生物炭对水中五氯酚的吸附性能研究

利用小麦秸秆和花生壳在300,400,600℃条件下制备生物炭,运用元素分析仪、扫描电镜和比表面积仪对生物炭的理化性质进行表征,同时探讨其对水中五氯酚(PCP)的吸附特性.结果表明,随炭化温度升高,生物炭芳香性增加,极性降低.花生壳生物炭对水中PCP的吸附效果优于小麦秸秆生物炭,3种温度制备的生物炭对PCP吸附量表现为400℃>600℃>300℃.随着生物炭添加量增大,水中PCP去除能力由81.79%提高至89.02%,生物炭的吸附量由30.32减小至5.54mg/g.生物炭对PCP的吸附动力学更符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Freundlich方程.吸附过程主要受快速反应控制,降低反应温度有利于生物炭对水中PCP的吸附.     

不同原料厌氧发酵及其微生物种群的研究

使用PCR-DGGE技术,对以鸡粪、猪粪、牛粪、秸秆为发酵原料的发酵体系的微生物群落多样性进行了研究.在发酵不同时间取样,进行了日产甲烷量、日产甲烷浓度的变化分析和DGGE分析.结果表明,日产甲烷量整体趋势为猪粪>鸡粪>秸秆>牛粪,日平均产甲烷量分别为2.67、2.24、0.99、0.49L;猪粪、鸡粪、秸秆的日产甲烷浓度在整个发酵周期大多可维持在50%以上,牛粪的日产甲烷浓度大部分时间低于30%;细菌的优势菌群有拟杆菌属(Bacteroidetes)、密螺旋体属(Treponema)、厌氧绳菌科(Anaerolineaceae)等,新增优势菌群有梭菌属(Clostridium)、脱硫叶菌属(Desulfobulbus)、毛螺旋菌科(Lachnospiraceae)、醋弧菌属(Acetivibrio);古菌的优势菌群有甲烷鬃菌属(Methanosaeta)、甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)、甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales),新增优势菌群有斯氏甲烷球菌属(Methanosphaera stadtmanae).     

2014年10月上旬北京市大气重污染分析

使用垂直观测、地面观测和PM2.5化学组分观测等手段,对2014年10月上旬北京市一次重污染过程进行分析.结果表明,本次大气重污染发生时北京市近地面后散射激光强度变强,气溶胶消光系数升高,说明污染物在近地面层积累.重污染期间气象要素特征为:风场弱,湿度大,地面受弱气压场控制.从PM2.5浓度变化趋势来看,这次重污染过程大体分为四个阶段:“两个台阶”型的浓度爬升阶段(P1和P2)、高浓度维持阶段(P3)和迅速清除阶段(P4).结合地面观测、遥感反演和PM2.5组分分析可发现,区域传输是导致本次重污染的诱因,其中秸秆焚烧是影响因素之一,随后区域传输和本地污染物排放共同维持并加重了重污染过程.大气氧化剂OX与PM2.5浓度、二次离子浓度均表现出显著正相关性,表明较强的大气氧化性能促进PM2.5浓度增长.     

农业秸秆废物生产动物饲料的研究现状与发展趋势

概述了利用农业秸秆废物制备动物饲料的方法、现状和前景,首先说明了农业秸秆废物的概念、种类和处理技术,重点阐述了利用微生物或化学剂对秸秆进行预处理,降解其纤维素、半纤维素和木质素,增加其适口性和消化性的方法。然后介绍了国内外秸秆饲料的研究和应用情况,以及存在的技术和经济问题。最后展望了农业秸秆废物生产动物饲料的发展方向和目标,旨在为相关研究和应用提供参考和启示。     

秸秆主流能源化技术研究与经济性分析

秸秆生物质作为1种可替代化石燃料的清洁能源,对环境保护和能源结构转型意义重大。我国农作物产量丰富,在秸秆的综合利用方面有较大潜力。就整个秸秆能源化产业而言,我国正处于有序推进阶段,但国内核心技术和设备水平与国际先进水平之间存在差距,产业效益仍不理想,企业对财政补贴有较强的依赖性。在充分认识我国秸秆利用现状的基础上,针对秸秆乙醇技术、秸秆沼气技术、秸秆热解技术和秸秆固化成型技术,探讨了国内外秸秆能源化技术和应用进展,追踪了解除发酵抑制、优化厌氧消化性能、开发热解炭降解潜力以及激活成型燃料黏结性能等技术热点问题。基于经济性分析提出了全组分利用、气肥联产模式、大宗产物梯级利用等针对能源化技术的效益提升手段,并对比了政策补贴和技术提升对企业效益的影响。最后从政策角度和新技术角度对秸秆产业发展方向提出了建议。     

玉米秸秆和白菜废弃物在不同贮存条件下的微生物群落北大核心CSCD

采用Illumina Miseq高通量技术分析不同温度和贮存方式下玉米秸杆（IO）和白菜废弃物（IA）贮存30 d时的微生物群落. 设置低温（O）、中温（R）和高温（H）3种温度;每种温度条件均设有秸杆单贮（O）、白菜单贮（A）和二者混贮（X）3个处理组. 结果显示,IO原料附着细菌主要包括变形菌门（Proteobacteria）（65.26%）和厚壁菌门（Firmicutes）（33.78%）,IA主要包括Proteobacteria（80.23%）和拟杆菌门（Bacteroidetes）（18.57%）. 贮存30 d后在属水平上,IO主要包括肠杆菌（Enterobacter）（47.11%）、肉食杆菌（Carnobacterium）（27.71%）和泛菌（Pantoea）（10.14%）等;IA主要包括假单孢菌（Pseudomonas）（48.40%）、Pantoea（17.10%）和黄杆菌（Flavobacterium）（16.26%）等;IA中几乎不含乳酸菌,IO中乳酸菌丰度约28.71%. IO组低、高温单贮时主要包括Enterobacter（21.76%和35.87%）、Carnobacterium（40.42%和27.29%）和Pseudomonas（18%和26.99%）,中温单贮时主要包括Enterobacter（66.72%）;IA中、高温单贮时主要包括乳杆菌（Lactobacillus）（80.07%和74.63%）,低温单贮时主要包括Lactobacillus（28.43%）、耶尔森氏鼠疫杆菌（Yersinia）（19.50%）和Enterobacter（17.13%）;二者低、中温混贮时主要包括Lactobacillus（52.03%和53.52%）、Enterobacter（5.98%和11.65%）和Carnobacterium（12.98%和10.65%）,高温混贮时主要包括Enterobacter（70.57%）. 综上表明,高通量测序技术全面反映了IO和IA在不同贮存条件下细菌群落的组成及丰度信息,白菜中高温单独贮存、秸秆/白菜中低温混合贮存时乳酸菌占优势. （图9 表3 参37）     

沼液秸秆联用对滨海围垦田土壤重金属迁移及形态变化的影响

为揭示秸秆还田措施下沼液替代化学氮肥施用对土壤中重金属环境风险的影响,本文以江苏滨海典型围垦农田（稻麦轮作）为对象,设置不加沼液和不加秸秆（CK）、加沼液但不加秸秆（B）、加秸秆但不加沼液（S）和沼液秸秆联用（BS）这4个处理的田间小区试验,观测不同土层中土壤Cu、Zn、Cd和Pb的迁移及形态变化特征,并评估其环境风险.结果表明：①BS处理下稻麦田表层（0~20 cm）土壤中Zn和Pb的总量显著下降（P<0.05）.稻田土壤中4种重金属由表层向中下层（20~60 cm）相对迁移6%~11%,麦田土壤中Cu、Cd和Pb从表层向下迁移25%~33%.这表明,沼液秸秆联用加速了表层土壤中重金属的垂向下移.②BS处理下,稻田表层土壤中Cu的弱酸提取态所占质量分数下降8.8%,Zn、Cd和Pb的残渣态降低7.0%~14.2%.这表明Cu被钝化,但Zn、Cd和Pb有活化趋势.相比较而言,麦田表层土壤中Cu的残渣态降幅为弱酸提取态的2.8倍,表明Cu被活化.与此同时,Cd的残渣态升高,Pb的弱酸提取态降低,Cd和Pb被钝化.③重金属生态风险评估表明,BS处理下稻麦田土壤均未发现重金属生态风险,并且,其风险指数明显低于B和S处理（P<0.05）.因此,沼液秸秆联用有助于显著降低滨海围垦田土壤重金属污染风险.     

微塑料添加对橘园土壤有机碳矿化的影响

为探究微塑料污染对土壤有机碳矿化的影响,采集湖北当阳橘园土壤,进行室内有机碳矿化培养,研究添加微塑料和秸秆条件下土壤有机碳矿化特征及酶活性变化.结果表明,秸秆和微塑料混施显著影响了土壤有机碳矿化,但仅添加微塑料对土壤有机碳矿化无显著影响.与单施秸秆相比,低量微塑料与秸秆混施处理（PP1+S）显著促进了有机碳矿化,有机碳累积矿化量增加了8.20%,而中高量微塑料与秸秆混施处理（PP2+S和PP3+S）显著降低了有机碳累积矿化量,其中,高量微塑料与秸秆混施对土壤有机碳矿化抑制最明显,降低了10.13%.添加微塑料显著降低了β-葡萄糖苷酶活性,高量微塑料添加对酶活性的抑制最显著,与对照相比,在第1、6和35 d分别降低了20.52%、43.93%和17.79%;但是,添加秸秆缓解了微塑料输入对土壤β-葡萄糖苷酶活性抑制作用.有机碳矿化速率与DOC、MBC含量和β-葡萄糖苷酶活性均呈显著正相关.     

基于CSTR反应器鸡粪秸秆共消化产甲烷特性及菌群变化研究

基于实际工程通过控制有机负荷对不同配比鸡粪和玉米秸秆 （VS比分别为1：0、5：2、1：1）进行联合厌氧消化,分析了不同VS比变化对水解酶活性及微生物动态群落变化的影响,并确定了鸡粪秸秆联合厌氧消化的最优配比.结果表明,当VS比为1：1时,碳氮比 （C/N）为17,此时甲烷日产量峰值为31.46 L,累计产甲烷量为940.96 L,产甲烷效果最好,为最优配比;对比3组实验秸秆表面结构降解情况,C3 （VS比=1：1）组各水解酶活性均高于C1 （VS比=1：0）和C2 （VS比=5：2）组,且Megasphaera和Bacteroides作为纤维素酶主要分泌菌属相对丰度较高,纤维素酶活性峰值达到258.94 U·mL^-1,使秸秆中的纤维素和木质素得到有效降解;秸秆含量增加提高了水解细菌多样性,降低了古菌多样性,Lactobacillus属于Bacteroidetes门,由于其具有较好的抗逆性在C2和C3组丰度较高,能够作为水解产酸阶段的优势菌属;C3组产甲烷古菌丰度变化较为稳定,在实验中期以食氢产甲烷菌为主,优势菌属主要有Methanosphaera和Methanobrevibacter,实验后期以食乙酸产甲烷菌为主,优势菌属主要为Methanosaeta、Methanospirillum和Methanoregula.