地下水脱氮技术研究进展

本文从两个方面对地下水脱氮现状进行了总结,其一是原位处理脱氮和非生物技术和脱氮工艺;其二是脱氮的新技术研究现状。文章重点综述了适合于浅层地下水环境条件的新技术——好氧反硝化,该工艺有许多问题待深入研究,如好氧反硝化机理、好氧反硝化作用进程与中间产物、^15N、17-18O同位素法引入到好氧反硝化作用同理的研究、地下水好氧反硝化工程技术参数等。     

河流-地下水渗流系统对城市污水的净化作用及机理

通过野外试验与理论分析，研究了河流－地下水渗流系统对城市污水的净化作用及机理，结果表明：河流－地下水渗流系统对城市污水的COD，重金属，氮等具有很好的净化作用，对COD的去除主要是好氧微生物降解，其次为厌氧微生物降解，重金属与挥发酚主要是土壤吸附作用，而氮的去除是好氧环境中的硝化作用与厌氧环境中的反硝化作用的联合作用的结果，其中硝化作用是氮净化效率的限制因子。     

强化土壤生态系统净化机能的研究进展

本文综述了充分利用和强化土壤生态系统经机能的研究进展，提出了以强化土壤生态系统的反硝化作用为根本措施，以及根据土壤的环境容量严格控制污水污泥和化肥用用量等对策措施，以防治对地表水和地下水的污染。     

全球氮循环新理论的发现及其环境意义——同位素技术的新贡献

通过研究河南安阳—林州地区、河北省石家庄市和邯郸市以及北京市丰台地区地下水氮污染,结果发现随着水文地质条件的演化,地下水中NO3-和NO2-含量的差别很大,这一现象不能单纯地用硝化作用和反硝化作用来解释。本文认为A.Mulder和A.A.Van de Graal等发现的厌氧铵氧化作用对解释地下水中NO3-和NO2-含量的差别具有指导意义,并指出研究反硝化作用与厌氧铵氧化作用需要将分子生物学方法与同位素示踪技术相结合进行,厌氧铵氧化作用的发现为同位素技术的应用开辟了一个新领域,将分子生物学与同位素示踪技术相结合来研究环境问题特别是水环境问题将是未来科学发展的必然趋势。     

不同氧化还原电位条件下稻田土壤中15N标记硝态氮的反硝化作用

氧化还原状况是影响土壤中反硝化作用的主要环境因子之一通过不同氧化还原条件下１５Ｎ标记硝态氮反硝化作用的培养试验，结合１５Ｎ气态损失的直接测定方法．研究了反硝化作用发生的氧化还原条件，可为进一步阐明稻田土壤中硝化－反硝化作用氮素损失发生机制提供直接依据．结果表明，氧化和还原条件下均能进行硝态氮的反硝化作用；在４周的培养试验期间，直接测得的氧化（Ｅｈ－２９０－３３０ｍＶ）和还原（Ｅｈ－１１４－４２ｍＶ）条件下的１５Ｎ气态损失分别占加入量的６０．２３±８．０４％和８３．８９±４．７９％．但是，氧化条件下反硝化作用速率明显减缓，外加的硝态氮的半衰期延长，显示了溶解Ｑ２对反硝化作用的抑制作用对反硝化作用进程的模型研究表明速率常数及相应的半衰期作为土壤反硝化作用潜在能力的衡量指标可能优于传统的土壤反硝化势表征方法（反硝化作用百分率），而１５Ｎ示踪－质谱计法直接测定与模型研究相结合则有可能对土壤及其他环境中的反硝化作用作出更恰当的评价．     

氮对地下水的污染预测模型

本文利用分段模拟试验法,研究氮在土壤中的行为及其污染地下水的途径.在此基础上建立了地下水污染的氮预测模型,并用现场试验监测数据对该模型进行验证和修正.模型预测表明:产生地下水氮污染的主要因子是硝酸根,而反硝化过程是土壤去除硝酸根的主要途径.因此,保持一定厚度的厌氧土层以利于反硝化作用是防止产生土壤和地下水氮污染的最有效方法.     

不同氧化还原电位条件下稻田土壤中15N标记硝态氮的反硝化作用

 氧化还原状况是影响土壤中反硝化作用的主要环境因子之一通过不同氧化还原条件下¹⁵N标记硝态氮反硝化作用的培养试验，结合¹⁵N气态损失的直接测定方法．研究了反硝化作用发生的氧化还原条件，可为进一步阐明稻田土壤中硝化－反硝化作用氮素损失发生机制提供直接依据．结果表明，氧化和还原条件下均能进行硝态氮的反硝化作用；在4周的培养试验期间，直接测得的氧化（Eh₇－290－330mV）和还原（Eh₇－114－42mV）条件下的¹⁵N气态损失分别占加入量的60.23±8.04％和83.89±4.79％．但是，氧化条件下反硝化作用速率明显减缓，外加的硝态氮的半衰期延长，显示了溶解O₂对反硝化作用的抑制作用对反硝化作用进程的模型研究表明速率常数及相应的半衰期作为土壤反硝化作用潜在能力的衡量指标可能优于传统的土壤反硝化势表征方法（反硝化作用百分率），而¹⁵N示踪－质谱计法直接测定与模型研究相结合则有可能对土壤及其他环境中的反硝化作用作出更恰当的评价．     

污水对红树林人工湿地硝化和反硝化作用研究

通过对红树林人工湿地小试系统在城市生活污水处理和自来水处理下的硝化作用和反硝化作用强度的研究,探讨污水排放对红树林人工湿地的硝化和反硝化作用的影响以及硝化和反硝化作用在不同红树植物、基质不同深度的变化规律。结果表明:红树林人工湿地可同时进行硝化和反硝化作用,硝化、反硝化作用分别与硝化、反硝化菌的数目呈显著正相关,污水排放会极显著增加基质的硝化和反硝化作用。不同深度的硝化、反硝化作用不同,基质上层(0~10 cm)的硝化作用能力极显著高于下层(10~20 cm),反硝化作用刚好相反,但差异不显著。有红树植物人工湿地的硝化、反硝化作用要强于无植物系统,不同植物人工湿地系统的硝化作用强弱依次是:秋茄桐花树海桑,差异不显著,反硝化作用强弱顺序刚好相反,但差异显著。相关性分析表明,硝化、反硝化作用与基质有机质、盐度及p H值显著相关。     

太湖竺山湾缓冲带两种人工草林土壤反硝化作用比较

在太湖竺山湾缓冲带选取两种人工草林(杨树灌木混合林和纯杨树林),对其林床地表径流、林下土壤水和林下地下水进行了为期1 a的观测,比较了土壤反硝化作用.结果表明:①两种人工草林林下土壤生化性质、w(有机碳)以及各形态氮质量分数在1 m深度内垂向剖面上的分布大致相同;②两种人工草林内地下水中的ρ(NO₃--N)在1 a之内都没有明显升高趋势,显示反硝化作用在土壤水的入渗过程中有效削减了NO₃--N,并阻止了其向地下水的迁移;③在垂直剖面上,两种人工草林土壤水中ρ(NO₃--N)在40 cm深度处出现峰值,同深度处的ρ(DO)(低至0.08 mg/L)、E_h(氧化还原电位,0~18 mV)也较低,说明40 cm深度附近可能发生了耦合的硝化-反硝化作用;④在垂直剖面上,两种人工草林土壤中反硝化势和反硝化菌数均在40 cm深度附近出现峰值,虽然杨树灌木混合林土壤反硝化势[2.1 mg/(kg·h)]是纯杨树林[1.1 mg/(kg·h)]的2倍,但两种人工草林土壤中实际的反硝化速率受ρ(NO₃--N)的限制,没有明显的差别.研究显示,两种人工草林土壤都在40 cm深度附近存在反硝化活跃带.      

初级初氧对硝化作用影响研究及分析

对缺氧生物吸附活性污泥法（ＡＢＳＡＳ）生物脱氮系统中的硝化作用进行了分析和讨论，研究结果表明，有机物氧化优先于硝化作用，有机物对硝化作用的影响主要表现在异养氧化菌对硝化菌的竞争性抑制。但生物脱氮工艺中的初级缺氧反应对硝化作用有一定的促进作用，而且初级缺氧段中的反硝化作用愈强，则由缺氧段进入好氧段后，硝化作用进行的愈强，此特性可用于生物脱氮工艺的设计中，以提高硝化作用能力。     

北方典型灌区不同灌期农田系统中氮素迁移特征分析

以内蒙古河套灌区杭锦后旗解放闸灌域为研究区,分析2009年夏灌和秋浇前后土壤中、浅层地下水和土壤渗滤液中的硝态氮、总氮的分布特征,研究不同灌期农田系统中氮素的迁移规律及其影响因素.结果表明:夏灌对氮素的稀释作用明显,反硝化作用也会降低地下水中硝态氮的浓度,此外玉米地块的氮流失在夏灌时相对明显;秋浇是农田氮素淋失的主要阶段,一方面是硝态氮 (NO3-N) 在灌水作用下向下淋失,另一方面是土壤中的NO3-N 在反硝化作用下转变成N2O、N2和O2释放;夏灌与秋浇两次灌水前后地下水中总氮 (TN) 的峰值滞后于NO3-N,表明氮素的流失除以NO3-N的形式发生之外,部分氨氮以及有机氮等其他形式的氮素在灌溉驱动下也发生一定程度的纵向流失.     

乙醇在地下水硝酸盐原位去除中的可利用性

由于地下水中溶解氧的约束与电子供体的缺乏,地下水硝酸盐污染的原位修复十分困难。论文通过实验室微元体、砂柱和含水砂槽实验研究,发现:乙醇作为电子供体,容易被普遍存在的反硝化菌利用,同时导致硝酸盐被快速去除,且没有亚硝酸盐积累;含水介质中的溶解氧对该过程影响是短暂的,有限的溶解氧被率先利用后,硝酸盐去除速率明显加快;乙醇不会被含水介质吸附,迁移能力强,其羽状体中溶解氧与硝酸盐通常是低浓度的,甚至是缺失的。用乙醇作为电子供体,促进地下水硝酸盐原位修复,投注简便,不要外来微生物接种,具有很强的可利用潜力。     

不同条件对土壤反硝化作用的影响

不论是从农业还是从环境角度看,反硝化作用已经引起越来越多的关注。其研究目的可以归纳为两个方面:其一是农业方面着重控制土壤的反硝化作用以减轻氮肥的逸     

河岸缓冲区氮素截留研究进展

河岸缓冲区对氮素的有效截留以阻止其进入河流已得到广泛的认可,是美国资源局所认可的一种最佳管理措施。总结河岸缓冲区中氮素截留的主要机制、影响因素及缓冲区的管理原则。最主要截留机制为反硝化作用与植物吸收,相应的最主要影响因素是缓冲区的水文特征。为达到较好的氮素截留效率,必须重建退化的缓冲区、保护缓冲区的完整性与不受干扰,并与其他流域管理措施相结合。     

包气带土层的反硝化强度测定方法研究

包气带土层的反硝化作用影响因素复杂,目前尚无较好的反硝化强度测定方法.本文经比较,选择以"地中渗透土层加底物消失平衡法"为参照,改进为向构建的田间渗透箱(柱)原状土层施入一定的硝态氮液态肥料,并配合同步测试土壤的有机氮矿化量、微生物固持无机氮量以及氮挥发量、作物吸收氮值等,再与土层的硝态氮净输入量、本底量、末期量及铵氮...     

地下水硝酸盐污染的生物修复技术研究进展

综述了地下水硝酸盐污染原位生物修复技术、异位自养反硝化脱氮技术、异位异养反硝化脱氮技术的研究进展情况,并进行了性能比较及适用性分析。在此基础上讨论了地下水硝酸盐污染生物修复技术的发展前景。     

河岸带地下水营养元素和有机质变化及与洪水的响应关系研究

河岸带地下水和河水存在复杂的交互作用,地下水和地表水存在明显的补排关系,洪水事件是影响河岸带地下水水质波动的重要水文过程. 以黄河湿地国家级自然保护区孟津湿地为研究对象,通过河岸带地下水营养元素指标(特别是小浪底水库调水调沙期间)野外定位观测,深入分析了河岸带地下水水质变化及其与洪水的响应关系. 结果表明,河岸滩区的农业开发存在明显的氮、磷下渗流失风险. 临近河岸的农耕旱作区,是河流与人工湿地之间一个特殊的氮污染物控制单元,对地下水和河流之间的氮迁移隔离起着极为重要的作用. 在人工湿地,农家粪作为底肥加入可能是磷下渗流失的重要源头,进入地下水中的磷顺着水力坡度还发生着显著的横向迁移,尤其在调水期横向迁移更加明显. 河岸滩区的开发类型及其耕作制度对地下水的硝氮含量产生重要的影响. 在鱼塘区,常年的土壤厌氧环境加重了氮的下渗迁移和积累;在荷塘区,春夏季节,土壤淹没呈厌氧环境,氮迁移和硝化作用显著,在秋冬季节,土壤呈好氧环境,氮硝化作用显著发生,全年氮达到相对平衡的状态;距离河岸50～200 m之间氮的硝化-反硝化作用强烈,是一个高效的微生物氮净化单元. 人工湿地施用的农家粪是有机物流失的重要源头,河岸滩区土壤质地呈沙性,渗透能力强,土壤保水保肥能力差,在此区进行农业活动,尤其是人工湿地开发中大量施用肥料,容易造成土壤表层有机质和氮磷养分因灌溉而导致的下渗流失,进而污染地下水与河水,较由降雨引起的地表径流流失显得更为突出. 距离河道50～200 m的范围是重要的污染净化单元,为典型的滩区地下水-河流的水陆交错带. 该区域的合理保护,对于保护河流水质和地下水水质十分重要.     

水位波动和氮浓度变化对氮转化功能基因丰度的影响

为探索浅层地下水氮浓度及水位波动对土壤剖面中氮转化功能基因丰度的影响,以洱海近岸农田原状土壤剖面为对象,研究了模拟常规氮浓度的浅层地下水进行水位波动(SND)和持续淹水(SNF),以及无氮浓度的浅层地下水位波动(0ND)后土壤剖面氮浓度和氮转化功能基因丰度的变化,探讨了土壤因子与功能基因丰度的关系。结果表明:SNF、SND和0ND处理较试验前土壤剖面中溶解性总氮(TDN)浓度分别降低了44%、21%和30%,NO₃⁻-N浓度分别降低了55%、28%和38%。同时,0ND和SNF处理较SND处理土壤剖面中反硝化功能基因丰度分别降低20%和1%,厌氧氨氧化功能基因丰度则分别增加68%和7%,硝化功能基因丰度分别降低34%和增加23%,土壤含水率(MC)、NH₄⁺-N、NO₃⁻-N和TDN均为功能基因丰度变化的重要驱动因子。土壤剖面持续淹水会显著降低溶解性氮浓度,浅层地下水波动及水中氮浓度引起的土壤剖面干湿交替和氮浓度变化是氮转化功能基因丰度变化的主要驱动力。     

挥发性氯代烃检测管速测技术

在阐述检测管测试原理的基础上,介绍了国内外挥发性氯代烃气体检测管的发展现状,展望了检测管在我国土壤和地下水污染快速诊断方面应用推广的前景及存在的问题。