Nitrogen dynamics in managed boreal forests: Recent advances and future research directions

Nitrogen (N) availability plays multiple roles in the boreal landscape, as a limiting nutrient to forest growth, determinant of terrestrial biodiversity, and agent of eutrophication in aquatic ecosystems. We review existing research on forest N dynamics in northern landscapes and address the effects of management and environmental change on internal cycling and export. Current research foci include resolving the nutritional importance of different N forms to trees and establishing how tree–mycorrhizal relationships influence N limitation. In addition, understanding how forest responses to external N inputs are mediated by above- and belowground ecosystem compartments remains an important challenge. Finally, forestry generates a mosaic of successional patches in managed forest landscapes, with differing levels of N input, biological demand, and hydrological loss. The balance among these processes influences the temporal patterns of stream water chemistry and the long-term viability of forest growth. Ultimately, managing forests to keep pace with increasing demands for biomass production, while minimizing environmental degradation, will require multi-scale and interdisciplinary perspectives on landscape N dynamics.     

应用地累积指数评价鞍山市夏季PM2.5中元素的污染

2014年夏季在鞍山市的6个站点进行了PM2.5的样品采集,对其载带的15种元素进行了检测。通过地累积指数、相关分析和聚类分析等方法分析了鞍山市夏季PM2.5中15种元素的污染来源。结果表明:Ca、Zn、Pb、Ni和Cd这5种元素的质量分数在各站点之间存在较大的差异;地累积指数结果显示,Cd为极强污染程度,可能的来源是钢铁冶炼和刹车及轮胎磨损,Pb和Zn污染程度在强污染以上,Pb可能的主要人为来源是钢铁冶炼和窖炉煤的燃烧,Zn可能主要来自钢铁冶炼和机动车,Cu、Ni、Cr和Ca中到强污染以下;聚类分析将中度污染及以上元素分为Zn-Cd-Pb,Ni-Cu-Cr和Ca 3类,分别指示钢铁冶炼、机动车尾气及刹车、轮胎磨损,建筑尘;相关性分析显示,Cr与Ni、Cu可能来自同一污染源,Zn、Cd和Pb可能来自同一种源。     

富里酸吸附TNT的环境影响因素

采用振荡平衡法对富里酸(FA)吸附TNT的主要环境影响因素以及其热力学特性进行了研究。结果表明:随着pH值的升高,FA对TNT的吸附量先减少后增加,pH=7.0时吸附量最小;随着离子强度(IS)的增大,FA对TNT的吸附量逐渐增加;随着温度的升高,FA对TNT的吸附量逐渐减少;ΔH0=-5.62 kJ/mol、ΔG0 S0 < 0,表明FA对TNT的吸附为自发的放热反应,且吸附过程中系统的无序性降低。FA对TNT的吸附机制主要包括范德华力、疏水作用、偶极作用力以及氢键力,并且范德华力和疏水作用会随着温度的升高逐渐减弱。     

生产废水回用对常规净水工艺去除有机农药的影响

通过小试实验,研究了生产废水直接回用对常规净水工艺各处理单元去除有机农药的影响。结果表明,尽管生产废水直接回用能够显著提高浊度和UV254的去除率,但对有机农药去除的影响差异较大。对于具有较大正辛醇/水分配系数(lgKow)的农药,生产废水回用能够提高其去除效果,而对于lgKow较小的有机农药,生产废水直接回用对其去除效果没有显著影响;另外,由于生产废水本身含有一定浓度的该类农药,长期回用可能会引起出水中该类物质的富集现象。     

表面活性剂增效电动技术修复多环芳烃污染土壤

研究了电动修复过程中修复时间和表面活性剂Triton X-100、鼠李糖脂对多环芳烃芘污染土壤的修复效果的影响。结果表明,在电动修复过程中,随着修复时间的增加,芘的去除率相应提高。通过向电解液中添加表面活性剂Triton X-100,芘的去除率从11.64%提高到了23.42%,当在电解液中添加浓度为40倍CMC的鼠李糖脂后去除率升高至36.29%,阳极附近土壤甚至达到了92.49%,这表明Triton X-100和鼠李糖脂均能促进土壤中芘的溶解和迁移,鼠李糖脂的促进作用高于Triton X-100。     

表面活性剂对叶面滞尘作用的影响

表面活性剂能够增强植物叶面滞尘能力,研究不同表面活性剂对植物滞尘能力的影响,对于利用植物防治粉尘污染有重要意义。以LAS、DTAB、AR和APG200为喷洒试剂,研究了8种植物吸附表面活性剂后滞留粉尘的重量、组分。结果表明,LAS浓度、植物种类、表面活性剂类型对滞尘量和面积比具有显著影响(P<0.05);表面活性剂能够有效提高植物滞尘能力,LAS、DTAB效果优于生物型AR、APG200,且测试叶面滞尘量的变化与叶面接触角无明显关系;LAS使除朴树外所有植物的滞尘能力增加的浓度为0.2 g/L,而对滞留粉尘组分改变较大的浓度为0.5 g/L;此外,表面活性剂能改变滞留粉尘的组分,但不具有明显的规律性,粉尘的遮光比变化趋势与叶面滞尘量基本相似。     

乙醇汽油对减少机动车污染排放的机理研究与分析

以93#国Ⅲ乙醇汽油(E10)、93#国Ⅲ普通汽油和93#国Ⅳ普通汽油为实验对象,对GB18352.3-2005中要求限定的CO、HC和NOx,以及颗粒物(PM)和CO2等主要污染物的排放进行了测量和对比研究,并对CO、HC、PM、NOx、CO2和苯系物等污染物的形成原因和减排机理进行了分析。和93#国Ⅲ普通汽油相比,93#国Ⅲ乙醇汽油(E10)排放的尾气中:CO降低了19.7%,HC降低了16.4%;和93#国Ⅳ普通汽油相比,93#国Ⅲ乙醇汽油(E10)排放的尾气中:CO降低了1.8%,HC降低了12.9%, CO2降低了2.4%。研究表明,乙醇汽油在减少CO、HC、NOx、颗粒物和苯系物等有毒物质排放方面具有显著功效,使用乙醇汽油可以减少环境污染物的排放,显著改善空气质量。     

300 MW燃煤锅炉机组超细颗粒聚并器的实验研究

为了解决燃煤锅炉烟气中超细颗粒难以脱除的问题,基于流体动力学原理设计了一种超细颗粒聚并器,并在300 MW燃煤锅炉机组电除尘器的前置烟道中进行了实验研究。结果表明,聚并器内部存在超细颗粒之间以及超细颗粒与大颗粒之间的相互聚集行为,从而使超细颗粒数量显著减少。例如,对于粒径在2.65和10.48 μm以下的颗粒,其体积比例在聚并器出口分别减少了56.7%和62.3%,在电除尘器出口的粉尘浓度减少了26.34 mg/Nm3,这表明,基于流体动力学原理的聚并器对超细颗粒的聚并作用明显,具有良好的应用前景。     

磁性Fe3O4/石墨烯纳米复合材料催化降解水中17β-雌二醇

利用化学沉淀法制备磁性四氧化三铁 /石墨烯(Fe3O4 /GE)纳米复合材料,并将其与H2O2构成非均相Fenton体系用于催化降解水中微量的17β-雌二醇(E2),研究了初始pH值,初始H2O2浓度,催化剂用量对E2降解的影响。结果表明,Fe3O4/GE纳米复合材料在无需外加光源的条件下能够有效催化降解E2。在pH 7.0,E2初始浓度为1 mg/L,初始H2O2浓度为15 mmol/L,Fe3O4 /GE投加量为15 mg/L的条件下,反应8 h后可去除92.9%的E2。Fe3O4/GE具有便捷的磁分离特性和稳定的催化活性,经过7次循环使用后对E2的降解效率仍保持在91.5%左右。