氟化铵和氨循环法从脱腊脱油废白土中制取白炭黑

利用NH4F与废白土中SiO₂反应生成的（NH4）SiF6溶液和NH₃,进行闭路循环反应,生成NH4F与水合SiO₂（白炭黑）,通过正交优化,得到最佳工艺为：氟化反应,NH₄F∶废白土＝1.28,NH₄F∶水＝0.9,反应温度60℃,反应时间4h;氨化反应,反应温度60℃,反应时间8h,投料比＝2〔25％氨水mL/（NH₄）SiF₆g〕。循环试验结果表明,NH4F转化率可达82％,白炭黑产率达90％以上,只需补充少量NH₄F和氨水,就能在不产生环境污染的情况下从废白土中制取白炭黑。     

超声空化及絮体破碎过程的模拟与试验分析

为探究利于空化效应的超声条件及超声波破碎絮体机理,基于Matlab平台建立空化气泡模型及2种简化的有限扩散聚集(DLA)絮体破碎模型,进行计算机仿真,并通过试验分析得到实际絮体破碎模式.结果表明:随着超声频率的增加,空化效应减弱;声能密度的增加导致空化气泡振幅增大,声能密度为7W/mL时气泡振幅可达初始半径的200倍,空化效果较好.低声能密(0.03~3W/mL)和低超声频率(25~40kHz)处理絮体时,剥蚀作用为主导作用,超声后絮体粒径减小,分形维数增大;声能密度超过3W/mL或频率大于40kHz,大规模破碎占主导作用,实际絮体粒径减幅小且结构散.40kHz的超声频率更利于絮体的破碎,作用10min后,絮体粒径减幅达9.8%,分形维数为1.394,结构更加密实.     

《大气污染防治行动计划》实施环境效果模拟

本研究利用2010年污染源普查数据和MEIC排放清单建立全国大气污染物高时空分辨率排放清单,在此基础上利用2012年环境统计数据对其进行修订建立2012年全国大气污染物高时空分辨率排放清单;结合《大气污染防治行动计划》(以下简称《计划》)研究工作,测算了《计划》实施后在污染源综合治理、落后产能淘汰、能源结构调整方面对SO2、NOx、颗粒物、VOCs的减排量,同时对污染物新增量进行了预测,建立了《计划》实施后全国大气污染物高时空分辨率排放清单;利用CMAQ空气质量模型模拟分析了《计划》实施的空气质量改善效果。结果表明:《计划》实施后,将可以减少641万吨SO2、859万吨NOx、547万吨颗粒物(不含扬尘污染控制)、627万吨VOCs,全国、京津冀、长三角及珠三角区域PM2.5年均浓度将分别比2012年下降22.08%、33.99%、23.98%、24.04%。如果《计划》要求全部落实,可以实现空气质量改善目标。     

生物炭墙对紫色土坡耕地中氟苯尼考迁移影响

采用实验室批量平衡实验,研究紫色土坡耕地土壤中氟苯尼考吸附-解吸特征及生物炭施用的影响,此外,开展野外坡底生物炭（重量占比5%）可渗透反应墙的构建试验,观测自然降雨条件下该反应墙对坡耕地小区中氟苯尼考随地表径流与下渗水迁移的影响.结果表明,氟苯尼考在紫色土中的等温吸附行为符合Freundlich方程,在低浓度范围内（<2mg/L）,生物炭的施用一方面提高了其在紫色土中的吸附量,吸附过程可能以内扩散为主,另一方面,显著降低其解吸量;紫色土坡耕地中的淋溶作用是氟苯尼考的主要迁移方式;坡底生物炭（5%）渗透墙的构建有效地减控了其在紫色土中的淋溶迁移以及深层侧向迁移.     

Process analysis of characteristics of the boundary layer during a heavy haze pollution episode in an inland megacity, China

Ground observation data from 8 meteorological stations in Xi'an, air mass concentration data from 13 environmental quality monitoring sites in Xi'an, as well as radiosonde observation and wind profile radar data, were used in this study. Thereby, the process, causes and boundary layer meteorological characteristics of a heavy haze episode occurring from 16 to 25 December 2013 in Xi'an were analyzed. Principal component analysis showed that this haze pollution was mainly caused by the high-intensity emission and formation of gaseous pollutants (NO₂, CO and SO₂) and atmospheric particles (PM_2.5 (fine particles) and PM₁₀ (respirable suspended particle). The second cause was the relative humidity and continuous low temperature. The third cause was the allocation of the surface pressure field. The presence of a near-surface temperature inversion at the boundary layer formed favorable stratification conditions for the formation and maintenance of heavy haze pollution. The persistent thick haze layer weakened the solar radiation. Meanwhile, a warming effect in the urban canopy layer and in the transition zone from the urban friction sublayer to the urban canopy was indicated. All these conditions facilitated the maintenance and reinforcement of temperature inversion. The stable atmospheric stratification finally acted on the wind field in the boundary layer, and further weakened the exchange capacity of vertical turbulence. The superposition of a wind field with the horizontal gentle wind induced the typical air stagnation and finally caused the deterioration of air quality during this haze event.     

慢速渗滤土地处理法去除污水中污染物的效率研究

本文就不同水质、不同水量、不同作物对慢速渗滤系统中污染物去除效率进行了探讨.通过该法与其它土地处理法和人工常规二级、三级污水处理技术对污染物去除率的比较,表明慢速渗滤土地处理法效果更好.     

Expression of sulfur uptake assimilation-related genes in response to cadmium, bensulfuron-methyl and their co-contamination in rice roots

The responses of sulfur （S） uptake assimilation-related genes＇ expression in roots of two rice cultivars to cadmium （Cd）, bensulfuron-methyl （BSM） and their co-contamination （Cd＋BSM） were investigated by gene-chip microarray analysis and quantitative real-time PCR （QRT-PCR） technology. Treatments of Cd and Cd＋BSM induced expression of sulfate transporter and permease genes, and promoted sulfate uptake in rice roots. Cd＋BSM could alleviate Cd toxicity to cv. Fengmeizhan seedlings, probably due to Cd＋BSM promoting greater S absorption by seedlings. Cd and Cd＋BSM induced expression of sulfate assimilation-related genes, and thus activated the sulfur assimilation pathway. Cd and Cd＋BSM induced expression of phytochelatin synthase and metallothionein genes, and induced expression of glutathione S-transferases （GSTs）, glutathione synthase （GS） and S- containing antioxidation enzyme genes, which detoxified Cd2＋. It is suggested that （to cope with the toxicity of Cd, BSM and their co-contamination） the S uptake and assimilation pathway was activated in rice roots by increased expression of related genes, thus enhancing the supply of organic S for synthesis of Cd or BSM resistance-related substances.     

秸秆生物炭吸附/钝化土壤重金属的过程机理与影响因素

土壤重金属污染因其隐蔽性、滞后性及对环境和人体健康的危害性,已引起广泛关注。生物炭因具有较大的孔隙率、比表面积及丰富的表面官能团,常用来修复重金属污染土壤。秸秆作为农业废弃物,将其制备为生物炭是其资源化利用和减少环境污染的有效途径。因此,本文综述不同秸秆生物炭的原料、制备技术和改性方法等对吸附重金属的影响,探讨其对重金属的吸附机理以及修复重金属污染土壤实际应用效率与影响因素,包括：(1)秸秆种类及制备温度对生物炭特性和重金属污染土壤修复效率的影响;(2)秸秆生物炭吸附/钝化土壤重金属的过程与机理;(3)可提高生物炭修复重金属污染土壤效率的改性技术及其实际应用效率和影响因素。并结合秸秆生物炭制备和应用中存在的问题提出展望,以期为提高秸秆生物炭在重金属污染土壤修复效率,实现农业废弃物资源化回收利用,减少环境污染提供理论基础和技术参考。     

纳米颗粒与植物相互作用的研究热点和演变趋势分析——基于CiteSpace和VOSviewer的知识图谱方法

纳米颗粒(nanoparticles, NPs)具有独特的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧穿效应,对于促进农业科学、食品科学、纳米科技和生物医学等领域的发展具有重要意义。因此,亟待对国内外近20年来的有关NPs与植物相互作用的研究进行总结和梳理,为植物生产和纳米科技的协同发展提供理论依据。本研究以Web of Science (WOS)核心合集数据库和中国知网(CNKI)全文数据库为数据检索源,借助CiteSpace和VOSviewer文献计量工具,对2000—2022年NPs与植物相互作用领域的相关文献进行知识图谱的可视化分析。结果表明,在2000—2022年间,国内外对NPs与植物相互作用方面的研究呈J型增长,目前处于快速增长阶段,且英文文献的发文量和年增长率均显著高于中文文献(P<0.05)。国际对该领域的关注度和研究要早于国内,并且我国在NPs与植物相互作用领域的研究对全球贡献较大(排名第二),但有影响力的研究较为缺乏,亟待进一步提高。在NPs种类上,国内外关注较多的是纳米银、纳米金、纳米氧化锌和纳米氧化铜;在植物种类上,玉米和水稻的研究较多。由国际合作关系比较可知,国内学者大部分为独立作者,合作关系较为松散。关键词提取和时空突现分析表明,未来的研究热点主要集中在以下3个方面：(1)NPs对植物的负面效应及其生态环境安全的风险评估;(2)NPs对植物的正面效应及纳米颗粒毒性的降低,使之更好地用于农业生产活动中;(3)植物介导NPs的绿色合成,从而促进纳米技术的发展。     

长期施用牛粪对褐土抗生素抗性基因多样性的影响

为探明长期施用牛粪对土壤抗生素抗性基因多样性的影响,以山西寿阳褐土长期定位试验为依托,选择5个施肥处理：CK(不施肥)、N₂P₁M₁(N：120 kg·hm^-2;P：37.5 kg·hm^-2;牛粪：22 500 kg·hm^-2)、N₄P₂M₂(N：240 kg·hm^-2;P：75 kg·hm^-2;牛粪：45 000 kg·hm^-2)、N₃P₂M₃(N：180 kg·hm^-2;P：75 kg·hm^-2;牛粪：67 500 kg·hm^-2)和N₀P₀M₆(牛粪：135 000 kg·hm^-2),采集玉米生长中期耕层(0～20 cm)土样,通过高通量实时荧光定量聚合酶链式反应,对土壤中的抗生素抗性基因(antibiotics resistance genes, ARGs)、可移动遗传元件及相关分类学基因等,共384个基因进行定量检测,分析其多样性及其与土壤理化因子的相关性。结果表明,随着牛粪施用量的增加,ARGs相关基因多样性逐渐增加,5个处理共有的ARGs相关基因亚型有64个,N₀P₀M₆处理特有ARGs相关基因亚型有21个,显著高于其他处理,各处理中含量最高的ARGs相关基因亚型为：AAC(6’)-Im、ANT(4’)-Ia、aadA5、AAC(3)-Via和copA;各处理中含量最高ARGs家族类型为氨基糖苷类、多药类、四环素类、氟喹诺酮类、大环内酯类-林可霉素类-链阳性霉素B类(MLSB)抗生素;不同处理间ARGs相关基因亚型的β-多样性差异显著,冗余分析表明,对ARGs差异影响最大的环境因子是pH、全氮和有机质。综上,畜禽粪肥还田虽然可以提升土壤肥力,促进作物生长,但同时也会造成ARGs的扩散和传播,今后的农业生产中需综合考虑环境生态效益,加大有机肥无害化处理力度,从而控制ARGs的环境风险。