出约54%。当pH为5.5时,N_2O排放速率较pH为6.5时增加约67%。不同pH和C/N条件下N_2O的排放差异可能主要由p H差异导致,或p H和C/N差异共同所致。双因素方差分析结果表明,pH和C/N不仅分别显著影响N_2O排放,并且两者对N_2O排放具有显著的交互影响。这些发现为湿地生态系统N_2O排放的模型构建和评估预测提供了科学依据。     

酸性土壤中的碳氮耦合作用与N2O流失研究

以贵阳不同植被类型酸性土壤(果园、草地、茶园、阔叶林、针叶林)0～30 cm表层土壤为研究对象,比较了5种植被类型土壤养分含量、微生物量碳、微生物量氮、微生物量C/N、土壤呼吸作用、反硝化作用差异。结果表明:(1)研究区域土壤有机碳含量在7.11～37.00 g/kg之间,全氮含量在0.95～3.64 g/kg之间,低于贵州石灰土上的次生林;土壤有机碳/全氮均值介于5.98∶1～16.93∶1之间,表现为针叶林茶园草地阔叶林果园;(2)土壤NH_4~+-N含量在0.79～49.49 mg/kg之间,阔叶林最高,针叶林和茶园最低;NO_3~--N含量均值在0.04～1.18 mg/kg之间,针叶林最高,茶园和阔叶林最低,可能与针叶林、茶树等植物优先利用NH_4~+-N作为养分来源有关;(3)SMBC、SMBN分别介于818.01～3 192.86 mg/kg和141.36～531.42 mg/kg之间,SMBC/SMBN与pH值、铵态氮含量分别呈显著、极显著负相关,表现为针叶林草地茶园果园阔叶林;(4)土壤反硝化速率介于122.21～1 229.09 mg/(kg·h)之间,高于贵州石灰土上的次生林,果园和针叶林N_2O流失率较高,反硝化作用产生的CO_2不断被消耗。总的来说,区域土壤趋于有机碳积累,酸性环境、低NH_4~+-N含量下微生物倾向于生物体碳的积累;土壤氮矿化速率较快,N_2O流失率较高,初始NO_3~--N水平是决定酸性土壤N_2O释放率的主要因素。     

污水生物脱氮过程中N2O的产生与控制研究进展

N2O是一种重要的温室气体,并且能破坏臭氧层,因而在全球变化研究中受到广泛关注.研究表明,污水生物脱氮过程是N2O的一个重要人为源.为此,对污水生物脱氮过程中N2O的产生与控制进行研究具有重要的意义.文章对污水生物脱氮过程中N2O的产生机理、影响因素和减量化策略进行了论述.N2O通常被认为是不完全硝化作用或不完全反硝化...     

金属氧化物负载RuO2催化分解N2O的中试实验研究

文章应用共沉淀法制备了不同的金属氧化物,采用程序浸渍法分别制备了RuO_2负载型催化剂,O_2-TPD表征分析结果表明,采用La改性的复合金属氧化物Me_xO_y(Me=La、Mg、Al)为载体,制备的Ru_2O/Me_xO_y有较好的低温O_2脱附性能,同微型固定床活性变化规律吻合。实验室中试实验结果表明,在原料气组成:14(V)%N_2O+75(V)%N_2+11(V)%O_2、体积空速SV=10 000 h~(-1)、入口温度340℃的条件下,RuO_2/Me_xO_y催化剂在300 h连续实验过程中,N_2O的分解转化率≥98%。CO_2-TPD分析表明反应前后催化剂的总碱量及碱性分布基本相同;SEM分析表明,同新鲜催化剂相比,反应后催化剂的表面相对粗糙,但在实验条件下,RuO_2/Me_xO_y催化分解N_2O的活性基本不发生变化。     

医疗药品污染物减排项目成本控制策略研究

通过成本控制方法对医疗药品污染物减排,提出基于Hausman检验方法的医疗药品污染物减排项目成本控制模型,促进的医疗药品污染物减排项目转型升级的同时降低成本开销,提高环境污染治理水平。构建医疗药品污染物减排项目成本控制的约束参量模型,采用自适应均衡博弈控制方法进行成本控制数学建模,结合描述性统计量分析方法进行医疗药品污染物减排项目成本控制的统计分析和稳健性检验,采用Hausman检验方法实现成本控制优化,促进污染物减排项目的转型优化升级。     

程序升温条件下铁及其氧化物在CO存在时对N_2O的还原机理

应用热综合分析仪 (TG FTIR)研究了在还原性气氛下Fe及其氧化物对N2 O的催化还原作用 .研究发现铁氧化物对氮氧化物的催化还原能力相当弱 ,而Fe可以高效地降低N2 O分解的初始温度和提高N2 O向N2 的转化率 .在Fe和CO的作用下 ,N2 O的初始分解温度为 92 0K和 10 0 0K .在 112 3K时 ,N2 O的转化率达到 95 %和 80 % .TG/DSC曲线表明了在Fe与N2 O反应过程中CO的作用表现为通过与N2 O在反应表面的竞争吸附使铁氧化物还原为金属铁 ,X射线衍射证明Fe与N2 O反应后的氧化物为Fe2 O3 ;扫描电镜对反应后Fe表面物理形态的研究发现 ,在CO作用下 ,Fe的表面呈松散结构 ,可以保证Fe对氮氧化物反应的连续进行