Sulfur cycle as an electron mediator between carbon and nitrate in a constructed wetland microcosm

• Fe(III) accepted the most electrons from organics, followed by NO₃^‒, SO₄^2‒, and O₂. • The electrons accepted by SO₄^2‒ could be stored in the solid AVS, FeS₂-S, and S⁰. • The autotrophic denitrification driven by solid S had two-phase characteristics. • A conceptual model involving electron acceptance, storage, and donation was built. • S cycle transferred electrons between organics and NO₃^‒ with an efficiency of 15%. A constructed wetland microcosm was employed to investigate the sulfur cycle-mediated electron transfer between carbon and nitrate. Sulfate accepted electrons from organics at the average rate of 0.84 mol/(m³·d) through sulfate reduction, which accounted for 20.0% of the electron input rate. The remainder of the electrons derived from organics were accepted by dissolved oxygen (2.6%), nitrate (26.8%), and iron(III) (39.9%). The sulfide produced from sulfate reduction was transformed into acid-volatile sulfide, pyrite, and elemental sulfur, which were deposited in the substratum, storing electrons in the microcosm at the average rate of 0.52 mol/(m³·d). In the presence of nitrate, the acid-volatile and elemental sulfur were oxidized to sulfate, donating electrons at the average rate of 0.14 mol/(m³·d) and driving autotrophic denitrification at the average rate of 0.30 g N/(m³·d). The overall electron transfer efficiency of the sulfur cycle for autotrophic denitrification was 15.3%. A mass balance assessment indicated that approximately 50% of the input sulfur was discharged from the microcosm, and the remainder was removed through deposition (49%) and plant uptake (1%). Dominant sulfate-reducing (i.e., Desulfovirga, Desulforhopalus, Desulfatitalea, and Desulfatirhabdium) and sulfur-oxidizing bacteria (i.e., Thiohalobacter, Thiobacillus, Sulfuritalea, and Sulfurisoma), which jointly fulfilled a sustainable sulfur cycle, were identified. These results improved understanding of electron transfers among carbon, nitrogen, and sulfur cycles in constructed wetlands, and are of engineering significance.     

Effects of rainfall on surface environment and morphological characteristics in the Loess Plateau

Environmental Science and Pollution Research - Slope failure is a one of major process that causes severe landform variation and environment variation, and slope failure has become a major hidden...     

给水厂污泥陶粒制备及其对氮磷吸附研究

水中氮磷的去除能有效控制水体富营养化。用给水厂的两种污泥在3种烧结温度下制备陶粒,并进行陶粒同步吸附氮磷的性能实验。结果表明,600℃烧结温度下平流沉淀池湿污泥制备的陶粒吸附氮磷的综合效果最好。该陶粒对磷酸盐和氨氮的吸附过程都符合Langmuir模型和准二级动力学模型。pH为7时,陶粒同步吸附氮磷,对氨氮的吸附量可达0.650mg/g,对磷酸盐的吸附量可达0.706mg/g。可见,给水厂污泥陶粒同步吸附氮磷表现出良好的吸附效果。     

底泥性质对重金属生物淋滤效果的影响

生物淋滤技术是一项可以将重金属从污染底泥或土壤中分离出来的环境修复技术,具有反应温和、耗酸少、运行成本较低、去除效率高,以及脱毒后底泥的脱水性能好等优点。然而,底泥成分复杂、流域特异性高,这使得相似的生物淋滤工艺对不同底泥的重金属去除效果不尽相同、淋滤技术的工艺参数标准化难度增加。综述了底泥性质对淋滤反应的3方面影响:底泥中的有机质与酸可挥发性硫化物(AVS)会改变重金属的形态;pH、可还原性硫、水溶性有机物(DOM)会对淋滤功能菌的活性产生影响;底泥粒度和耗酸能力(ACC)也会影响重金属的化学淋出效果。在此基础上提出今后该技术有待开展的研究内容,以期为该技术的进一步推广应用提供理论依据和技术支撑。     

喀斯特生态环境治理下土壤保持功能对石漠化的响应机制

喀斯特地区土壤保持功能是衡量石漠化生态治理成效的重要手段之一,基于InVEST模型,利用"3S"技术对2005、2010、2015年的关岭-贞丰花江示范区的石漠化进行解译,研究石漠化与土壤保持量两者的响应机制。结果表明:(1)2005～2015年石漠化程度总体减缓,面积由3 773.56 hm~2减少至3 474.23 hm~2,土壤保持总量相继上升,从29.29万t提高至37.29万t,2005～2010年单位面积土壤保持增量集中在6～30 t·hm~(-2)·a~(-1),后五年增量在0～6 t·hm~(-2)·a~(-1)。(2)由于土地利用方式、坡度、土层厚度等差异,土壤保持功能并未呈现简单式下降,而是表现为强度中度、轻度潜在、非喀斯特无石漠化。其中轻度与潜在差值最大,可达5.53 t·hm~(-2)·a~(-1),说明了潜在石漠化是今后治理的重点。(3)2005～2010年石漠化恢复型土壤保持增量为10.27 t·hm~(-2)·a~(-1),由于土地利用方式的转变以及治理时效性在2010～2015年降低为3.01 t·hm~(-2)·a~(-1)。稳定型石漠化变化土壤保持变化最为平稳,强度石漠化减缓区土壤保持功能上升快,轻度最为平缓,表明了治理期长且需循序渐进。因而,在治理过程中需考虑不同等级石漠化具有的土壤保持功能特性及其恢复的时效性。     

长江经济带战略性新兴产业创新能力时空演化及空间溢出效应

基于产业创新指数,运用空间计量模型对2001～2016年长江经带战略性新兴产业创新能力发展水平时空演化格局及溢出效应深入分析。研究发现:(1)长江经济带战略性新兴产业创新能力总体增幅迅猛,但空间差异总体呈扩大态势。创新能力空间非均衡性特征显著,"东强西弱"地带性格局稳固;(2)长江经济带战略性新兴产业创新能力存在显著的空间正相关,长三角地区形成稳定的热点区,冷点区域增加,环城市群地带形成稳定的冷点区;(3)战略性新兴产业各细分产业创新能力发展状态不一,高端装备制造产业、新材料产业、新能源汽车产业呈多核心轴带模式演化,新一代信息技术产业呈单中心极化模式演化,节能环保产业、生物产业、新能源产业呈多核心组团模式演化;(4)战略性新兴产业创新能力存在空间溢出效应,除人力资源外,经济发展水平、产业结构、政府政策、对外联系水平、创新环境产生明显正向效应。     

高分子稳定剂改良河道岸坡表层砂土水稳定性试验研究∗

针对河道岸坡表层砂土水稳定性问题,采用高分子稳定剂对砂土进行改良,结合浸泡崩解测试法和浸泡剪切测试法对改良砂土的水稳定性进行一系列的试验研究,并对砂土改良前后的水稳定性进行对比分析,并结合微观扫描电镜对改良机理进行分析。研究结果表明：稳定剂可以提高河道岸坡表层砂土的水稳定性。改良砂土随着稳定剂含量和密度的增大,崩解后的散开面积减少,当稳定剂含量达到0.3%时,试样呈现稳定状态。改良砂土试样在200 kPa轴向应力下的剪应力峰值整体上随稳定剂含量和密度的增加而增加。改良砂土的水稳定系数K随着稳定剂含量和砂土密度的增加而增大;当稳定剂含量大于3%时,改良砂土的稳定系数K均达到90以上。高分子稳定剂作为一种土体改良材料,与水混合后加入到砂土中,可填充砂土颗粒间的孔隙,包裹和连接砂土颗粒,形成一个整体的网状膜结构,提高砂土的水稳定性能。研究结果可为河道岸坡有效治理提供一定的参考。     

我国边疆城镇精细化管理技术研究∗

智慧城市的发展对城市安全提出了更高的要求,提升城市管理与应急反应水平是提高城市安全水平的重要保障。城市三维场景快速重建与精细化管理是智慧城市构建的重要支撑技术。针对我国边疆城镇地区社会稳定和公共安全管理的应用需求,提出了航天、航空、地面、室内外一体化的数据采集与处理方法,解决了基于高性能计算的大规模倾斜三维影像数据快速建模关键技术。以我国西部边疆典型城镇新疆库尔勒市为试验区,开发城市精细化管理系统,实现城市人口信息的精细化管理及突发事件应急响应预案的动态模拟等应用功能,验证了研究内容的合理性与实用性。     

一起鸟粪闪络引起220kV引流跳线与地线短接故障分析

对某220 kV输电线路跳闸故障进行分析,根据故障监测信息、故障时段故障区域的天气、现场环境等综合判断故障原因为鸟粪闪络,而造成鸟粪闪络的主要原因为跳线角钢未用绝缘护套包覆,鸟类夜间栖息在架空地线防振锤处排便,鸟粪在湿度80%RH、微风条件下降落,短接跳线角钢端头和地线防振锤间电气间隙而引起闪络放电。对绝缘护套的防鸟害效果进行仿真分析,得出了不同电压等级线路绝缘护套的最佳厚度,提出了防范类似鸟害故障的措施。