土－水系统中脱氮化作用与硝化作用的耦合关系

对氮肥的两种主要化学形态（即硝态氮和铵态氮）在土－水系统中的形态转化过程及控制因素进行了探讨。结果表明：供试系统中硝化作用与脱氮化作用都较强烈，硝化作用先于脱氮化作用，其速度明显比脱氮化作用快。硝化作用与脱氮化作用的耦合是氮化合物转化的核心机制。决定亚硝酸盐积累的主要因素是温度。     

人工湿地脱氮途径及其影响因素分析

简述了人工湿地脱氮模型。各种形态的氮在人工湿地系统中可以通过氨的挥发、植物吸收、介质沉淀吸附以及微生物硝化/反硝化作用等过程被去除。讨论了各脱氮途径对人工湿地脱氮的贡献,在大多数人工湿地的pH条件下,湿地地面氨挥发可以忽略,湿地植物叶片氨挥发量尚不清楚。湿地介质的直接吸附是短期的。植物在湿地脱氮过程中起了重要作用,但一般认为植物直接吸收和存储只占湿地脱氮的一小部分,一般低于30%。微生物的硝化/反硝化作用,是人工湿地脱氮的最主要的形式。讨论了影响人工湿地硝化作用的主要因素:溶解氧,pH和温度。大多数人工湿地的pH适合硝化作用,溶解氧和温度对湿地硝化作用的影响最大。温度不仅影响微生物的硝化作用,而且可以间接地影响植物的生长从而影响人工湿地的脱氮性能。     

河岸渗滤作用脱氮机理及其特点的试验

开展河岸渗滤作用脱氮功能研究对保证饮用水水质安全有重要意义。本文采用室内试验、现场试验及理论分析的方法,研究了河岸渗滤作用脱氮机理及特点。结果表明,河岸渗滤作用脱氮的主要动力是硝化与反硝化作用。河岸渗滤作用过程中先发生硝化作用,后发生反硝化作用,界面位于河床沉积层内,两者速率的匹配与提高,以及增加系统的尺度,可提高河岸渗滤作用的脱氮能力与效率。     

表面流人工湿地中氮磷的去除机理

人工湿地作为一种高效、低耗的污水处理新工艺已被广泛接受，特别是其在脱氮、除磷方面的应用逐步为人们所重视。本文深入地讨论了表面流人工湿地中各种生物、物理、化学过程对污水中各种形态含氮、含磷化合物的去除机理，及其具体途径、相关反应和反应类型，总结了国内外对各个过程影响因素、控制条件、反应速度、去除能力及相互之间协调拮抗作用的研究结果。虽然硝化／反硝化作用和土壤吸附沉淀作用已被公认为是表面流人工湿地脱氮、除磷的主要途径，但不同研究结果之间仍存在着明显差异，鲜有多介质环境条件下各种脱氮、除磷过程中多种氮、磷形态的质量平衡研究，而以此为基础的人工湿地生态动力学模型的研究则是深入了解人工湿地运行机理、设计和预测其处理效率，以及推动人工湿地污水处理工艺广泛应用的关键。     

贵州草海人工湿地系统硝化-反硝化作用研究

人工湿地作为新兴的污水生态处理技术在村镇污水处理中得到广泛使用,系统中氮去除的最主要途径是微生物的硝化-反硝化作用。研究湿地污水处理系统微生物硝化-反硝化作用,对湿地污水处理工艺的优化及运行管理具有重要意义。2013年分春、夏、秋、冬四季对贵州草海污水湿地处理工程进行采样,研究了长期运行的湿地污水处理系统中氮循环菌数量、硝化-反硝化作用时空分布特征和系统内氮的空间分布规律。结果表明,草海污水人工湿地处理系统对TP和COD的处理效果较好,去除率分别达到57.8%和80.8%,但对TN和NH_4~+-N的去除率仅为43.3%和38.6%;硝化-反硝化作用在草海人工湿地系统中同时发生,硝化作用强度为0.9 mg·kg~(-1)·h~(-1),反硝化强度为30.5 mg·kg~(-1)·h~(-1),反硝化强度是硝化强度的30倍;硝化-反硝化作用在季节上均表现为夏季最高、春季最低,水平空间上呈逐级降低趋势;硝化-反硝化作用强度与总氮去除率呈现显著负相关(P0.05);4类脱氮细菌中,氨化细菌数量最大,高达10~9 MPN·g~(-1),反硝化菌次之,亚硝化菌最低,仅10~2 MPN·g~(-1);脱氮细菌数量与总氮去除率相关性不显著,脱氮过程可能受亚硝化菌的限制。总之,由于长期运行的人工湿地系统缺乏氧气,导致反硝化作用远大于硝化作用,硝化-反硝化作用的失衡最终影响湿地脱氮效率。因此,针对长期运行的人工湿地系统可以通过强化供氧促进硝化作用从而提高湿地脱氮效果。     

红壤胶体铁氧化物界面有机氯的非生物转化研究进展

综述了红壤胶体铁氧化物的结构、形态及其转化;铁氧化物界面有机氯的非生物转化过程及其影响因素;异化铁还原作用下的有机氯转化过程。有机氯的非生物转化主要包括氧化转化与脱氯转化过程。氧化转化包括暗态下的化学氧化与光化学氧化过程;脱氯转化包括脱氢卤化、加氢脱氯、脱双卤、二聚脱氯与亲核置换脱氯等反应过程。有机氯的非生物转化主要受胶体界面pH、Eh、水溶性有机物、金属离子、铁氧化物形态与铁还原细菌等的显著影响。有机氯非生物转化的化学-微生物耦合机制、复合污染条件下重金属对界面有机氯非生物转化过程的影响机制、红壤胶体界面有机氯污染的综合调控技术方法等三个方面值得关注,有助于推动土壤胶体界面环境化学的发展。     

菹草对模拟系统外源氮素去除作用的影响

通过构建室内模拟系统,研究了外源氮素恒定输入时沉水植物菹草对氮去除作用的影响.结果表明,(1)系统稳定后植物组对进水中总氮、氨氮和硝氮的去除率分别较无植物对照组提高了14.7%、25.0%和21.6%.(2)实验期间沉积物中可转化态氮含量整体呈下降趋势;与此同时,非转化态氮的含量上升,植物组的上升幅度是对照组的1.9倍.这表明菹草能够降低内源沉积物氮的释放风险.(3)整个实验期间生物脱氮是系统脱氮的主要途径,分别占植物组和对照组氮素输入总量的44.8%和28.7%;植物组微生物脱氮量较对照组增加了0.139 g,植物吸收脱氮量为0.182 g.可见植物吸收和加速微生物脱氮是菹草促进系统脱氮的两个主要途径.     

酚酸类化合物各基团对土壤中氮的硝化作用的影响

本文观察到酚酸类化合物分子中的酚羟基对土壤中氮硝化有关的微生物及酶具有毒性作用,是抑制土壤中氮硝化作用的主要影响基团。羧基或羧乙烯基对酚羟基抑制硝化作用的影响有一定的抵消作用,其中羧乙烯基的抵消作用更强。由于这一抵消作用,本文中七种酚类化合物对土壤中氮硝化作用的抑制总的来说是微弱的。     

沉积物中汞的甲基化研究进展

汞是环境中存在的一种重要污染物质,其毒性与之化学形态密切相关。环境中的汞主要以无机汞形态存在,然而无机汞可以通过甲基化作用转化为毒性更强的甲基汞,从而给受到暴露的生物及人类带来更高的健康风险。沉积物是汞在水生环境系统中的主要分布相,也是无机汞甲基化过程发生的主要场所。沉积物中汞的甲基化过程受到生物种类、汞的生物可利用性等生物因素及温度、含硫化合物、有机质、氧化还原条件等环境理化性质的影响。本文对汞在沉积物中甲基化过程的作用机制及其影响因素的研究现状及最新进展进行了总结,并对未来更深入的研究进行了展望。     

环境胁迫对氨氧化菌群的影响研究进展

土壤污染物具有隐蔽性、滞后性、难治理性等特点,长期影响着土壤生态环境的安全,如何全面、实时地监测土壤环境质量成为当今的研究热点.氮素转化过程是元素地球化学循环中对土壤污染和质量十分敏感的代谢过程.硝化作用是氮素转化的主要过程之一,从硝化作用的限速步骤——氨氧化过程为切入点,综述环境条件如pH、铵浓度、O2浓度、有机质含...     

硝化作用作为生态毒性指标评价土壤重金属污染生态风险

土壤质量评价基准的确立是土壤污染研究的重要方向.目前评价重金属对土壤微生物生态风险的终点指标主要有土壤生物量、土壤呼吸、酶活性、硝化作用和固氮等.解决土壤中的重金属污染是环境领域的重大课题,评价和确定一个能较早预知重金属毒性的敏感指标则具有重要意义.硝化作用因其对重金属污染的敏感性及在全球氮循环中的重要作用,在评价土壤重金属毒性研究中具有广泛的应用.在总结国内外相关研究基础上,对硝化作用的机制、影响因素以及在指示环境变化中的作用及局限性等方面进行了综述.     

三种生物除磷工艺的比较

比较了Ａ／Ｏ法、Ａ＾２／Ｏ法和ＳＢＲ法生物除磷工艺。结果表明，它们的除磷效果好；污染含磷量达６％以上、除磷系数达０．０４左右，是常规好氧生物处理的３倍。在系统除磷系数相同的条件下，Ａ＾２／Ｏ法取好，是常规好氧法的３倍；ＳＢＲ法次之，高速率Ａ／Ｏ法因不能经反硝化作用脱氮，去氮效果与常规好氧法相同。     

准好氧填埋渗滤液中氮转化机理

依据准好氧填埋的原理构建了填埋试验装置,在填埋装置各个层次设计采样装置.定期采集渗滤液进行分析,测定各个层次区域渗滤液中氨氮、硝态氮、亚硝态氮和总氮的质量浓度,分析各形态氮之间的变化规律与相关性,初步探讨氮转化的机理.结果表明,准好氧填埋上层区域中,渗滤液的氨氮与硝态氮质量浓度变化相关性极显著;中层和下层区域由于处于兼氧和厌氧状态,硝化作用较弱,渗滤液中氨氮与硝态氮质量浓度变化相关性不显著.上层渗滤液中氨氮与总氮相关性不显著,中层和下层氨氮与总氮相关性极显著,表明中层和下层区域中,渗滤液的氨氮质量浓度变化是导致总氮含量变化的主要贡献因素.     

除草剂对尿素氮在土壤中转化的影响

在实验室培养条件下研究除草剂草甘膦和丁草胺对尿素氮在菜地土壤中转化的影响。实验设对照、尿素、尿素＋草甘膦和尿素＋丁草胺4个处理,尿素氮用量为200 mg.kg-1（以干土计）,除草剂用量为w（有效成分）=10 mg.kg-1（以干土计）。结果表明,草甘膦和丁草胺对尿素氨化作用不产生抑制作用,甚至出现促进效果。2种除草剂在培养的前2 d均显著抑制硝化作用,但到第4天时显著促进硝化作用（P〈0.05）。草甘膦对反硝化作用表现显著的抑制作用（P〈0.05）,而丁草胺对反硝化作用有极显著的促进作用（P〈0.01）;丁草胺＋尿素、尿素、草甘膦＋尿素处理的反硝化损失量分别占施氮量的16.90%、6.34%和3.66%。可见,除草剂对土壤氮素转化有一定影响,但不同除草剂对氮素各个转化途径的影响有明显差异,不同除草剂品种间影响程度也不同。     

铁催化聚丙烯腈脱氮的研究

应用热天平研究了载铁聚丙烯腈的脱氮碳化行为，负载铁对ＰＡＮ的稳定化和脱氮碳化均具有显著的催化作用，并在５８０－７６０℃范围内明显增加了Ｎ２形成速率。ＸＰＳ和ＸＲＤ对碳化过程中铁和氮化学形态变化的研究结果表明，铁催化反应机理可能是负载铁与吡啶氮作用形成中间体铁氮化物，后者进而分解释放出Ｎ２。     

两级人工湿地用于村镇污水脱氮的长期运行特性研究

对沙田人工湿地稳定运行后的情况进行了长达6 a的监测,探讨了不同流态的两级潜流人工湿地长期运行的脱氮效能、不同形态氮的空间转化规律和几种主要影响因素。研究表明,在整个运行期间人工湿地的脱氮能力呈现低-高-低的变化趋势,这个过程的发生和湿地内部堵塞物的累积关联密切。在华南地区,季节变化对湿地脱氮的影响依然十分强烈：一方面,体现为季节温差对脱氮效果的明显影响,低温月份采用低负荷方式运行,TN去除率也仅有36.0%～47.6%,而高温期采用高负荷的运行方式,大多数月份TN去除率也能达到45.4%以上;另一方面,季节性雨量的不同会引起进水质量浓度的变化,导致湿地系统TN负荷率的改变,进而显著影响脱氮效果。有机氮、NH3-N、NO2--N、NO3--N在湿地内部存在明显的转化迹象,沿流程随着有机物的大量消耗,NO3--N去除能力逐渐下降并在湿地的末端出现了累积现象。通常情况下,由于采用了跌水曝气等措施,DO在湿地内的大部分区域都维持了较高水平,未对脱氮效果产生明显不利影响。     

多氯联苯微生物厌氧脱氯研究进展

多氯联苯是一种典型的持久性有机污染物,其在环境中的转化归趋备受关注.在厌氧条件下,多氯联苯可以通过微生物脱氯进行降解,该降解方式虽然广泛存在于自然界中,但是受生物地球化学因素的影响较大,调控较为复杂.本文对多氯联苯的厌氧微生物脱氯降解进行综述,讨论了脱氯路径和自然界中8种主要脱氯历程;脱氯微生物及相关的微生物还原脱卤酶;影响脱氯速率、程度和历程的主要物理和地球化学因素(温度、pH和氧化还原水平、碳源、电子受体、电子供体及抑制物).最后分析了多氯联苯厌氧脱氯研究中存在的问题并对其前景进行展望.     

土壤还原过程对氯代有机污染物还原脱氯的影响与机制

自然环境中,大多数氯代有机污染物厌氧还原脱氯反应是与土壤环境中一些生源要素的生物化学还原过程相伴生。有机污染物的种类、生物有效性以及毒性能够显著影响这些生源要素的转化,反过来,土壤中活跃的氧化还原反应也可以显著影响有机污染物的动力学转化过程。本文从氧化还原顺序上综述了反硝化过程、铁还原过程、硫酸盐还原过程和产甲烷过程对氯代有机污染物厌氧还原脱氯过程的影响与作用机制,旨在为氯代有机污染物在厌氧环境中还原脱氯的过程与机理的进一步研究、以及还原脱氯与微生物介导的生源要素氧化还原过程的耦合作用机制的揭示提供参考。     

淡水环境中氮污染同位素示踪的研究进展

淡水环境氮污染形势严峻,水环境的氮污染严重威胁着居民的健康,氮污染治理迫在眉睫。目前氮污染治理的有效手段是确定氮污染来源,积极减控氮源输入。文章分析了国内地下水和地表水的氮污染现状、国内外识别氮源的技术手段以及地下水和地表水氮污染的迁移转化等研究进展。结果表明,国内的地下水和地表水由南到北,从东到西的氮污染程度及地下水和地表水污染类型具有显著的一致性,地表水和地下水氮污染具有积极的响应机制。地下水主要受硝态氮污染,污染等级多为Ⅲ级;地表水主要受氨氮和总氮污染,等级多为Ⅳ和Ⅴ级。由于大量含氮化合物的输入,中国东部和南部已成为氨氮和总氮污染严重地区。在分析不同地区地下水和地表水氮污染特征基础上,综合利用传统的水化学分析法、同位素示踪技术和同位素模型,不仅可判别氮污染的来源,而且可识别氮源并确定氮源的贡献率,从而揭示地下水与地表水中氮污染的迁移转化过程和机理。研究结果为识别地表水、地下水受氮污染所带来的风险,保护淡水资源与环境提供了科学依据。由于地下水与地表水是相互作用的关系,氮同位素在氮迁移转化的过程中会发生相应转化,其矿化作用、硝化作用、反硝化作用等直接影响氮同位素的分馏,因此精确地定量化识别污染源亦成为需要克服的难题。     

土壤-植物系统中多溴联苯醚(PBDEs)的迁移与转化研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类重要的新型持久性有机污染物,因其具有亲脂和难降解特性,易在土壤和沉积物等环境介质以及生物体内累积,同时会发生脱溴还原代谢和氧化代谢,生成毒性更大的低溴代PBDEs、羟基PBDEs(OH-PBDEs)和甲氧基PBDEs(MeO-PBDEs).研究PBDEs在土壤-植物系统的迁移转化对于认识PBDEs的陆生生态环境行为,评价其生态风险以及对食物链的潜在暴露风险都具有重要的意义.本文从土壤中PBDEs的代谢与转化行为,PBDEs的植物吸收与传输特征及其关键影响因素,以及植物体内PBDEs的脱溴、羟基化和甲氧基化代谢行为几个方面总结了PBDEs在土壤-植物系统迁移转化的最新研究进展,并就将来的研究方向提出一些思考和展望,有助于深入认识PBDEs及其代谢产物的环境归趋.