硝酸盐对土壤反硝化活性及蒽厌氧降解的影响

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)在土壤中的反硝化降解是其厌氧去除的重要途径之一,但严格厌氧条件下反硝化电子受体(硝酸盐)对土壤反硝化活性及PAHs降解影响的报道还不多见.通过添加硝酸盐和蒽的厌氧微宇宙培养实验,探讨厌氧条件下硝酸盐对土壤蒽的厌氧降解及反硝化活性的影响.设置了不添加(N0)和添加硝酸盐(N30:30mg·kg~(-1))的两组处理,每组处理分别含3个蒽浓度(A0:0 mg·kg~(-1)、A15:15 mg·kg~(-1)、A30:30 mg·kg~(-1)),共6个处理(N_0A_0、N_0A_(15)、N_0A_(30)、N_(30)A_0、N_(30)A_(15)、N_(30)A_(30)).厌氧条件下25℃黑暗培养45 d,并于第3、7、15及45 d测定土壤N2O和CO2的产生速率、反硝化相关功能基因(nar G、nir K、nir S)丰度及蒽含量.结果表明,在培养第3 d检测到较强的反硝化活性,且硝酸盐及蒽均能显著促进土壤的反硝化酶活性.随着培养时间的延续,各处理中土壤反硝化活性急剧下降,蒽对土壤反硝化活性却表现出明显的抑制作用.方差分析的结果也表明,硝酸盐、蒽及其交互作用均能显著影响土壤的反硝化活性.3种反硝化功能基因中,只有narG和nirS基因的丰度在培养期间呈现逐渐升高的趋势,且它们能够受到硝酸盐、蒽及其交互作用的显著影响.厌氧条件下土壤蒽的最终去除率在33.83%~55.01%之间,添加硝酸盐对土壤蒽的去除率和降解速率均无显著影响,但高蒽含量(N_0A_(30)、N_(30)A_(30))处理的降解速率显著高于低蒽含量(N_0A_(15)、N_(30)A_(15))处理(P0.05).综上,硝酸盐的添加能显著影响土壤的反硝化活性及与反硝化相关的narG和nirS基因的丰度,但对土壤蒽的厌氧降解无显著影响.     

珠江三角洲典型过程VOCs的平均浓度与化学反应活性

分析了珠江三角洲秋季VOCs在相对污染与清洁情况下的日变化特征.污染情况下的VOCs质量浓度可达清洁情况下的2.2倍,污染富集的是甲苯、二甲苯、乙苯、正丁烷、戊烷、丙烷、乙炔、乙烯等物种.自然排放的异戊二烯具有早晚浓度低而白天浓度高的日变化规律,体现植物的光合作用特征;而人类活动污染排放的甲苯其日变化规律基本反映了气象条件与污染源排放日变化的影响,在相对污染情况下早上出现明显的污染富集,午后出现污染低值.反应活性较强的物质主要是烯烃(反式-2-丁烯、异戊二烯、顺2-戊烯)与芳香烃(间对-二甲苯、甲苯);烯烃的质量百分比最低,却占最高的化学反应活性百分比.     

地被物对土壤水分动态和水量平衡的影响研究

通过土壤水分渗漏装置试验研究了百喜草( Paspalum notatum) 及其枯落物在红壤坡地对土 壤水分动态和水量平衡的影响。结果表明, 百喜草覆盖(A) 、百喜草敷盖(B) 、裸露对照(C) 的地表径 流系数分别为1.35%、2.78%和32.74%, C 的地表径流量分别是A、B 的24.25 倍和11.78 倍。A、B、C 的月均土壤含水量变化规律显示, 地被物对土壤含水量的影响随季节的不同而不同, 不同地被物可 以增加或减少土壤水分。年均土壤含水量排列顺序是: B( 27.09%) >A( 26.46%) >C( 26.27%) 。不同处 理水量平衡各分量有较大差异。在2002 年降雨量1 808.5mm 的情况下, A、B、C 的年总径流深分别 为1 245.24、1 453.81 和1 383.23mm, 蒸散量分别为562.74、347.91 和413.82mm, 土壤蓄水年变化 量分别为0.52、6.78 和11.45mm。     

大庆湖泊群水体和淡水鱼中多环芳烃污染特征及生态风险评估

2012年2~4月采集大庆湖泊群18个典型湖泊30个水体和36个鱼体样品,并对水体和5种鱼组织(鱼鳃、肝脏、鱼脑、肾脏和肌肉)样品中16种多环芳烃(PAHs)浓度进行分析测定.结果显示,水中PAHs总量为0.2~1.21μg·L-1,浓度最高值出现在月亮泡.利用统计学聚类分析方法对18个湖泊水体PAHs浓度进行分类,并进一步应用PAHs比值分析和物种敏感性分布模型对不同湖泊组湖泊水体PAHs分别进行来源分析和生态风险评估.结果表明,18个湖泊水体PAHs浓度统一聚类分成4个湖泊组,其中月亮泡(YLP)和东大海(DDH)两个湖泊分别单独成一类,其他14个湖泊被聚类分为XHH组和DQSK组两个湖泊组.湖泊水体中PAHs除了YLP组主要来自石油污染,其他湖泊PAHs的输入均为木柴和煤燃烧所致.根据国际和国内地表水环境质量标准,大庆湖泊群4个湖泊组水体PAHs浓度水平均有不同程度超标.其中YLP组和XHH组大部分水样中PAHs浓度超出美国环保署(US EPA)规定的16种PAHs限量值,尤其YLP组中致癌性最强的苯并[a]芘浓度已经超过了我国地表水环境质量标准;而DQSK组和DDH组也有少量几种PAHs超出水质标准.大庆湖泊群鲤鱼种和鲢鱼种5种组织器官内16种PAHs浓度检测结果及统计分析结果显示,除鲤鱼鳃中的蒽浓度显著高于鲢鱼鳃,其他15种PAHs在两类鱼种中无显著差异.而同鱼种不同组织器官中PAHs浓度存在明显差异性,肝脏和肾脏作为污染物外源传播的主要器官,其浓度明显高于肌肉、鳃和脑组织中PAHs的浓度,是PAHs在鱼体内累积的重要器官.对水生生物的生态风险和淡水鱼消费健康风险评估结果显示,4个典型湖泊组水体中PAHs对水生生物生态风险均较小,鲤鱼和鲢鱼鱼肉消费也均无饮食健康风险.     

旋流气浮工艺接触区气泡-颗粒碰撞理论研究

为了对旋流气浮过程中的动力学行为和气浮分离效率进行准确预测,在借鉴重力场下气泡-颗粒碰撞模型建立方法的基础上,考虑旋流气浮的特点,首次将表征流态的雷诺数引入到各种碰撞过程中,推导建立了旋流气浮接触区的气泡-颗粒碰撞效率模型.理论模型显示:低强度旋流气浮工艺中气泡-颗粒的各种碰撞效应主要与雷诺数、气泡和颗粒直径有关.当颗粒直径接近于分子直径时,即直径为1nm时,碰撞主要受扩散碰撞所控制;当颗粒在1~10nm之间时,碰撞主要受扩散碰撞和离心沉降效应的共同作用所控制;当颗粒在10nm~1μm时,碰撞主要受离心沉降效应所控制;当颗粒大于1μm时,碰撞将受截留效应、离心沉降效应和惯性效应联合作用.该模型能够准确预测旋流气浮过程中的动力学行为和分离效率,为旋流气浮工艺的实际应用提供一定的理论依据.     

透水路面-生物滞留池组合道路的城市面源污染控制效果评估

不同低影响开发(LID)技术组合对于控制城市面源污染具有重要应用价值,但是其对城市面源污染形成过程(污染物累积-冲刷-输送)的影响及污染负荷削减效果的评估鲜见报道.本研究以深圳市国际低碳城为例,分析了6场降雨事件下透水路面-生物滞留池组合对城市面源晴天污染物累积量、降雨径流冲刷量、不同LID设施的削减量、溢流的负荷量的影响.结果表明,研究区地表颗粒物平均累积量为(15.80±3.79)g·m~(-2),粒径250μm的颗粒物质量占比约为65.14%;6场不同强度降雨对地表颗粒物的平均冲刷率为17.15%,粒径105μm的颗粒物冲刷率为62.71%~74.94%;降雨冲刷地表径流污染物SS、TN、TP的平均污染负荷分别为2.02、0.025、0.001 3 g·m~(-2);透水路面下渗、过滤作用对污染物SS、TN、TP的去除率分别为70.26%、46.29%、19.27%;生物滞留池对径流二次净化去除率分别为85.25%、20.22%、70.27%;入河径流污染物SS、TN、TP的平均污染负荷分别为0.08、0.011、0.000 3 g·m~(-2),是地表冲刷污染负荷的4.05%、43.47%、24.39%.透水路面-生物滞留池组合应用对道路径流中污染物的净化效果显著.通过定量化表征透水路面-生物滞留池组合应用道路的城市面源污染形成过程,以期为城市面源污染形成过程的污染负荷估算及LID工程绩效评估提供科学依据,为LID在国内的推广应用和海绵城市设计提供参考.     

新型气浮装置ES-DAF中气泡粒径分布的表征

对EsDAF气浮装置进行了研究.该装置取消了溶气灌,在循环泵的压水管和吸水管之间装有一个射流器和一个静态混合器进行吸气和溶气.采用显微摄像系统,对该装置中气泡粒径分布进行了探讨.结果表明,当环流比由10%增加到40%时气泡平均粒径由52.9μm降低到40.9μm,当表观气水比由12%降低到4%时,气泡平均粒径由55.9μm降低到40.1μm.这说明提高溶气系统中的紊流强度能够形成更多的原始气泡核位,从而可以形成更小的气泡随着溶气压力由300kPa增加到600kPa,气泡粒径分布曲线变低变宽说明压力的升高加剧了气泡的碰撞与并聚作用.     

不同碳源和碳氮比对一株好氧反硝化细菌脱氮性能的影响

利用间歇培养装置研究了好氧条件下丁二酸盐、乙酸盐和苹果酸盐3种不同碳源对好氧反硝化细菌X31脱氮性能的影响,并就不同碳氮比(C/N)条件下菌株X31的反硝化能力展开了研究.结果显示,不同碳源种类对菌株硝酸还原酶活性有明显影响.以丁二酸盐和乙酸盐作为碳源时,其脱氮效果均要明显好于苹果酸盐作为碳源.以乙酸盐作为碳源时菌株的反硝化速率要稍高于丁二酸盐作为碳源,其反硝化速率可以达到11.86 mg·g-1·h-1.不同碳氮比(C/N)条件下,X31菌株的好氧反硝化能力亦不相同.当C/N大于5时,脱氮率能达到90%以上.最适宜的碳氮比是5～6,在此区间能进行完全的反硝化.当C/N在1～14之间变化时,硝酸盐还原基本都发生在菌株生长的第4～10 h,整个反硝化过程中亚硝酸盐浓度一直保持在极低的水平.     

集宁-二连浩特铁路干线防护林土壤的理化特性

应用经典统计学方法,对集宁－二连浩特铁路沿线防护林土壤理化特性进行了研究. 结果表明,与林带外相比,林带内土壤容重显著减小,影响其容重大小的主要因素是由林带内外和不同林带类型差异造成的. 林带内表土层物理性砂粒所占比例显著增大,物理性黏粒所占比例降低,心土层、底土层无明显变化. 土壤水分在垂直方向呈先增后降趋势,时间变化表现为减小趋势,林带内土壤含水量以及水贮量损失均显著增大. 林带内表土层有机质、速效钾含量显著增加,心土层、底土层无明显变化. 全氮、速效磷含量无明显变化. 结合不同林带土壤理化性质分析表明,在草原铁路沿线造林工作中,如果立地条件允许,适宜造锦鸡儿林带和榆树林带,锦鸡儿林带起固沙作用,榆树林带起防风作用.      

2019年郑州冬、春季重污染期间PM2.5污染特征分析

为研究郑州冬、春季重度污染期间细颗粒物的组分特征、污染来源、气象影响因素及外来传输影响,基于本地超级站污染监测数据及相关气象要素监测数据对重污染时段进行分析,并对本地污染成因进行探讨.结果表明,2019年1—3月郑州共有426 h达到重度及以上污染水平,首要污染物均为PM_2.5.重污染时段碳组分(OC+EC)共占PM_2.5的14.6%,OC与EC存在显著相关性,1、2、3月的r值分别为0.72、0.89和0.91,且二者比值多介于2～4之间,表明机动车和燃煤排放是碳组分的主要来源;水溶性离子浓度排序为NO₃^->NH₄⁺>SO₄^2->Cl^->K⁺>Ca²⁺>Mg²⁺>Na⁺,SNA(SO₄^2-、NO₃...