膜生物反应器处理技术的研究现状

膜生物反应器（Membrane Biological Reactor,MBR）是将膜分离技术与生物处理技术相结合形成的一种新型、高效的污水处理技术。通过论述膜生物反应器的种类、构造和特点等方面内容,以及国内外对膜生物反应器在污水处理技术方面和应用方面的现状及研究方向,重点解决工艺中存在的能耗高、膜的价格高、通量低、污染较快等缺点,膜生物处理技术在污水处理中必将得到更广泛的应用。     

水作和旱作对叶菜吸收镉的影响差异研究

采用盆栽试验,以适宜水旱2种模式栽培的空心菜（Ipomoea aquatica）为对象,研究了水作和旱作两种栽培模式对Cd污染土壤上空心菜吸收积累Cd的差异及其影响因素。结果表明,水作和旱作对空心菜生物量和Cd质量分数影响显著。水作条件下,空心菜地上部和根系生物量分别比旱作处理增加了16.3%和190.6%,而地上部和根系Cd质量分数则较旱作处理降低了52.2%和49.3%。水作和旱作对土壤pH和DTPA-Cd质量分数也有不同影响,其中种植空心菜的处理土壤pH较旱作处理增加了0.99个单位,土壤DTPA-Cd质量分数降低了40.0%,不种空心菜的处理土壤pH较旱作处理增加了1.48个单位,土壤DTPA-Cd质量分数降低了30.4%。逐步回归分析发现,空心菜地上部Cd质量分数受土壤DTPA-Cd质量分数和土壤pH影响最大。因此,在Cd污染土壤上,通过旱作改水作可降低空心菜可食部分Cd质量分数,是一种环境友好、价格低廉的土壤重金属污染的调控措施。     

改良剂对根际土壤-水稻系统中镉运移的影响

稻田镉(Cd)污染治理是我国目前农田重金属污染治理的重点和难点.铁的氧化还原过程对Cd在土壤-水稻系统中的运移发挥着极其重要的作用.从铁循环调控入手,研发阻控稻米Cd累积的钝化技术及产品,势必能为农田重金属污染治理提供新的解决途径.本研究以自主研发的改良剂为对象,通过野外田间试验,研究改良剂对Cd从根际土壤向根表铁膜迁移及在水稻不同组织器官间转运的影响,探索铁循环影响Cd在根际土壤-水稻系统中运移的机制.结果表明,改良剂施用促进了根际土壤中铁硫化物的形成,其与Cd共沉淀显著减少了分蘖期、拔节期和灌浆期根际土壤中乙酸铵浸提态Cd(NH4AcCd)的含量;成熟期排水烤田致使铁硫化物被氧化,其对Cd的释放显著增大了根际土壤中NH4Ac-Cd的含量;铁硫化物形成减弱了Fe(Ⅱ)从根际土壤向根表的迁移能力,铁膜中铁(DCB-Fe)的含量随之减小,铁膜对Cd的吸附能力减弱导致分蘖期和灌浆期铁膜中Cd(DCB-Cd)的含量显著减小;改良剂施用有效减弱了根系对Cd的转运能力,增大了拔节期、灌浆期和成熟期Cd在根系的分布比例,而减少了拔节期、灌浆期和成熟期Cd在茎叶、以及成熟期Cd在糙米中的分布比例.本研究成果将为后期改良剂的研发及应用提供理论依据,对解决稻田Cd污染治理难题具有重要意义.     

基于实测光谱与MODIS数据的太湖悬浮物定量估测

以太湖为研究区域,对太湖水体的水面反射光谱进行实地测试,并取样在实验室进行水质分析;根据光谱分析得到的悬浮物特征波段,估测悬浮物浓度;最后,对比MODIS波段,用最敏感波段及主成分分析法建立悬浮物估测模型.结果表明,576nm附近的反射率峰值、841nm处反射率一阶微分值和808nm附近的反射峰高与悬浮物浓度都有较好的相关性,其中峰高法和一阶微分法对悬浮物浓度的估测精度相当;MODIS波段1与悬浮物浓度相关性最好,经过主成分变化后的第一主成分和第二主成分可以较好地估测悬浮物浓度.因此,可利用MODIS数据对太湖悬浮物进行长期动态监测.     

硫酸亚铁和硝酸铁施用对根际土壤-水稻系统中镉运移的影响

我国稻田镉（Cd）污染治理刻不容缓.氮（N）、硫（S）和铁（Fe）的生物地球化学循环,以及Fe-N和Fe-S循环耦合体系,都与土壤-水稻系统中Cd运移密切相关.以N、S和Fe对水稻生长的营养供给为切入点,研发抑制稻米Cd累积的营养型阻控技术及产品,势必能为稻田Cd污染治理提供新的解决途径.本文在前期研究成果的基础上开展根际袋-盆栽试验,分析硫酸亚铁（FeSO₄）和硝酸铁［Fe（NO₃）₃］处理条件下根际土壤中Cd活性变化与水稻体内Cd转运规律,探索糙米Cd累积的影响因素及制约机制.结果表明,FeSO₄和Fe（NO₃）₃处理都显著减小了根际土壤中有效态Cd（NH₄Ac-Cd）含量,且前者减小的幅度（55.6%）小于后者（76.0%）;FeSO₄和Fe（NO₃）₃处理都明显改变了水稻体内Cd分布特征,但前者增大了糙米Cd含量（0.6mg ·kg^-1）,而后者却减小了糙米Cd含量（0.1mg ·kg^-1）.根表铁膜对Cd的吸附或与Cd共沉淀、水稻根、茎和叶对Cd的累积量增大以及根、茎和结节对Cd的转运能力增强,是导致FeSO₄处理中糙米Cd含量增大的重要原因;Fe（NO₃）₃处理中糙米Cd含量减小,则可归结为无定形铁矿物对Cd的吸附或与Cd共沉淀、铁硫化物与Cd共沉淀、茎和结节对Cd的累积量减小以及根、叶和结节对Cd的转运能力减弱.本研究成果将为后期营养型阻控产品及施用技术研发提供科学依据,并为我国稻田Cd污染治理提供重要参考.     

生命周期评价在工农业生产中的应用研究

生命周期评价是指产品在整个生命周期中对环境的影响、对物质和能源的投入、产出进行汇集、测定的系统方法。从产品生命周期评价的发展过程和技术框架入手,对生命周期评价的意义以及工农业生产中的应用进行探讨,着重阐述了生命周期评价在农业生产、环保工艺、节能减排、清洁生产和环境管理中的应用。并认为生命周期评价应广泛用于环境治理领域,这是解决社会生产发展和环境污染之间矛盾的主要手段。     

互花米草生境与滩涂围垦的响应——以海州湾顶区为例

江苏沿海为全国最大的互花米草人工盐沼区,面积达1.25×104hm₂以上。江苏滩涂围垦由来已久,随着条件较好的潮上带已大部分被围垦,自然盐沼日趋减少,互花米草已成为许多岸段的主要建群物种;同时,新围区的起围高程逐渐降低,围垦难度也在增加。互花米草具有强生命力、高生产力和扩张优势,其立地条件、生态位对滩面的动态变化、拟围区起围高程及围堤走向有着指示作用。以海州湾顶区为例,选择3个实测断面及1978-2003年8个时相的卫片,分析了海州湾顶区海岸动态变化及互花米草盐沼的扩展,得出该岸段稳定淤长,最大速率为20m/a,老海堤外高滩面积已超过300hm₂,高滩外互花米草分布宽带在200～1200m之间,已具备围垦的初步条件;根据互花米草生态位及平均高潮线,确定拟围区起围高程为2.84m。但是,围垦活动必须考虑到海州湾开敞型海湾的复杂性及其对临洪河口和排水闸的影响,并保证盐沼湿地的恢复能力。     

氮肥种类及用量对赤红壤pH和可溶性盐的影响

为了探讨施用氮肥对赤红壤性土壤pH和可溶性盐的影响,以赤红壤上发育的水稻土为供试土壤,以油麦菜(Lactucasativa L)为栽培作物,采用盆栽试验,研究了在施等量的磷(P2O5 0.08 g·kg-1)、钾(K2O 0.16 g·kg-1)条件下,尿素、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵4个氮肥品利吸其不同用量水平(0、0.08、0.16、0.24和0.32 g·kg-1)下土壤的pH和可溶性盐的变化情况.结果表明,施用氮肥的利,类及用量对赤红壤性土壤的pH、可溶性盐及K 、Na 、Ca2 和Mg2 的质量分数有显著影响;随着氮肥用量的增加,土壤pH显著降低,而可溶性盐及K 、Na .、Ca2 和Mg2 的质量分数则升高;在各施氮水平下,(NH4)2SO4、NH4Cl对土壤pH、可溶性盐及K 、Na 、Ca2 和Mg2 的质量分数的影响总体上明显大于CO(NH2)2、NH4NO3.     

钾肥对土壤-辣椒体系中铅生物有效性的影响

在重金属中、轻度污染的土壤土,开展施肥对蔬菜安全生产的研究,对于减少重金属进入食物链、提高农产品的安全性具有重要意义。因此,本研究采用盆栽试验,探讨了不同用量的硫酸钾和氯化钾对辣椒（Capsicum annuum L．）吸收、累积铅的效应及对土壤铅植物有效性的影响。结果表明,硫酸钾能显著促进辣椒生长,降低辣椒根、茎叶及果实中铅含量,土壤有效态铅含量亦随着硫酸钾用量的增加而有所降低;低用量的氯化钾也能促进辣椒的生长,但随着氯化钾用量的增加,辣椒各部分生物量反而降低,其茎叶和果实铅含量也显著增加,而土壤DTPA-Pb含量则没有明显的变化趋势。因此,硫酸钾在控制辣椒吸收重金属铅方面较氯化钾有较好的效果,在类似铅污染农田中可以成为保障辣椒安全生产的简单易行、经济实惠的农艺措施。     

碱渣对土壤中镉有效性的影响

用盆栽试验研究碱渣及其用量对小白菜(Brassica chinesis)产量、镉吸收量,土壤pH及有效态镉含量的影响,以期为碱渣的利用提供新的途径。结果表明:碱渣对小白菜生长有促进作用,用量3 g/kg时增产效果最佳,与对照相比,增加了48.1%,继续增加用量小白菜产量增加幅度降低;施用碱渣显著提高土壤pH,且pH与施用量呈显著正相关(R=0.792,P<0.05)关系,但土壤有效态镉含量随着碱渣用量的增加呈递增趋势,与对照处理相比,用量为6 g/kg时增加22.0%,达显著水平;碱渣促进根系对镉吸收累积,与对照相比,碱渣处理根系镉含量增加了29.7%~61.0%,达显著水平,并有增加小白菜地上部镉含量的趋势。这说明碱渣能提高土壤镉有效性,促进植物对镉吸收,可用来强化镉污染土壤的植物修复。