The combined effects of urea application and simulated acid rain on soil acidification and microbial community structure

Our aim was to test the effects of simulated acid rain (SAR) at different pHs, when applied to fertilized and unfertilized soils, on the leaching of soil cations (K, Ca, Mg, Na) and Al. Their effects on soil pH, exchangeable H⁺ and Al³⁺ and microbial community structure were also determined. A Paleudalfs soil was incubated for 30 days, with and without an initial application of urea (200 mg N kg^?1soil) as nitrogen (N) fertilizer. The soil was held in columns and leached with SAR at three pH levels. Six treatments were tested: SAR of pH 2.5, 4.0 and 5.6 leaching on unfertilized soil (T1, T2 and T3), and on soils fertilized with urea (T4, T5 and T6). Increasing acid inputs proportionally increased cation leaching in both unfertilized and fertilized soils. Urea application increased the initial Ca and Mg leaching, but had no effect on the total concentrations of Ca, Mg and K leached. There was no significant difference for the amount of Na leached between the different treatments. The SAR pH and urea application had significant effects on soil pH, exchangeable H⁺ and Al³⁺. Urea application, SAR treated with various pH, and the interactions between them all had significant impacts on total phospholipid fatty acids (PLFAs). The highest concentration of total PLFAs occurred in fertilized soils with SAR pH5.6 and the lowest in soils leached with the lowest SAR pH. Soils pretreated with urea then leached with SARs of pH 4.0 and 5.6 had larger total PLFA concentrations than soil without urea. Bacterial, fungal, actinomycete, Gram-negative and Gram-positive bacterial PLFAs had generally similar trends to total PLFAs.     

间歇曝气潜流人工湿地的污水脱氮效果

采用间歇曝气运行方式,提升潜流人工湿地生活污水处理系统中的溶解氧浓度,强化脱氮效果。结果表明,间歇曝气运行方式有效提高了湿地内部溶解氧水平,曝气时溶解氧浓度可达6~9 mg/L,停止曝气后,溶解氧浓度迅速下降至0.5 mg/L以下,在湿地内部营造了一种交替的好氧和缺氧环境,分别促进好氧硝化和缺氧反硝化作用。在水力停留时间为3 d的情况下,间歇曝气潜流人工湿地系统对氨氮、总氮和COD的去除率分别可达到98.0%、87.6%和96.3%,较常规潜流人工湿地系统分别提高了74.1%、56.4%和18.1%,实现了氨氮、总氮和COD的同步高效去除。     

络合萃取技术分离制药废水中的金刚烷胺

以P204为络合剂萃取水溶液中的金刚烷胺,研究了正辛醇和煤油2种稀释剂对萃取效果的影响,分析了萃取过程的络合机理和热力学过程,并考察了该萃取体系对实际制药废水中金刚烷胺的萃取效果。结果表明,采用P204/正辛醇=3∶2的复配萃取剂,在初始pH为8.0,在油/水相比为1∶1的条件下,金刚烷胺的萃取效率可以达到99.8%以上;以2.0mol/L的HCl溶液为反萃取剂,可以将51.1%的负载金刚烷胺反萃回收;红外光谱分析表明,P204对金刚烷胺的萃取遵循离子交换和离子缔合成盐机制;萃取过程为放热过程,低温条件下有利于萃取反应的进行;P204/正辛醇复配萃取剂对实际制药废水中的金刚烷胺也具有很高的萃取效率。     

厦门市空气污染的空间分布及其与影响因素空间相关性分析

基于空间信息技术、克里格插值与空间相关矩阵,研究厦门市SO2、NO2、PM10和PM2.5污染浓度空间分布特征。通过提取人口密度、道路面积比重、建设用地比重、地表温度及植被指数等空气污染影响因素的空间分布数据,划分研究区为生态区、居住区与工业区,定量评价了污染物浓度与影响因素的空间相关性,并识别出各污染物的主要影响因素。结果表明:污染浓度分布总体上呈现出工业区-居住区-生态区递减的空间特征,其主要受工业排放和机动车排放的影响;SO2与除地表温度外的其他影响因数均有较强空间相关性,PM10和PM2.主要与道路面积比重、建设用地比重具有较强相关性,NO2则与道路面积比重的相关性最强,污染浓度与影响因数空间相关性呈现出工业区-居住区-生态区递增趋势;与按照行政区的划分相比,工业区、居住区、生态区的划分显得更为合理。     

改性壳聚糖复合凹凸棒土絮凝油漆废水

将壳聚糖、阳离子淀粉和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)进行三元接枝共聚,制备了三元接枝改性壳聚糖(CTS-DMDAAC-CS),通过红外光谱和扫描电镜对其结构进行了表征。并且将三元接枝改性壳聚糖与凹凸棒土进行优化复配,对油漆废水进行了絮凝实验,得出了当pH=12,沉降时间为20 min,复合絮凝剂投加量为0.2 g,三元接枝共聚物∶凹凸棒土=1∶10时,该复合絮凝剂对油漆去除率最佳能够达到89.3%,并且絮凝效果好,是一种新型绿色环保的有机-无机复合絮凝剂。     

改性硅胶对水溶液中Pd2+的吸附

采用氨基硫脲对硅胶进行改性并表征,探讨了改性硅胶(SG-TSC)对水溶液中Pd2+的吸附性能。实验考察了p H值、吸附剂质量、吸附时间以及Pd2+初始浓度等因素对吸附的影响,并探讨了SG-TSC对Pd2+吸附动力学及等温吸附特性。结果表明:在p H为3~6范围内,吸附效果最好。吸附平衡时间为90 min,吸附动力学符合二级速率方程,颗粒内扩散与液膜扩散共同影响着吸附过程。Langmuir等温吸附方程能较好地描述Pd2+在SG-TSC上的吸附特性,298 K时静态饱和吸附容量为0.105 mmol/g。热力学参数计算结果表明,SG-TSC吸附水溶液中的Pd2+是自发、吸热和熵值增加的过程。     

硅藻土固定化颗粒污泥对海水养殖废水除氨性能

针对实际海水养殖废水低碳高氮的特点,采用间歇式活性污泥法(SBR)和好氧活性污泥添加硅藻土载体的方式,考察硅藻土载体和活性污泥共同作用下的好氧曝气系统对海水养殖废水中氨态氮(NH+4-N)、亚硝酸态氮(NO-2-N)和化学耗氧量(COD)的去除效果,以及对污泥沉降性能和硝化细菌特征的影响。实验结果表明,常温条件下,溶解氧(DO)≥4.5mg/L,p H控制在7.0~8.0,HRT为11 h,沉降时间10 min,反应器可以处理NH+4-N浓度在50 mg/L左右的海水养殖废水,NH+4-N和COD去除率分别达到98.93%左右和76.62%以上,NO-2-N出水浓度低于0.028 mg/L。载体污泥颗粒照片和扫描电镜结果表明,添加硅藻土载体内核后,颗粒污泥的成熟期缩短,颗粒的稳固度和沉降性能提高。在系统启动成功稳定运行后,通过FISH分析表明,在氨氧化菌(AOB)与亚硝酸盐氧化菌(NOB)成为优势菌群后,AOB大约占总菌群的33.5%,并且AOB与NOB菌群数量约为1∶1.33,AOB和NOB两大类菌群之和约占总菌群的77.2%,成为系统中优势菌群。     

江汉平原土地利用对钉螺分布的影响研究

分析了江汉平原2009年易于钉螺孳生的3种土地利用类型（滩地、河渠和水田）比例与钉螺密度的关系。首先,在ERDAS9.2和ENVI4.7软件中对江汉平原2009年的Landsat5TM遥感影像进行了预处理。在已有的多期土地利用数据的基础上,借助eCognition软件利用向量相似度指标来提取土地利用变化区域,结合目视解译经验并运用遥感指标通过建立规则集对变化区域进行分类,将变化区域的分类结果更新2000年数据,得到了该区域2009年的土地利用数据。接下来,整理了江汉平原2009年螺情资料并计算出村级钉螺平均密度,绘制了2009年钉螺分布图。将绘制的钉螺分布图与土地利用分类图叠置分析,并结合收集的螺情数据确定了钉螺易于孳生的3种土地利用类型,分别为滩地、河渠和水田。最后,将钉螺密度与这3种土地利用比例进行线性回归分析。研究结果表明,钉螺密度与这三种土地利用类型比例存在线性回归关系,模型精度为R2=0857。该结论对通过遥感影像来估算钉螺密度具有指导意义,另外也可以为湖北省提出合理用地和灭螺并重的土地利用模式提供一定的科学参考     

湖南省四水流域水沙周期特征及其影响因素分析

采用复小波变换和M K非参数检验的方法分析了湖南省四水流域主要控制站1951~2011年径流量与输沙量周期规律和突变特征。结果表明：(1)湖南四水径流量存在多个波动增加和波动减少的波动变化现象,但无显著变化趋势;而输沙量虽然有一定的波动,但总体上呈波动减少变化态势,而且下降趋势较显著;(2)湘潭站、桃江站和桃源站径流量和输沙量存在20~25 a的第一主周期,而石门站径流量和输沙量的第一主周期不具有一致性,径流量主周期为2 a,输沙量主周期为13 a,但其径流量和输沙量第二、三主周期变化规律相吻合,均为3~5 a的周期;(3)大量的水利工程建设是导致输沙量减少的主要原因,径流量的变化与降水的变化规律较为一致     

基于GIS的太湖流域主要生态风险源危险度综合评价研究

以太湖流域主要生态风险源为评价对象,充分考虑多类型多等级风险源作用强度的差异性,构建了风险源危险度评价模型,并在此基础上依据风险源发生机率、强度及作用范围等建立了太湖流域洪涝、干旱、极端气象、土壤侵蚀及污染排放等主要生态风险源的危险度评价指标体系。在ArcGIS技术支持下,创建了太湖流域1 606个网格和24个县市的风险源危险度统计数据库,采用AHP权重法确定指标权重,运用叠加分析、空间分析等技术方法最终实现太湖流域单要素及综合生态风险源危险度的定量评价。结果表明流域内生态风险源的分布存在明显的空间分异规律。其中,高生态风险源危险区集中分布在环太湖北部一带,面积约占流域面积的1172%;较高危险区主要呈“西北 北 东北 东”半环状分布格局,所占面积约2452%,危险度较低的区域集中在流域西南部的苕溪流域一带,面积占1566%。此外,不同区域主导生态风险源组成亦不同,约599%的区域是以污染排放为主导生态风险源,主要分布在镇江 宜兴 长兴 安吉一线以东的地区;2545%的区域主导生态风险源为干旱,主要集中在镇江 宜兴 长兴 安吉一线以西;1244%的区域是以洪涝灾害为主导风险源,集中分布在湖州、宜兴等地;而以水土流失、极端气象灾害作为主导风险源地区相对较为分散,所占比例较小