藻源性黑水团环境效应Ⅲ:对水-沉积物界面处Fe-S-P循环的影响

利用静态模拟实验装置研究了藻源性黑水团发生过程中沉积物表层上覆水和沉积物间隙水中Fe-S-P的变化过程.结果表明:加入藻细胞后很快形成厌氧、还原环境,使得沉积物中Fe-S-P发生强烈的生物地球化学变化;实验第1d,表层上覆水中的Fe2+、SO42-、S2-含量高达4.993,242.0,387.57mg/L,为对照样柱中的1.8倍、2.2倍和18.8倍;在沉积物4cm处其浓度分别为8.5,40.0,65.3mg/L.随后,沉积物表层上覆水中Fe2+、S2-含量表现出一个先快速增加、随后降低的趋势,其浓度分别在实验的第3,2d达到最大值为11.1,634.6mg/L. 沉积物中PO43--P浓度受Fe-P解析等具有滞后性,从实验的第2d后开始直至实验结束时表现为其含量持续增加,到实验结束时其浓度为39.450mg/L,为对照样柱中的242倍.上覆水和间隙水中Fe-S-P含量的变化,反映了藻华聚集形成的厌氧环境中发生了剧烈的生物地球化学反应,从而使得沉积物中形成的Fe2+、S2- 和 PO43--P不断向上覆水体中扩散,对形成黑水团的水体生态系统的恢复造成阻碍和不良影响.     

生物黑炭输入对茶园土壤呼吸的影响

生物黑炭是化石燃料或生物质不完全燃烧产生的一种非纯净碳的混合物,施入土壤后能有效减少温室气体排放、改良土壤性状、促进植物生长,但生物黑炭施用对土壤碳排放的影响仍存在不确定性。茶园是我国南方地区主要土地利用类型之一,为明确生物黑炭输入对茶园土壤碳排放的影响,本文采用田间试验研究生物黑炭施用对茶园土壤呼吸的影响。试验设置生物黑炭施用量0 t·hm^-2（CK）、8 t·hm^-2、16 t·hm^-2、32 t·hm^-2和64 t·hm^-25个水平,采用LI-Cor8100开路式土壤碳通量测定系统对不同生物黑炭施用水平处理下茶园土壤呼吸速率进行长期定位观测。结果表明,茶园土壤呼吸速率的季节变化规律呈现单峰曲线特征,最高值出现在8月份,最低值出现在1月份;土壤呼吸速率与土壤10 cm温度呈极显著的指数相关关系,土壤10 cm温度能够解释各处理土壤呼吸月动态变化的67.79%-89.16%。生物黑炭输入提高了茶园土壤呼吸速率,各处理年平均土壤呼吸速率分别比CK提高10.75%、17.52%、35.78%和42.58%,并与CK差异达显著水平（p〈0.05）;生物黑炭输入降低了茶园土壤呼吸敏感性（Q10值）,各处理土壤呼吸Q10值分别比CK降低1.96%、3.14%、4.01%和10.76%。土壤呼吸温度敏感性的降低验证了生物黑炭具有热稳定性和生物学稳定性,是可以在茶园土壤中长期固存的惰性有机碳。     

南方茶园红壤施用PAM对土壤理化性质和茶叶安全的影响

传统的水土保持措施在坡地茶园上应用比较困难,而利用聚丙烯酰胺（PAM）来防治茶园土壤侵蚀的适宜性还有待研究。因此,在铁观音（Camellia sinensis）茶园设置6个不同PAM施用量的小区（0、2、4、6、8、10 g·m-2）,并采集春、夏、秋3个收获季节的土壤和茶叶样品,通过分析茶园土壤理化性质和茶叶中丙烯酰胺残留来评价PAM对土壤理化性质和茶叶安全品质的影响。结果表明：与对照小区相比,土壤容重在低PAM施用浓度小区中发生降低,土壤有机质在不同季节的各PAM处理之间差异不显著,而土壤速效磷、碱解氮和速效钾在3个收获季节中的流失下降明显,其中施用2 g·m-2 PAM的小区其土壤速效磷、碱解氮和速效钾含量最高。每个PAM处理的茶叶样品和土壤样品中单体丙烯酰胺的残留量分别为0.011~0.095μg·L-1和0.008~0.036μg·L-1,均远低于丙烯酰胺安全限值0.5μg·L-1。文章认为红壤茶园施用PAM不仅可以保持土壤肥力,而且对茶叶生产也是安全的。施用PAM是一种适宜的防治红壤茶园土壤侵蚀的水保措施,且最佳用量为2 g·m-2。     

负载磁性废茶生物炭活化过一硫酸盐高效降解水中腐殖酸和富里酸

城市污水厂二级处理出水中含有大量的溶解性有机物（Dissolved organic matters,DOM）会对生物和受纳水体构成潜在的危害,因此有必要对二级处理出水进行深度处理.本研究以农业废弃物茶叶渣为原料,通过对废弃茶叶改性和负磁制备一种磁性废茶生物炭（Fe-tea biochar,Fe-TB）,用于活化过一硫酸盐（Peroxymonosulfate,PMS）氧化降解水中的腐殖酸（Humic acid,HA）和富里酸（Fulvic acid,FA）.考察Fe-TB铁负载量、PMS浓度、Fe-TB投加量、初始pH、HA和FA的初始浓度对Fe-TB/PMS体系氧化降解HA和FA的影响.结果表明,在铁碳比为2/1（W/W）、PMS=0.2 g·L^-1,2Fe-TB投加量分别为0.6 g·L^-1（HA体系）和0.4 g·L^-1（FA体系）、初始pH=7条件下,50 min时对初始浓度为20 mg·L^-1的HA和FA的去除率分别达到95.3%和77.4%;经过4次重复循环使用,HA和FA的去除率均在59.0%以上,表明其良好的稳定性和重复使用性.淬灭实验及电子顺磁共振（EPR）分析结果证明2Fe-TB/PMS体系以单线态氧（¹O₂）为主要氧化活性物种降解HA和FA.实际二级处理出水中的DOM降解结果表明,2Fe-TB /PMS体系可以有效降解实际水体中的DOM,具有良好的应用前景.     

2013年12月石家庄一次霾天气过程中的黑炭浓度特征

2013年12月5日~27日石家庄地区连续出现霾天气,大气日均能见度为0.2~8km,其中大约89.53%的时间大气能见度不足5km.分析12月10~27日期间的黑炭固定观测数据表明:1)黑炭浓度均值为39.84μg/m3,日变化具有明显的双峰结构,第1个峰值在上午9:00左右,第2个峰值在夜晚21:00~24:00;2)黑炭浓度小时均值与大气能见度小时均值之间呈负相关关系,当黑炭浓度大于固定观测期间的均值时,重度霾发生的概率为97.78%.此外,通过在车辆上安装黑炭分析仪和GPS接收机对石家庄市区主干道进行了多天的移动观测,结果表明:黑炭浓度与交通密度和街道特点(道路类型、交通密度)直接相关; 市区二环的黑炭浓度较高,大约是二环内黑炭浓度均值的1.48倍;市中心区的黑炭浓度相对较低,且呈现明显的东西-南北向差异性.     

黔西北茶园土壤活性铝的形态分布及影响因素

土壤中各形态活性铝的质量分数决定了铝毒性的强弱,为了解茶园土壤中活性铝的形态分布及其影响因素,以采集于贵州西北部的106个茶园土壤样品为材料,采用化学连续提取法测定土壤中各形态活性铝的质量分数并分析其影响因素. 结果表明:不同类型土壤中w(Tac-Al)(Tac-Al为活性铝)表现为黄壤＞黄棕壤＞棕壤＞褐土;土壤中各形态活性铝质量分数分布略有差异,表现为w(Hy-Al)(Hy-Al为铝的水合氧化物与氢氧化物)＞w(Ha-Al)(Ha-Al为腐殖酸螯合态铝)＞w(Ex-Al)(Ex-Al为可交换态铝)＞w(Or-Al) (Or-Al为有机结合态铝)＞w(In-Al) (In-Al为无机吸附态铝),其中,结合较稳定的Hy-Al和Ha-Al占优势,二者质量分数之和在w(Tac-Al)中所占比例接近70.0%. 相关性分析显示,土壤中各形态活性铝质量分数之间均呈极显著正相关(P＜0.01),其中,w(Hy-Al)与w(Tac-Al)之间的R高达0.975(P＜0.01),接近线性关系;w(Tac-Al)随着土壤pH的降低而升高,随着w(有机质)的增加而增大. 因此,土壤中w(Tac-Al)并不由w(总Al)决定,而是受土壤pH和w(有机质)等因素的综合影响.      

黑臭水净化菌株的筛选及其水质改善能力

生活污水的过度排放引起的水体黑臭是一个亟待解决的环境问题.为建立黑臭水的微生物净化方法,从不同重污染水体或底泥中筛选获得了多种光合细菌,分析发现其中10种光合细菌(P1～P10)及其混合菌(Pm)对黑臭指标有改善效果.黑臭水厌氧光照净化试验结果表明,菌液投加量为1.0%,3 d后光合细菌P1,P2,P3,P4,P8,P9和Pm对人工黑臭水COD_Cr,NH₃-N,S2-,色阈值及臭阈值去除率分别为75.00%～ 82.00%,24.20%～27.97%,72.03%～87.89%,58.90%～69.08%和75.29%～87.89%,其中P9的效果最好.黑臭水兼性厌氧光照净化试验结果表明,菌液投加量为1.0%,3 d后光合细菌P2,P3,P4,P8,P9和Pm对人工黑臭水中的COD_Cr,NH₃-N,S2-,色阈值及臭阈值去除率分别为60.67%～79.92%,35.92%～40.16%,72.03%～82.93%,58.25%～66.55%和75.29%～85.09%,　ρ(DO)由0.54 mg/L增至1.80～2.63 mg/L,其中P2和P9的效果最好.经鉴定P9为沼泽红假单胞菌.研究发现,在菌液投加量为0.1%,30 ℃,厌氧光照条件下P9可明显改善水的黑臭指标.      

废旧轮胎热解过程的温度效应

通过废旧轮胎热解产物的分布研究该过程的温度效应,发现温度升高、燃料油产率增加,炭黑产率减少,即热解温度从４５０℃～５５０℃上升到６５０℃～７５０℃,燃料油产率从３３．１％～３５．４％增加到４３．２％～４５．１％,炭黑产率从４６．２％～４５．１％,炭黑产率从４６．２％～４９．２％下降为３５．１％～３７．１％,采用ＧＣ／ＭＳ分析燃料油,确定出其中仍１４０多个组分,整个油品中芳香烃化作物占了７５％以上,     

西渡造纸厂综合污水处理工程的设计

西渡造纸厂综合工业废水 1 80 0 0m3 /d ,废水中含有纤维、木质素、半纤维素、草屑、泥灰、炉灰和纸浆短纤维等固溶物和微量的可溶性有机物以及碱等 ,同时含有大量的不溶性有机物 ;水呈黑色 ,属难生化的高浓度有机废水。在污水处理工程设计中通过对造纸黑液采用水解酸化 UBF 混凝沉淀联合处理工艺 ,出水可达到《造纸工业水污染物排放标准》(GWPB2 1 999)要求     

南京市植物叶面颗粒物的黑碳含量及时空分布特征

黑碳是大气气溶胶的重要组成部分,能够吸收太阳辐射产生温室效应,并对人体健康产生负面影响。选取了南京市的6个典型功能区,研究不同污染水平和不同季节下植物叶面颗粒物黑碳含量的时空分布特征,并将其与地面尘和表层土壤中的黑碳含量进行比较,探讨黑碳在多介质中的分布规律。结果表明:(1)城市植物叶面颗粒物的黑碳含量呈现冬季秋季春季≈夏季的季节变化特征;(2)工业区植物叶面颗粒物的黑碳含量最高,并与其他功能区的差异达显著水平;(3)城市植物叶面颗粒物黑碳含量越高,BC/OC值也越大,城市植物叶面颗粒物的黑碳主要来源于化石燃料的燃烧;(4)黑碳气溶胶通过植被表层到达地表的过程中其含量逐渐下降,植物叶面颗粒物可作为监测大气黑碳污染的有效手段。