N_2O的氮、氧稳定同位素真空制样系统探讨

氮、氧稳定同位素指标在N2 O源汇识别、全球源汇质量估算中具有独特的定量作用。本文主要讨论N2 O的氮、氧稳定同位素真空制样系统的基本原理、总体设计和技术难点 ,为建立N2 O氮、氧稳定同位素真空制样系统提供理论基础。     

关于对流层大气N2O氮、氧稳定同位素负荷平衡的初步探讨

对流层大气Ｎ２Ｏ的氮、氧稳定同位素负荷由地表和海洋释放的富轻同位素的Ｎ２Ｏ与平流层回流的富重同位素的Ｎ２Ｏ来平衡,但Ｋｉｍ和Ｃｒａｉｇ的计算方案无法使之平衡＾〔１〕。笔者根据全球Ｎ２Ｏ释放源最近的年释放量估算值,对Ｋｉｍ和Ｃｒａｉｇ＾〔１〕的计算方案进行了初步改进,在考虑土壤Ｎ２Ｏ生成过程中氮、氧稳定同位素的分馏效应和氧同位素的纬度变化效应后,推论出全球Ｎ２Ｏ释放源最近的年释放量估算值能使对流层大     

δ~(15)N和δ~(18)O指标识别环境中N_2O生成机理

δ15N和δ18O指标在识别环境N2 O生成机理中具有重要的作用。本文主要讨论δ15N指标在识别海洋、土壤和污染水体N2 O生成机理中的作用 ;分析硝化和反硝化作用引起的同位素分馏特征 ;并对δ18O指标的应用进行了探讨。     

概论N_2O大气浓度演变及其大气化学

N2 O在对流层中是长寿命的痕量温室气体 ;在平流层 ,它是破坏O3层主要痕量气体之一NO的生成源。本文主要综述了N2 O的大气浓度演变、大气寿命、对温室效应的贡献、大气化学等 ,着重探讨了可能存在的N2 O大气生成和消耗过程     

中国农业土壤N_2O排放量估算

采用针对农业土壤痕量气体排放估算开发的、基于N2 O的产生、传输和消耗机理的反硝化分解模型 (DNDC模型 ) ,在建立的有关中国气候、农业土壤和农业生产的分县数据库基础上 ,估计了我国目前农业土壤N2 O的排放量 ,并分析了气候变化和农业耕作措施对全国N2 O排放的影响 .结果表明 ,中国农田土壤的N2 O排放总量为 0 31(0 18— 0 44 )Tg(N)·a - 1,化肥使用量的变化对N2 O排放量的影响最大 .     

不同碳源条件下污水生物脱氮过程中N_2O的释放规律

以3类常用的碳源(乙酸钠、葡萄糖和甲醇)为研究对象,在3个稳定运行的SBR系统内考察了碳源种类对污水生物脱氮过程中N_2O释放的影响。结果显示,各系统内N_2O的释放主要发生在好氧硝化阶段,且在以乙酸钠为碳源的系统内氨氧化速率最快,TN去除率最大,但同时N_2O的释放速率、累积释放量(4.44 mg)和转化率(1.3%)也最大。而以甲醇为碳源的小试系统脱氮效果较差,TN去除率仅为59.5%,但N_2O的释放速率、累积释放量和转化率均最低。在实际污水处理过程中,当以温室气体N_2O释放作为判断标准时,此研究结果可为碳源的选择提供依据。     

鼎湖山主要森林生态系统地表N_2O通量

利用静态箱-气相色谱法对鼎湖山3 种处于演替不同阶段的森林类型(季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松林)的地表N2O 通量进行了 1 年的原位观测和研究.结果表明,3 种林型地表 N2O 通量按从大到小的顺序为:季风林>混交林>松林;不同林型间的 N2O 通量差异与森林土壤的性质有密切关系,C/N 比值较低的季风林凋落叶对土壤中产生N2O 的微生物过程有较为明显的促进作用;从全年来看,松林地表N2O 通量的季节变化不明显,而季风林和混交林的地表 N2O 通量在雨季存在明显的降雨驱动效应,统计分析显示在该地区影响森林地表N2O 通量的主要因子是土壤湿度.     

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。     

基于氮稳定同位素分馏原理的活性污泥脱氮性能评价

基于氮稳定同位素分馏原理,运用瑞利分馏方程,论文构建了活性污泥脱氮性能评价模型,以分析城市污水的微生物脱氮效率与活性.实验通过对城市污水处理厂的长期监测,确定了模型的主要参数.为验证模型在不同出水无机氮组成情况下的适用性,本研究监测了反硝化限制作用、硝化限制作用、氨化限制作用3种情况下的脱氮效能.结果表明,这3种情况下的脱氮效能均可以通过测定活性污泥的δ15N值,利用该评价模型预测.为验证该模型在不同脱氮能力下的适应性,本研究设置了3种典型工况,测得的3种工况下活性污泥的δ15N值分别为13.97‰、8.33‰和4.47‰,利用评价模型得出的脱氮效率分别为96%、71%和22%,与实际脱氮效率吻合度高,污泥脱氮活性也呈现递减趋势.说明该模型对于具有不同脱氮能力的水处理系统均适用.该模型可避免复杂的布点监测等过程,仅通过污泥的δ15N值即可了解整个系统的脱氮能力及污泥脱氮活性,对污水处理厂的强化脱氮具有指导意义;为评价污水处理过程中氮的去除效果提供了更为便捷、准确的途径.     

氮氧同位素联合稳定同位素模型解析水源地氮源

找出作为优质水源地的水库氮的来源对控制其富营养化问题非常重要.本研究选取杭嘉湖地区的4个水库(青山水库、对河口水库、四岭水库和里畈水库),利用氮、氧同位素技术结合稳定同位素模型(stable isotope analysis in R,SIAR),对水库的硝酸盐(NO_3~-)来源进行了识别并计算了各污染源的贡献率.结果表明,4个水库中存在严重的氮污染,以硝酸盐为主,受人类活动干扰较大的青山水库,污染严重.4个水库86%以上的δ~(18)O值小于10‰,93%样品的δ~(15)N/δ~(18)O值小于1.3,说明水库中硝化反应明显而反硝化作用不显著.4个水库硝酸盐的主要来源是化学肥料和土壤氮,两者的贡献率为75%~82%,种植业面源污染给水源地水库带来的氮污染已非常严重;青山水库硝酸盐的来源还包括贡献率为25%的生活污水及粪肥、贡献率为7%的降水和贡献率为6%的工业废水,说明在人类活动强度大的区域生活污水及粪肥的污染也不可忽视;对河口水库、四岭水库和里畈水库硝酸盐的来源还包括降水,其贡献率分别为21%、24%和15%,可见在人为干扰较少的地区,降水对于水体硝酸盐的影响也不可忽略.     

全球N_2O年释放总量及各类源相对贡献率初步分析

根据国际上最近确定的全球N2 O各释放源及其释放量估算值 ,推算了全球N2 O年释放总量及各类源的相对贡献率。得出全球N2 O年释放总量约 1 4 .7TgN2 O -N ,其中自然源和人为源分别占 57%和 4 3 %。年释放总量中N的生物地球化学过程约贡献92 %、非生物作用过程仅贡献 8% ;与土壤有关的释放源约贡献 70 %、农业土壤贡献2 0 %。控制土壤尤其是农业土壤和热带森林土壤的N2 O释放量是控制全球大气N2 O浓度上升的关键     

催化分解N_2O催化剂的研究新进展

直接催化分解N2O技术已成为当前国内外工业脱除N2O应用研究的主流和发展方向,催化剂是技术核心。综述了贵金属、金属氧化物、沸石以及其他用于分解N2O的新型固体催化剂的最新研究现状。对催化剂的研究方法、思路进行了评述,总结了现存的问题,并展望了直接催化分解N2O催化剂未来的发展方向。其中,沸石类催化剂由于高活性和结构稳定性,有望成为理想的商用催化剂。     

倒置A2/O工艺生物脱氮除磷原理及其生产应用

在阐述倒置A2O工艺技术原理的基础上,对倒置A2O工艺在实际生产中的应用及其脱氮除磷处理效果进行分析,实际生产应用结果表明,倒置A2O工艺是适合我国城市污水实际情况,具有简捷、高效特点的城市污水生物脱氮除磷新工艺。     

倒置A^2／O工艺的氮磷脱除功能

在前期研究的基础上，以城市污水为进料，对比研究常规Ａ＾２／Ｏ工艺与倒置Ａ＾２／Ｏ工艺的水处理功能。结果表明：倒置Ａ＾２／Ｏ工艺的氮、磷脱除功能均优于常规Ａ＾２／Ｏ工艺，其ＣＯＤＣｒ去除能力与常规工艺相当。对倒置Ａ＾２／Ｏ工艺的原理和工艺特点进行了讨论。     

污泥龄对A2/O工艺脱氮除磷效果的影响

污泥龄(SRT)作为活性污泥法设计与运行的参数已显示出比其它参数更加重要。试验以实际生活污水为对象,研究SRT分别为5、10、15、20、25、30d时,系统CODCr、NH4+-N、TN、PO43-P的去除率以及污泥特性的变化,试验期间其它运行参数保持不变。试验结果表明:SRT=15d时系统总体脱氮除磷效果最好,此时CODCr、NH4+-N、TN、PO43-P去除率分别为:93%、98%、81%、82%,并对SRT=15d时系统中氮磷的浓度变化曲线进行分析。