超声-Fenton法对沼液中3种四环素类和3种磺胺类抗生素氧化去除的研究

近年来,各类抗生素被广泛用于畜禽养殖,并经动物代谢后随粪便和尿液排出体外.代谢物通过沼气工程处理后,得到的沼液又多用于灌溉,使得抗生素进入环境被农作物吸收,进而通过食物链的传递对人体产生危害,因此,沼液中抗生素的去除就显得尤为重要.本文选择畜禽养殖中使用较多的6种抗生素作为目标物质,采用超声-Fenton氧化技术进行去除.通过设置单因素实验考察了超声能量密度、H_2O_2浓度、pH值、n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))对抗生素去除的影响,并利用响应曲面法研究了各个因素的交互性影响,拟合出去除抗生素的最优条件.结果表明,通过单因素试验筛选出的最佳反应条件为:pH=4,H_2O_2浓度为0.04 mol·L~(-1),n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))=10,超声能量密度为0.050 kW·L~(-1),在此条件下四环素、土霉素、金霉素、磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶的去除率分别为91.90%、93.65%、86.09%、87.30%、77.54%、88.21%;再经由响应曲面法进一步优化实验方案得出优化条件为:pH=3.80,H_2O_2浓度为0.04 mol·L~(-1),n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))=10.9,超声能量密度为0.055 kW·L~(-1),在此条件下四环素、土霉素、金霉素的去除率分别为92.04%、94.23%、88.46%,磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶的去除率分别为87.98%、80.78%、89.58%,养分TN、TP、TK的保留率分别为99.1%、98.6%、100.2%.可见,超声-Fenton氧化法对沼液中抗生素的去除效果良好,同时又可保留其养分.响应曲面法对优化超声-Fenton氧化去除沼液中的抗生素具有实际应用价值,这为沼液中抗生素的去除提供了一条可能的途径.     

珠江口夏季有机碳的分布特征及其收支模拟研究

基于三维水质模型对珠江口夏季有机碳的分布特征及其收支进行了研究,量化了各动力学过程对有机碳分布的影响,这对于深入了解珠江口碳循环过程有重要意义.同时,采用2006年7—8月观测数据对模型进行了验证,结果显示模型模拟效果良好.研究表明,珠江口夏季有机碳呈明显的空间变化,其浓度总体上从口门向外海逐步降低,底层递减幅度大于表层;表层平均浓度为2.42 mg·L~(-1),底层平均浓度为1.91 mg·L~(-1).此外,有机碳在垂向上的分布与水体层化紧密相关,层化水域中的有机碳浓度随水深迅速下降,非层化水域上、下层的浓度差异不大.有机碳收支结果则表明,珠江口不同水域有机碳的物理、生化过程差异明显.在内伶仃洋,有机碳分布由物理过程主控,其主要来源与消耗分别为径流输送和沉降,两者分别约占该区域有机碳输入总量的83.80%、83.18%;在中伶仃洋,有机碳分布受物理和生化因素共同调控,其来源以生化产碳为主,动力输送为辅,主要耗碳项为沉降;在外伶仃洋,其西侧水域的有机碳主要来源与消耗分别为径流输送和沉降,有机碳分布受物理和生化过程共同调控,其中,物理过程占优势,而在其东侧水域,有机碳主要来源与消耗分别为生化产碳和生化耗碳,有机碳分布由生化过程主控.另外,捕食产碳和氧化耗碳分别是珠江口各生化过程中最重要的产、耗碳过程.     

不同光照条件下浒苔与三种赤潮微藻的竞争

针对苏北浅滩水体浊度高、营养盐含量大、且被大多数学者认为是南黄海绿潮起源的实际情况,本文通过室内培养实验,研究了不同光照条件（0~4500lx）下浒苔与中肋骨条藻、东海原甲藻和新月菱形藻对营养盐的竞争作用;并与苏北浅滩实际水体光照相结合,评估了浒苔与3种微藻在不同深度下的生理状态.浒苔与微藻的竞争,是决定暴发何种藻华的关键因素之一.结果表明,与3种微藻相比,浒苔对光照的适应性更强,最大日均相对增长率为11.91%/d.微藻与浒苔共培养时,生长情况明显劣于单独培养,中肋骨条藻、东海原甲藻和新月菱形藻的生长抑制率分别为30%~46%,3%~44%,25%~41%,并且不同微藻对竞争作用的响应不同.营养盐监测数据表明,对有限营养盐的争夺是浒苔和微藻竞争作用的主要机制,研究结果为苏北浅滩浒苔绿潮的暴发机制提供了依据.     

华北引黄灌区粮食产量与农业土壤资源质量时空分布特征

明确作物产量和土壤养分时空变异可以更好地掌握农田生产力和土壤质量情况,对农业资源合理配置以及提高生产力可持续性有着非常重要的意义。利用华北平原引黄灌区下游农田作物产量数据和耕地质量监测数据,对华北平原引黄灌区下游作物产量的演变以及有机质和养分的空间分布进行分析,阐明该地区作物产量、土壤养分的空间分布特征。结果表明：灌区的农田生产力水平存在显著的空间和时空差异。20世纪80年代末以来,农田生产力水平整体呈上升趋势,冬小麦高产田分布在黄河下游北岸中部地区的齐河县和下游南岸三个县,范围是6084.0~6861.0 kg/hm²,夏玉米产量空间分布整体上呈现出中间高两端低的特征,其中齐河县的产量最高,为7524.0 kg/hm²。灌区农田土壤有机质、氮、磷、钾养分具有明显的时空分布差异,有机质和速效钾含量最高的德州市分别为16.30 g/kg和202.40 mg/kg,全氮含量最高的淄博市为1.17 g/kg,有效磷含量最高的泰安市为34.56 mg/kg。研究表明,灌区的生产力水平一直不断在提升,仍有很大的增长空间。掌握养分分布特征和土壤肥力的空间差异来制定合理的施肥措施,可为今后该地区实现精准农业和高产稳产提供科学依据。     

黄土旱塬24 a不同秸秆还田土壤碳、氮、磷和胞外酶计量特征

探索黄土旱塬区农田土壤碳、氮和磷生物地球化学循环特征,可为农作物高效生产和土地可持续利用提供科学依据和技术支撑.以山西寿阳24 a玉米旱作试验田为对象,研究长期秸秆覆盖还田、直接还田、过腹还田和不还田对土壤元素和胞外酶活性化学计量比的影响,并计算向量角度和长度用于指示微生物面临的资源限制情况,向量角大于45°和小于45°分别表示微生物受磷限制和氮限制,偏离45°越大表示限制程度越大,向量长度越长表示微生物受碳限制越严重.结果表明：(1)长期秸秆还田土壤C/N和C/P分布在9.81～14.28和14.58～21.92之间,均值分别为12.36和17.51,分别较试验初期降低了6.0%和4.2%;土壤N/P分布在1.27～1.57之间,均值为1.42,较初期提高了2.2%.土壤C/N和C/P均呈现出先降低后升高的变化趋势,土壤N/P基本呈现出持平趋势,且不同秸秆还田处理之间土壤元素计量比均无显著性差异.(2)相比24 a长期不还田处理,长期秸秆覆盖还田处理土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)和β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)活性显著提高了134.4%和107.5%(P<0.0...     

A CRITICAL REVIEW OF VOLLENWEIDER'S NUTRIENT BUDGET MODEL AND OTHER RELATED MODELS1

ABSTRACT: Early attempts at nutrient budget modeling considered only the case where there was no loss of the material by sedimentation, i.e. the substance was assumed to be conservative. Nonstratified and stratified conditions have both been investigated under these terms. An elegant model, taking into account loss of a substance by sedimentation as well as flushing was presented by Vollenweider in 1969. Although this model has several shortcomings, it is particularly valuable because it can have immediate practical value in terms of water management policy development. These basic shortcomings in the model are analyzed and suggestions are made to alter the model to take these factors into account.     

Resource Potentials and Limitations of A Nicaraguan Agricultural Region

Food production has to be increased in a sustainable way to meet the future global demand. A key position is attributed to developing countries. A deepened understanding of their agricultural regions with specific resource endowments and constraints is therefore crucial. In this study we propose a methodology based on material flux analysis (MFA) to assess the resource potentials and limitations of a Nicaraguan agricultural region. We focus on current regional and farm resource management and explore them under two scenarios. Indicators are nitrogen and the degrees of self-sufficiency (DSS) for energy, and the staples maize and beans. As data is scarce, most information is based on interviews with farmers of four categories and key persons, and on literature. The results show that nitrogen management does not differ considerably among categories. Nitrogen is mined mostly from staple plots. Self-sufficiency for beans is given in an average year. Yet, landless and small farmers neither produce enough maize for autoconsumption, nor are they self-sufficient for firewood. Energy supply is also the core problem of the region, since the DSS is 70%. Soil nitrogen stocks last at most for three more generations. Analyses with the scenario technique show that: (a) Unlimited population growth has serious consequences in the near future e.g. severe shortage of energy and food. (b) Alternative farming systems are possible, but they require reducing the population by a factor 2, and thus the creation of jobs in a Hinterland. Readers should send their comments on this paper to: BhaskarNath@aol.com within 3 months of publication of this issue.     

Fingerprinting Global Climate Change and Forest Management Within Rhizosphere Carbon and Nutrient Cycling Processes

As one of the two Principal Subject Editors for ESPR Subject Area 1 'Terrestrial Ecology and Biology / Soil and Sediments: Toxicology-related Subjects' (see pp 287-293), the senior author and his colleague, Dr Chen, present an example of sub-category 4 'Environmental studies of pesticides, air pollution, and management strategies for forestry and plant ecosystems'. Thereby, they inform the ESPR community about the new Australian research project concerning the fingerprints of global climate change (GCC) and forest management on rhizosphere carbon and nutrient cycling and, subsequently, present an overview on the GCC and forest management fingerprints.     

酿酒废水培养钝顶螺旋藻(S.platensis)与营养物质去除的研究

经前处理后的酿酒厂废水用清水稀释用来培养钝顶螺旋藻 ,可以获得高生物量的钝顶螺旋藻。同时 ,废水中的营养物质也可以被去除。在连续培养条件下 ,使用改进的开放式通道装置培养获得螺旋藻的蛋白质、水分、灰化成份分别为 6 2 .7%、6 .2 1 %和 5 .2 6 % ,重金属含量也符合标准 (GB 1 991 9-1 997)。T -N ,NH4 + -N ,T -P和PO4 3 --P的去除效率分别可达到 72 %、97.9%、4 1 .3%、4 3.1 %。     

模拟酸雨对华南典型树种生长及营养元素含量的影响

我国是世界上的第3大酸雨区,而华南地区是我国酸雨比较严重的地区之一。越来越严重的酸雨将对森林生态系统林木生长产生负面影响。本文采用盆栽试验模拟研究酸雨对华南典型树种尾叶桉和马尾松幼树生长及营养元素含量的影响。酸雨水平有4个:pH6.8(CK)、pH5、pH4和pH3。幼树生长期间观察并记录其酸雨受害症状,每隔10a测量一次树高,4个月后统计生物量、叶面积情况,并分析植株样品中的N、P、K、Ca、Mg等元素的质量分数。试验结果表明,在不同酸度酸雨的协迫下,尾叶桉和马尾松幼苗表现出不同程度的受害症状,酸度越高受害越严重。酸雨显著地抑制尾叶桉和马尾松的树高生长,降低幼苗生物量,减少叶面积生长。与对照相比,生长四个月后,pH5、pH4和pH3处理分别导致尾叶桉生物量降低10.79%、19.21%和27.25%,马尾松降低12.78%、22.98%和28.70%。尾叶桉植株内P、Mg、Ca质量分数不同程度地受到酸雨的影响,而N、K质量分数不受酸雨影响;马尾松除了P元素以外,其它元素质量分数在各个酸雨处理之间差异不显著。