Biochar affects methylmercury production and bioaccumulation in paddy soils: Insights from soil-derived dissolved organic matter

Biochar has been used increasingly as a soil additive to control mercury (Hg) pollution in paddy rice fields. As the most active component of soil organic matter, soil dissolved organic matter (DOM) plays a vital role in the environmental fate of contaminants. However, there are very few studies to determine the impact of biochar on the Hg cycle in rice paddies using insights from DOM. This study used original and modified biochar to investigate their effect on DOM dynamics and their potential impact on methylmercury (MeHg) production and bioaccumulation in rice plants. Porewater DOM was collected to analyze the variations in soil-derived DOM in paddy soils. The results showed that the addition of biochar, whether in original or modified form, significantly reduced the bioaccumulation of MeHg in rice plants, especially in hulls and grains (p<0.05). However, MeHg production in soils was only inhibited by the modified biochar. Biochar addition induced a significant increase in DOM's aromaticity and molecular weight (p<0.05), which decreased Hg bioavailability. Furthermore, enhanced microbial activity was also observed in DOM (p<0.05), further increasing MeHg production in the soil. Thus, the effect of biochar on the fate of Hg cycle involves competition between the two different roles of DOM. This study identified a specific mechanism by which biochar affects Hg behavior in rice paddy soil and contributes to understanding the more general influence of biochar in agriculture and contaminant remediation.     

北京城市主干道降雨径流污染负荷分析

为了解城市主干道径流污染特征,于2018年6—9月对北京城市主干道降雨径流进行取样监测,运用EXCEL和SPSS软件统计分析径流污染物TSS、EC、COD、TN、TP、Zn和Ni之间的污染特性,并在此基础上估算污染物年污染负荷.研究结果表明,北京城市主干道径流水质为劣Ⅴ类;污染物浓度与降雨量、平均降雨强度、降雨历时和雨前干期长度存在一定的相关关系,依据冲刷作用与稀释作用的强弱变化,相关性有一定变化;用TSS和EC表征污染物在径流中的存在状态,发现COD、TN、Zn和Ni在径流中主要以溶解态存在,TP主要以颗粒吸附的形式存在;据实际监测数据估算,北京城市主干道年污染负荷TSS、COD、TN、TP、Zn和Ni分别为3273.15、266.86、16.24、1.89、0.097和0.008 kg·hm~(-2)·a~(-1).城市主干道径流污染特征研究可以为城市道路径流污染防控与管理提供科学依据.     

分子筛在铅污染土壤修复中的应用研究

采用溶液试验,从待选钝化材料中初步筛选出对Pb具有较好钝化效果的钝化材料,运用经典混料设计的试验方法,将优选出的13X分子筛、凹凸棒土、粉煤灰三种钝化材料复配成钝化剂,添加到Pb含量为1 500mg/kg的污染土中,添加量为污染土的20％,并保持土壤的含水率35％,3天后取钝化后土壤,采用(HJ/T 300-2007)(固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法)测其浸出液中的重金属Pb含量,采用Minitab软件对混料设计试验数据进行处理,优选出钝化重金属Pb的最佳钝化剂配方:分子筛25％,凹凸棒土42.6％,粉煤灰32.4％,钝化后浸出液中重金属Pb含量为0.027 1 mg/L,明显低于地表水质量标准的Ⅲ类标准0.05 mg/L.     

风沙土不同有机组分对氨氮的解吸特征影响

采用平衡解吸法研究了风沙土不同有机组分对氨氮的解吸特征影响。结果表明,去除腐殖质后的风沙土氨氮解吸比例增加（由0.58增加到0.68）,同时,解吸迟滞性指数显著降低（由0.067降低到0.021）,说明腐殖质是影响风沙土氨氮解吸特征的重要因素;氨氮在轻组有机组分上的表面分配作用吸附是导致解吸比例增大,解吸迟滞性指数减小的原因;重组有机组分中的紧结态腐殖质（胡敏素）对氨氮的解吸起关键作用,它不但解吸比例较低（Dr=0.23）,而且解吸迟滞性指数较大（TⅡ=0.458）;氨氮在紧结态和稳结态腐殖质所形成的团聚体颗粒微孔隙中的不可逆吸附是导致解吸比例降低、解吸迟滞性指数增大的根本原因;考查土壤对氨氮的解吸特征不但要考虑有机质的含量,更要考虑有机质的存在形态,它也是影响土壤氨氮解吸特征的重要因素,轻组有机组分、重组有机组分及重组有机组分中的稳结态加紧结态腐殖质（HⅡ＋HⅢ组）和紧结态腐殖质（HⅢ组）携载的吸附态氨氮进入水体后,对上覆水体的扩散通量可分别按其饱和吸附量的0.94、0.58、0.33和0.23倍估算。     

长江流域典型城市河段黑臭水体生态整治案例分析

童套河、西沙河是长江流域有代表性的河网型河道水体,也是扬州市中心城区典型的黑臭水体.分析并阐述了童套河、西沙河主要水环境问题、治理措施、典型治理技术以及治理成效.治理前河道水体存在两岸污水收集能力不足、生活垃圾任意堆放,河道内水体流动性差、底泥淤积严重、水生态系统退化等问题,水质表现为黑臭,扬州市采取了控源截污、内源清...     

对羟基苯甲酸丙酯对食蚊鱼(Gambusia affinis)鳃和表皮K+流速的影响

食品、医药和化妆品等行业大量使用含有对羟基苯甲酸丙酯(propylparaben,PrP)的防腐剂导致其广泛分布于河流、空气和土壤等自然环境中.为探究PrP对鱼类的毒性作用,以食蚊鱼(Gambusia affinis)为模式生物,分别开展了急性毒性实验和K+流速检测实验.急性毒性实验中设置8种不同浓度的PrP溶液得到96 h半数致死浓度(96 h-LC50)和安全浓度;在K+流速检测实验中利用非损伤微测技术(non-invasive micro-test technology,NMT)分别检测在3种不同浓度(96 h-LC50/10(0.9 mg·L-1),96 h-LC50/5(1.8 mg·L-1),96 h-LC50/2(4.6 mg·L-1))的PrP溶液瞬时暴露和96 h暴露后食蚊鱼表皮和鱼鳃的K+流速变化.急性毒性实验结果表明,PrP的96 h-LC50为9.14 mg·L-1,安全浓度为2.85 mg·L-1;K+离子流速检测实验结果表明,随着PrP暴露浓度的升高,K+流速波动区间逐渐增大,且与暴露浓度成正相关;PrP瞬时暴露和96 h暴露后鱼鳃细胞均向外排出K+,具有剂量效应,K+外排量随着浓度的升高而增大;与之相反,鱼体表皮细胞向内吸收K+,K+流速波动区间随着浓度的升高而增大,呈现一定的剂量效应.上述研究结果表明,PrP对鱼体有一定的毒性,会破坏鱼体内钠钾泵的离子转运功能,PrP毒性强度与暴露时间和暴露方式有关,比较实验中鱼体2种组织的细胞,鱼体表皮细胞抵抗PrP损伤的能力更强,鱼鳃细胞对PrP暴露更敏感,鱼鳃细胞K+流速的变化可以有效指示PrP的毒性效应,为进一步研究PrP对鱼类的毒性机制提供依据.     

Varying water column stability controls the denitrification process in a subtropical reservoir, Southwest China

Reservoirs are regarded as hotspots of nitrogen transformation and potential sources of nitrous oxide（N₂O）. However, it remains unclear how the hydrological conditions due to dam construction control the processes of nitrogen transformation in reservoir waters. To address this issue, we examined the spatial-temporal characteristics of nitrate concentrations, δ¹⁵N-NO₃^-, δ¹⁸O-NO₃^-, δ¹⁸O-H₂O, relative...     

不同氮源对猪粪废水厌氧发酵中氨抑制效果的影响

为明确不同氮源在猪粪废水厌氧发酵过程中的氨氮释放规律及其对厌氧发酵的抑制作用,以尿素和氯化铵为外加氮源,以固液分离后的猪粪废水为底物,在中温35℃条件下通过批式厌氧发酵,研究了不同总氨氮(total ammonia nitrogen, TAN)浓度的外加氮源对猪粪废水厌氧发酵的影响。结果表明:在猪粪废水厌氧发酵过程中,以尿素为氮源产生的游离氨(free ammonia nitrogen, FAN)、挥发性脂肪酸(volatile fatty acids, VFAs)和pH均明显高于以氯化铵为氮源的处理组,但二者对应的总氨氮(total ammonia nitrogen, TAN)没有明显的区别;以尿素为氮源(TAN≤500 mg·L~(-1))和以氯化铵为氮源(TAN≤1 500 mg·L~(-1))均能促进猪粪废水厌氧发酵产甲烷,但超过这一浓度后,均对产甲烷有抑制作用,尿素对猪粪废水厌氧发酵产生抑制的浓度(TAN500 mg·L~(-1))远低于氯化铵(TAN1 500 mg·L~(-1));相较氯化铵,以尿素为氮源对猪粪废水的厌氧发酵具有更强的氨抑制。以上结果可为高氨氮抑制厌氧发酵氮源的选择提供参考。     

基于无线传感器网络的变压器呼吸器在线监测系统

为实现变压器呼吸器状态在线监测,提出了1种基于无线传感器网络的变压器呼吸器实时在线监测系统的设计方法。根据呼吸器的结构特点,采用湿度传感器对呼吸器工作状态在线监测。所设计的系统分为湿度传感终端以及数据处理终端,湿度传感终端负责状态信息的提取,数据处理终端负责逻辑判断以及呼吸器在线工作状态的实时显示及告警。分析了呼吸器内硅胶的状态与其湿度值之间的关系,实现了呼吸器状态的在线监测,同时进行了相关实验,证明了本方案的可行性和有效性。     

机械活化蛇纹石吸附除磷性能及机理研究

为实现废水中磷的绿色高效去除,采用机械活化法制备活性蛇纹石吸附材料,探讨了该材料对废水中30 mg·L^-1正磷酸盐的吸附性能、关键影响因素及吸附去除机理.结果表明,活性蛇纹石对磷的理论最大吸附量(以P计)为126.58 mg·g^-1,当初始pH为7.0、温度为20℃、投加量为0.5 g·L^-1、吸附时间为240 min时,材料对磷的去除率为89.73%.磷的去除率随活化时间、吸附时间和投加量的增加而增大,随pH和温度的增加而降低.利用激光粒度仪、XRD、FTIR和SEM等现代分析测试手段研究了活性蛇纹石对磷的吸附机理.结果表明,机械活化致使蛇纹石颗粒的中值粒径从41.32μm迅速降低到12.00μm,之后粒径不再发生明显变化,进一步的机械力作用使蛇纹石晶体结构受到破坏,导致Mg—OH键能减弱,增强了颗粒表面的Mg吸附位点的活性,并使颗粒表面呈碱性,最终使磷能够以磷酸镁(Mg₃(PO₄)₂·22H₂O)的形式固定在材料表面.等温吸附和吸...