生物炭改良剂对小白菜生长及低质土壤氮磷利用的影响

生物炭技术是近年来新兴的具有多重农业和环境效益的土壤改良技术.本研究以宁夏低质淡灰钙土为研究对象,以"中白78"小白菜(Brassica chinensis)为供试作物,分别按0、1.5%、3%和5%(质量分数)的比例添加花生壳生物炭(Biochar,BC)和基于花生壳生物炭研发的生物炭改良剂(BC-based amendment,AD),系统研究了BC和AD对小白菜植株生长、产量及土壤养分利用有效性的影响.结果表明:BC和AD的添加均增加了小白菜的株高和产量,与BC相比,AD对小白菜的增产效果更为显著(BC和AD处理的产量分别为对照的2.34~3.77倍和4.37~4.60倍).各剂量BC处理中,小白菜地上部、根系生物量的顺序为1.5%BC3%BC≈5%BC;而对于AD处理,3种添加量处理的小白菜生物量无显著性差异.增产的主要原因包括两方面:第一是两种材料中主要养分对小白菜生长的直接贡献;第二则是两种材料均促进了小白菜根系的生长,增强了根际效应,从而改变了N、P等土壤养分的利用有效性.BC和AD的加入均增加了小白菜对N的利用有效性,AD促进了小白菜对P的利用有效性.可见,BC和AD均可作为土壤改良剂,改善宁夏低质淡灰钙土的养分状况,提高作物产量.     

大别山超高压变质杂岩的折返

作为世界上规模最大的一个超高压变质带，大别山超高压变质杂岩是扬子板块 与中朝板块在三叠纪碰撞造山的产物，表现为扬子板块呈北北东向斜向俯冲到中朝板块之下。 超高压变质杂岩的折返机制是个复杂的动力学过程，折返速率也随时间推移而变慢。早期阶段 （三叠纪－早侏罗纪）同碰撞期浮力驱动下高压－超高压变质杂岩在俯冲带内沿道冲－韧性剪 切断裂快速挤侵（ｅｘｔｒｕｓｉｏ）到地壳层位，折返速率高达４ｍｍ／年；中期伴随着巨厚造山带山根的 拆沉，上部发生拉张塌陷，使超高压变质杂岩进一步减压，但折返速率缓慢，～(４０)Ａｒ／~(３９)Ａｒ年代学显 示１１７Ｍａ前它们仍处在地壳的较深部；晚期伴随着晚侏罗－早白垩纪花岗质岩浆的上升侵位， 超高压变质杂岩进一步抬升，同时低角度正断层发育，此阶段的折返机制类似于变质核杂岩模 型。整个折返过程中剥蚀一直在起作用。     

污泥龄对除磷亚硝化颗粒系统的影响

以低C/N比生活污水为研究对象,接种成熟除磷颗粒污泥,探究泥龄对中低温度下(14～21℃)除磷亚硝化颗粒污泥的影响.结果表明,常温下(20℃±1℃),泥龄为30 d,曝气量为5 L·(h·L)~(-1)可实现除磷颗粒污泥中AOB的富集,NAR达到90%以上.当温度降低到15℃,泥龄为40 d时除磷性能恶化,颗粒结构变松散并伴有丝状菌生成.相对充足的氧气使亚硝化失稳,NAR下降至22. 4%. NOB不具备迅速适应环境变化的能力,采取12 d厌氧饥饿加排泥的策略,削弱了NOB的相对活性,迅速恢复了除磷亚硝化性能.批次实验显示温度从20℃下降到15℃,聚磷菌仍能保持较高的氧利用率,但AOB的SOUR下降了18%,此时是温度而不是溶解氧浓度制约了氨氧化能力.控制泥龄为30 d,同时降低曝气量为4 L·(h·L)~(-1),实现了低温下(15℃±1℃)除磷亚硝化颗粒污泥系统的稳定运行.     

Microbial reduction of uranium (VI) by Bacillus sp. dwc-2: A macroscopic and spectroscopic study

The microbial reduction of U(VI) by Bacillus sp. dwc-2, isolated from soil in Southwest China, was explored using transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray absorption near edge spectroscopy (XANES). Our studies indicated that approximately 16.0% of U(VI) at an initial concentration of 100 mg/L uranium nitrate could be reduced by Bacillus sp. dwc-2 at pH 8.2 under anaerobic conditions at room temperature. Additionally, natural organic matter (NOM) played an important role in enhancing the bioreduction of U(VI) by Bacillus sp. dwc-2. XPS results demonstrated that the uranium presented mixed valence states (U(VI) and U(IV)) after bioreduction, which was subsequently confirmed by XANES. Furthermore, the TEM and high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) analysis suggested that the reduced uranium was bioaccumulated mainly within the cell and as a crystalline structure on the cell wall. These observations implied that the reduction of uranium may have a significant effect on its fate in the soil environment in which these bacterial strains occur.     

两种木材生物炭对铜离子的吸附特性及其机制

为探索高效利用废弃生物质资源制备生物炭去除水体和土壤中Cu~(2+)污染的可行性,本文以常见的农林废弃物苹果树枝和梧桐木锯末为原料,采用450℃限氧热裂解法制备生物炭,通过两种生物炭对Cu~(2+)的批量吸附试验,利用4种等温吸附模型(Langmuir、Freundlich模型、Temkim、D-R模型)和4种吸附动力学模型(准一级动力学、准二级动力学、Elovich模型、颗粒内扩散模型)研究了苹果枝和锯末生物炭对Cu~(2+)的吸附行为.同时,使用FTIR红外、SEM和BET比表面积及孔径分析等技术表征了生物炭的理化性质,研究了两种生物炭对Cu~(2+)吸附机制,分析了两种生物炭之间的吸附特性差异及其影响因素.结果表明:(1)苹果枝生物炭在3 h达到吸附平衡,理论最大吸附量为15.85 mg·g~(-1),锯末生物炭在6h达到吸附平衡,理论最大吸附量为17.44 mg·g~(-1),与其他研究相比,这两种生物炭体现了较高的Cu~(2+)吸附性能;(2)两种生物炭对Cu~(2+)的热力学吸附均较好地符合Langmuir模型,表明吸附过程主要是近似单分子层的有益吸附;动力学吸附均符合准二级吸附动力学模型,表明其对Cu~(2+)的吸附包括表面吸附、颗粒内扩散和液膜扩散等多种过程;(3)吸附机制主要包括静电吸附,配体(酚羟基)/离子(H+)交换和阳离子—π键作用.     

AUSB中置曝气对CANON颗粒污泥工艺的影响

常温(25±1)℃下,向中置(R1)、底部曝气(R2)的AUSB反应器中接种絮状厌氧氨氧化(ANAMMOX)污泥,研究AUSB不同曝气位置对连续流CANON颗粒污泥工艺启动及运行的影响.结果表明,R1、R2分别于第43 d、56 d成功启动CANON颗粒污泥,平均粒径分别为214.79μm、205.27μm,特征值(ΔNO-3-N/ΔTN)为0.128、0.129.低氨氮(90 mg·L-1)下,逐步增大氮负荷(NLR),AUSB中置曝气更利于CANON颗粒粒径的持续增长及脱氮负荷(NRR)的提高,R1于第88 d颗粒平均粒径即增至507.46μm,NRR达0.277 kg·(m3·d)-1;R2污泥颗粒历时108 d,粒径增长至467.72μm,NRR仅为R1的87.73%.底部曝气AUSB全程好氧模式下长期运行,亚硝酸盐氧化菌(NOB)显著增殖,第125 d后特征值增至0.136±0.004,NRR仅(0.231±0.015)kg·(m3·d)-1;而中置曝气AUSB特定的缺氧/好氧模式有效抑制了NOB活性,特征值维持在0.127±0.003,NRR为(0.262±0.019)kg·(m3·d)-1.AUSB中置曝气可促进絮状ANAMMOX污泥演变至CANON颗粒污泥,且系统脱氮性能及运行稳定性均优于底部曝气AUSB.     

Dissimilatory Fe(III) reduction characteristics of paddy soil extract cultures treated with glucose or fatty acids

Dissimilatory Fe(Ⅲ) reduction is a universal process with irreplaceable biological and environmental importance in anoxic environments. Our knowledge about Fe(Ⅲ) reduction predominantly comes from pure cultures of dissimilatory Fe(Ⅲ) reducing bacteria (DFRB). The objective of this study was to compare the effects of glucose and a selection of short organic acids (citrate, succinate, pyruvate, propionate, acetate, and formate) on Fe(Ⅲ) reduction via the anaerobic culture of three paddy soil solutions with Fe(OH)3 as the sole electron acceptor. The results showed significant differences in Fe(Ⅲ) reduction among the three paddy soil solutions and suhstrate types. Bacteria from the Sichuan paddy soil responded quickly to substrate supply and showed higher Fe(Ⅲ) reducing activity than the other two soil types. Bacteria in the Jiangxi paddy soil culture solution could not use propionate as a source of electrons for Fe(Ⅲ) reduction. Similarly, bacteria in the Jilin paddy soil culture could not use succinate effectively. Pyruvate was readily used by cultures from all three paddy soil solutions, thus indicating that there were some similarities in substrate utilization by bacteria for Fe(Ⅲ) reduction. The use of glucose and citrate as substrate for dissimilatory Fe(Ⅲ) reduction indicates important ecological implications for this type of anoxic respiration.     

粗放型绿色屋顶基质层对降雨出流水质影响

为研究粗放型绿色屋顶基质层对雨水出流N、P、COD和SS淋失的影响,根据华中地区降雨强度和水质实际情况,构建了3种不同基材配方的绿色屋顶基质层,在9场模拟暴雨下进行绿色屋顶的基质出流水质监测。结果表明:本试验各绿色屋顶设施对TN、NH₄+-N、NO₃--N和SS都有较好的削减作用,但对TP和PO₄3--P淋失现象明显,绿色屋顶的出流中以颗粒态P和溶解态N为主;去除出流中SS,对净化COD效果显著;生物炭的添加对出流污染物有明显的控制作用,能有效缓解降雨初期污染物浓度高的问题,同时能显著增加植物地上部生物量;厚度为5 cm的绿色屋顶出流水中N和COD较10 cm厚度低,但其SS出流平均浓度偏高,且植物后期不能维持良好的长势。粗放型绿色屋顶设施运行稳定后截污效应良好,具有较高的可行性和广阔的应用前景。     

罐采样与气相色谱/质谱结合在VOCs监测中的应用

气态挥发性有机物(VOCs)引起的污染严重威胁人们的健康,因而对其监测技术的研究也越来越多。其中罐采样与气相色谱/质谱联用的检测技术在VOCs气态污染物测定中的应用逐步受到关注。对罐采样技术进行了综述,重点介绍了罐采样与气相色谱/质谱联用技术在环境空气、室内空气、废气中VOCs检测的应用。     

基于循环特性的镍氢和锂离子电池环境影响机制分析

为了了解镍氢电池和锂离子电池在生产、使用、废弃或回收过程中的环境影响,建立了一种简单快速的二次电池环境影响机制分析方法。通过生命周期评价(LCA)方法,采用Eco-indicator99体系,综合考虑电池循环容量衰减和循环次数的影响,建立了二次电池环境影响机制分析模型,并运用此模型对两种实验用二次电池(镍氢电池和锂离子电池)的环境影响机制进行了研究。结果表明:1)在所选取的两种二次电池当中,锂离子(Li-ion)电池的环境影响明显比镍氢(Ni-MH)电池的低;2)随着循环次数的增加Li-ion电池环境影响衰减比Ni-MH电池的明显,即随着使用循环次数的增加,Li-ion电池对环境的影响会降低到更多。综合来说,所选取的Li-ion电池比Ni-MH电池更具环境可持续性。文中所提出的环境影响机制分析模型同样可以应用于其他二次电池,以期为环境友好型二次电池的开发提供帮助。