基于湿解技术处理木质纤维类废物的研究

运用木质纤维素固体基质半纤维素、纤维素和木质素定量分析程序等分析检测了不同湿解工况下草坪草和杂草主要组分的化学变化。结果表明,在湿解过程中草坪草和杂草中半纤维素、纤维素的相对含量呈减少趋势;木质素类物质经过衍生和小分子缩合后,其相对含量呈增加趋势;湿解最终产物呈弱酸性,可以用来改良碱性土壤。经过湿解处理的有机物料有机质含量丰富并含有大量腐殖酸,随湿解温度升高,腐殖化程度增加。在湿解过程中有机物料的主要化学组分同时受到热、湿、水解等各种作用,最终形成腐殖质。     

缙云山土地利用方式对土壤活性有机质及其碳库管理指数的影响

通过选取缙云山向阳坡同一海拔高度处的亚热带常绿阔叶林(简称林地)、坡耕地、果园和撂荒地,测定分析0~60 cm深度土壤样品有机质及3种活性有机质组分含量,从而揭示了西南地区缙云山不同土地利用方式对土壤有机质、3种活性有机质及其有效率(ER)以及碳库管理指数(CMI)的影响.结果表明,4种土地利用方式下,土壤有机质、活性有机质含量以及ER和CMI均随土壤深度的增加而降低,其中土壤有机质、活性有机质及其CMI的剖面分布趋势相似,林地土壤有机质、活性有机质及其CMI主要富集在0~10 cm土层,果园主要富集在0~20 cm土层,而坡耕地和撂荒地从上而下的降低则比较均匀.在0~60 cm土壤深度内的土壤有机质以及3种活性有机质平均含量均为撂荒地>林地>果园>坡耕地,将林地转变为果园和坡耕地后,有机质含量分别降低了21.56%(P>0.05)和55.90%(P<0.05),将坡耕地闲置撂荒后,有机质、低、中、高活性有机质含量分别升高了238.86%(P<0.05)、144.2%(P<0.05)、153.3%(P<0.05)和242.7%(P<0.05).方差分析发现3种土壤ER在不同土地利用方式之间并无明显差异,表明土壤ER对土地利用变化并不敏感.不同土地利用方式下3种活性有机质CMI均为撂荒地最高,林地次之,果园和坡耕地最低,表明林地开垦导致土壤碳截存降低,土壤向着质量退化的方向发展,而坡耕地撂荒则增强了土壤的碳汇功能,土壤质量向着良性方向发展.3种活性有机质与全氮、速效磷和速效钾呈极显著正相关关系,与土壤容重呈极显著负相关关系,表明活性有机质与土壤理化性质关系密切,是反映土壤养分和衡量土壤质量的重要指标.     

岸滤系统中磺胺甲恶唑、咖啡因和卡马西平的厌氧转化模拟研究

为了探究药品和个人护理用品(PPCPs)在岸滤系统中的转化过程及其影响因素,采集了不同类型的河床岸滤土壤,模拟岸滤系统中的反硝化和硫还原过程,探究该过程中磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)及两种共存PPCPs(咖啡因、卡马西平)的转化过程及中间产物的生成.批次培养实验结果显示,至培养周期第87 d时SMX的生物降解率达到100%,反硝化过程中SMX自第5 d开始转化为两种衍生物—D-SMX及4-nitro-SMX,反硝化反应结束两种衍生物再次还原为SMX.SMX的转化率因有机质的不同而产生差异,添加乙酸钠有机质时SMX的转化率整体高于添加富里酸有机质的转化率;硫还原条件下SMX则完全降解;咖啡因(Caffeine,CFE)的生物降解率高于50%,不同河床土壤的理化性质差异及微生物的分布差异造成CFE的吸附及降解效果有很大差异,投加潮白河沉积物样品中CFE生物降解率高于投加密云水库沉积物样品;卡马西平(Carbamazepine,CMZ)的降解率范围在20%~35%,CMZ在岸滤系统中不易发生降解.     

2种方法测定溶解性有机碳和总氮含量比较研究

该文采用岛津TOC-VCSH/TN分析仪与连续流动分析仪,分别运用高温催化燃烧法和湿化学氧化法测定已知质量浓度溶液、森林土壤零张力渗漏液、水浸提液和K2SO4浸提液样品中的溶解性有机碳(DOC)与溶解性总氮(DTN)含量。针对已知质量浓度DOC和DTN标准溶液,2种仪器测定结果平均值接近实际值,相对误差3%,相对标准偏差5%,显示基于上述2种方法仪器分析均具有良好的准确度和精密度。在测定不同未知样品中DTN含量时,连续流动分析仪测定结果相当于总有机碳/总氮分析仪测定结果的1.06~1.23倍(R2≥0.98),且随着样品DTN浓度的增高此差异增大;两仪器测定土壤零张力渗漏液和土壤K2SO4浸提液DOC结果较接近,比值(总有机碳/总氮分析仪测定结果比连续流动分析仪测定结果)为0.99~1.04(R2≥0.99),但是在测定土壤水浸提液DOC含量时,连续流动分析仪测定结果仅相当于总有机碳/总氮分析仪的0.79倍(R2≥0.99)。上述结果显示,基于高温催化燃烧法和湿化学氧化法均能有效的分析环境液体样品中DOC和DTN含量,后者更适用于大批样品的快速测定。     

亚热带农田和林地大气氮湿沉降与混合沉降比较

本研究在位于我国亚热带区域的湖南省长沙县金井河流域,设置一个农田监测点和一个林地监测点,开展了完整的2a(2011年3月至2013年2月)大气氮素(N)湿沉降和混合沉降(湿沉降+部分干沉降)的监测,评价两种方法监测的大气氮素沉降的差别,并建立一种采用氮素混合沉降来估算氮素湿沉降的方法.结果表明采样点氮素湿沉降和混合沉降以NH_4~+-N沉降量最高,其中农田点大气氮湿沉降、混合沉降量分别为26.2 kg·(hm~2·a)~(-1)、28.9 kg·(hm~2·a)~(-1),湿沉降、混合沉降NH_4~+-N、NO_3~--N和可溶性有机氮(DON)分别占湿沉降、混合沉降总氮(TN)的49.7%、31.3%、19.0%和48.7%、31.6%、19.7%.林地点大气氮湿沉降、混合沉降量分别为23.6 kg·(hm~2·a)~(-1)、27.8 kg·(hm~2·a)~(-1),湿沉降、混合沉降NH_4~+-N、NO_3~--N和DON分别占湿沉降、混合沉降TN的53.9%、34.8%、11.4%和49.6%、31.6%、18.9%.研究区域降雨量与湿沉降、混合沉降雨水中NH_4~+-N、NO_3~--N和TN浓度均有极显著负相关关系,而与沉降量有显著正相关性.两监测点湿沉降与混合沉降的雨水中N素浓度具有极显著线性相关性(决定系数大于0.82),根据二者之间建立的回归方程,农田点采用混合沉降估算湿沉降中NH_4~+-N、NO_3~--N和TN沉降的系数值分别为0.875、0.774和0.852;林地点相应的系数值分别为0.859、0.783和0.819,该系数值主要与监测点的氮素湿沉降量及大气颗粒态氮的污染水平有关.亚热带区域采用大气氮素混合沉降替代氮素湿沉降,将导致氮素湿沉降被高估10%~18%,利用氮素混合沉降和氮素湿沉降之间的回归方程,可以较好实现采用混合沉降来估算湿沉降.     

耕作方式对紫色水稻土团聚体中有机质及重金属的分布特征影响

通过长期定位试验,研究了常规平作(FPF)和水旱轮作(PR)这2种耕作方式下紫色水稻土不同粒径(1~2、0.25~1、0.05~0.25、0.05 mm)团聚体中有机质和重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Fe和Mn)的含量和分布特征,探讨了不同粒径团聚体中重金属与有机质的关系.结果表明,两种耕作方式下团聚体粒径组成均以0.05~0.25 mm和0.05 mm为主,土壤和各粒径团聚体中有机质含量均为常规平作高于水旱轮作,且随粒径的减小而降低.耕作方式对土壤重金属含量的影响不显著,但相比于PR,FPF有助于团聚体、有机质和重金属在1~2 mm和0.25~1 mm大粒径团聚体中聚集,降低其在0.05 mm和0.05~0.25 mm粒径团聚体中的分布.相关分析表明,土壤团聚体中重金属含量与有机质的含量呈负相关,它们的总量却呈正相关关系.同一耕作方式下,重金属对有机质变化的敏感程度为MnZnPbCuFeCd,而同一重金属元素对有机质变化的反应则为PR较FPF更敏感.     

应用SCGE技术检测石油烃对马粪海胆性腺细胞的DNA损伤效应

以马粪海胆(Hemicentrotus pulcherrimus)为受试生物,应用单细胞凝胶电泳(SCGE)技术研究了石油烃对马粪海胆性腺细胞DNA的损伤效应。实验结果发现当石油烃分散液(WAFs)浓度低于40 mg/L时,未对马粪海胆性腺细胞的DNA造成损伤;当浓度达到50 mg/L时,马粪海胆性腺细胞DNA则发生了明显的彗星拖尾现象,表明高浓度石油烃分散液可以对海胆性腺细胞DNA造成严重损伤,且马粪海胆性腺细胞的DNA受损率、彗星尾部DNA百分含量以及DNA平均迁移长度与暴露天数呈现出良好的线性关系。     

北京市属公园土壤肥力现状评价

采集北京市属公园中的颐和园、天坛、玉渊潭、香山、陶然亭等5个公园的表层土壤(0~20 cm),对pH值、有机质、碱解氮、速效磷和有效磷等5个影响土壤肥力的指标进行调查分析。并采用单项指数和内梅罗指数法对土壤肥力现状进行了评价。结果表明:北京市属公园土壤的pH值以碱性(pH值7.5~8.5)和强碱性(pH值8.5)为主,有机质以中等含量为主,碱解氮、有效磷以中等偏低为主,速效钾含量较为丰富。内梅罗指数表明,北京市属公园土壤肥力属于一般水平。     

三叶草和黑麦草修复对炼锌废渣剖面养分及重金属分布特征的影响

为评价两种草本植物修复5年后的土法炼锌废渣剖面上养分及重金属分布特征,以废渣堆场上人工种植的三叶草（Trifolium repens）和黑麦草（Lolium perenne）为研究对象,分析两种草本植物剖面（0~60 cm）上不同粒径废渣中养分和重金属的分布特征.结果表明：随着废渣剖面深度增加,废渣中全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量逐渐降低,表层废渣（0~10 cm）中有机质含量大多显著（p<0.05）低于深层废渣（10~60 cm）;而表层废渣（0~20 cm）的有效态氮磷含量大多显著（p<0.05）高于深层废渣（20~60 cm）.有机质和全氮含量随着废渣粒径增大呈先增加后降低的趋势,其含量在粒径为0.25~0.5 mm的废渣中最高,而碱解氮和有效磷含量则随废渣粒径增大逐渐降低.三叶草修复作用下其剖面不同粒径废渣中有机质、全氮、碱解氮、全磷含量高于黑麦草.As、Cu、Pb、Zn含量随着废渣深度增加呈先降低后增加的趋势,且其在表层废渣（0~20 cm）中的含量高于深层废渣（20~60 cm）.除As外,Cd、Cu、Pb、Zn的含量总体表现为随废渣粒径增大而降低.两种植物修复作用下,酸可交换态As、Cd、Cu、Zn占比均随废渣剖面深度增加而增加,酸可交换态Cd、Cu、Pb、Zn占比均随废渣粒径增大而增加.综上,三叶草和黑麦草参与下垂直剖面上不同粒径废渣养分及重金属含量分布特征具有明显的差异.     

山地草甸退化对土壤速效养分的影响

以江西省武功山草甸为研究对象,分析不同海拔高度(1 600~1 900m)和不同土层(0~20cm和20~40cm)的草甸土壤有机质、p H值和速效养分对草甸退化的响应。结果表明:(1)在武功山草甸区各个海拔,草甸退化均使土壤有机质和速效养分含量有所下降,并且对表层土的影响要大于深层土。(2)草甸退化使得碱解氮和速效磷间的相关性减弱,速效钾和碱解氮、有效磷之间的相关性加强,土壤p H值与碱解氮之间由不显著相关变为极显著负相关(R=-0.637,P0.01)。     

Conversion of organic carbon in the decomposable organic wastes in anaerobic lysimeters under different temperatures

The quantitative fractions of conversion of organic carbon in the decomposable organic wastes with initial moisture of 70% sorted from municipal solid wastes(MSW)in lysimeters into biogas,leachate and solid residue were characterized,under temperatures of 25,30 and 41℃,respectively,and circulation of leachate generated within the lysimeters.It is found that 27% of organic carbon in the wastes are conversed into gases,0.8% into leachate,and the other 72% remained in the decomposable solid residues,after 180 days‘ degradation at 41℃. Higher temperature will lead to monr rapid degradation and result to higher conversion of the organic carbon to biogas and lower to boty solid residues and leachate,while the pollutant concentrations in leachate will be lower at a higher temperature and values of COD are quite consistent with TOC.     

Conversion of organic carbon in the decomposable organic wastes in anaerobic lysimeters under different temperatures

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｄｅｃｏｍｐｏｓａｂｌｅｏｒｇａｎｉｃｗａｓｔｅｓｓｕｃｈａｓｆｏｏｄｏｒｉｇｉｎｗａｓｔｅｓａｎｄｂａｃｋｙａｒｄｗａｓｔｅｓ ,ｉｎｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｓｉｎＳｈａｎｇｈａｉ,Ｃｈｉｎａ,ｈａｓｂｅｅｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｒａｐｉｄｌｙ ,ａｓｔｈｅｌｉｖｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄｏｆｉｎｈａｂｉｔａｎｔｓｉｎｔｈｅｃｉｔｙａｒｅｒｅｍａｒｋａｂｌｙｉｍｐｒｏｖｉｎｇｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ .Ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ ,ａｒｏｕｎｄ 1…     

生活垃圾堆肥接种技术

以复合微生物菌剂、马粪、成熟堆肥、果园土、污泥为接种剂,采用在线监测堆肥设备,通过温度传感器、出口气体O₂-H₂S监测仪,研究堆肥过程中温度、耗氧速率、有机物分解速率、H₂S气体浓度变化.试验结果表明,添加接种剂堆肥与对照组比,堆料能达到理想的温度,且高温停留时间长,堆肥反应速率加快及堆肥腐熟时间缩短,并能很好地控制出口H₂S气体浓度.特别是以复合微生物菌剂或马粪作为接种剂,能明显加速堆料的腐熟进程,其腐熟时间分别比对照组提前210h和180h.     

连续流新型厌氧反应器处理固体有机废物研究

采用自行设计的连续流厌氧消化反应器,接种瘤胃微生物后,对纤维素进行连续降解,固体有机物质负荷可以达到14g/L·d。在此符合范围内,反应器内pH值、挥发酸产量及产气量都很稳定,不会对反应产生抑制作用。     

发光细菌暗变种对土地处理的工业废渣的致突变效应

实验分离到的明亮发光杆菌暗变种Ｔ９１７１菌株对三种戒严废渣在土地处理前后呈现不同的致突变效应。与Ａｍｅｓ试验结果的趋势相象，大部分工业废渣样品在土地处理衙遗传毒性降低，Ｔ９１７１菌株的致突为阳性应减弱或消失呈阴性，明亮发光杆菌暗变种试验比传统Ａｍｅｓ试验检测致突变物的灵敏度高而操作简便，费用低廉，推断，工业废渣在土地处理后遗传毒性下降的主导因素可能在于其所含主要非极性有机化学物的降低，土地处理后，     

生物反应器填埋场有机物变化模型研究

生物反应器填埋场可以对渗滤液进行原位处理,同时加速垃圾的稳定化. 为了考察生物反应器填埋场中有机物质量浓度的动态变化及其影响因素,根据质量守恒和有机物降解动力学原理,建立了填埋场渗滤液中有机物质量浓度动态变化模型,采用四阶经典Runge-Kutta算法对模型进行了求解,通过室内模拟试验数据对模型中的参数进行了率定.结果表明,模型计算结果和试验监测数据符合较好,说明该模型可以比较精确地预测填埋场渗滤液可降解有机物的质量浓度. 鉴于获取数据的限制,对模型的输入参数进行了敏感性分析.结果表明,有机物从固相向液相的迁移速率常数(_ls)和液相有机物降解的速率常数(_l)的变化对模型的模拟结果影响较大.      

有机固体废物固态厌氧消化处理的研究现状与进展

有机固体废物的固态厌氧消化处理是一种在固体含量很高的条件下进行厌氧发酵,同时产生沼气的处理方法,该方法能够实现废弃物污染防治和综合利用的目标.文中介绍了有机固体废物固态厌氧消化的研究状况,并且展望了其固态厌氧消化的研究前景.      

天然气开采水基钻井固体废物污染特性及一体化处理技术效果—以苏里格气田为例

天然气开采过程产生大量的钻井固体废物,其中含有石油烃、无机盐及难降解有机物等有毒有害物质。对苏里格气田5个区块典型钻井现场不同井型、不同井段产生的固体废物进行采样,分析其性能特征、污染特点,研究钻井固体废物分类管控—稳定化预处理—高温氧化一体化处理技术工艺参数,分析利用该技术工艺处理前后钻井固体废物污染物浓度变化情况。结果表明：通过精细化的稳定化预处理技术处理,浅表层钻井固体废物及浸出液中,污染物浓度符合GB 8978—1996《污水综合排放标准》最高允许限值要求;深层井段钻井固体废物中石油烃的削减率均在98.6%以上,浓度符合GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》建设用地土壤污染第二类用地筛选值要求,残渣中重金属和有机物浓度显著降低,符合GB 8978—1996《污水综合排放标准》限值要求。另外,固体废物体积缩减41.2%。该一体化处理技术可从源头上解决天然气开采钻井固体废物处理处置问题,与现有传统不分类处理技术相比较,整体成本降低52%,具有较好的推广前景。

     

农村混合物料干式厌氧发酵物性变化中试研究

为解决分散性及混杂性的农村有机固体废物的无害化、减量化处理及资源化利用问题,利用干式厌氧发酵技术与装置,将畜禽粪便、果蔬垃圾和秸秆等混合物料进行干式厌氧发酵处理,并对pH和有机质类TS、VS、COD_Cr、(DOC)及NH₄+-N浓度进行了检测. 结果表明:农村有机固废混合物料干式厌氧发酵起始阶段的pH为7.2,于第7天逐渐降至最低值(6.3),之后又逐渐上升至系统稳定,最后在7.0~7.6之间波动. 厌氧发酵物料TS和VS经厌氧发酵后被消耗,二者去除率分别为58.3%和65.4%. 厌氧发酵运行过程中物料w(DOC)由11 000 mg/kg降至6 095 mg/kg,去除率为44.6%,发酵液中ρ(COD_Cr)由初始的11 700 mg/L降至结束时的2 870 mg/L,COD_Cr去除率达75.5%. 50 d后w(DOC)和ρ(COD_Cr)保持稳定.