放牧强度和短期休牧对青藏高原东部高寒草甸优势物种根系分泌速率的影响

根系分泌物是调节土壤养分循环的关键物质,对土壤微生物生理活性和有机物分解等土壤生态过程有关键影响.为了解放牧条件下根系分泌物分泌速率和变化规律,在放牧管理试验样地上,采用原位草本根系分泌物收集法,在生长旺季测定不同放牧强度(不放牧、轻度放牧、重度放牧)和放牧停止后1 d和21 d取样(视为短期休牧)青藏高原高寒草甸优势物种垂穗披碱草(Elymus nutans)的根系分泌速率.结果显示:放牧条件下,垂穗披碱草在生长旺季正午的根系分泌平均速率(以C计)为851.29μg g~(-1) h~(-1).放牧停止后1 d,不放牧、轻度放牧和重度放牧的根系分泌速率无显著差异;而放牧停止后21 d,轻度放牧的根系分泌速率[(1 032.33±53.63)μg g~(-1) h~(-1)]和地上生物量增量显著高于不放牧,重度放牧则与不放牧差异不显著.本研究表明,轻度放牧和适当短期休牧能够增加根系分泌速率,并可能通过正反馈作用刺激植物地上补偿生长.     

电凝聚强化膜生物反应器处理模拟生活污水

在传统浸没式膜生物反应器(SMBR)膜组件两侧设置以铁为牺牲阳极的电凝聚极板,构建电凝聚-MBR(SMECBR),以高浓度氮磷模拟生活污水为研究对象,在系统连续运行不排泥的前提下,考察传统MBR、电凝聚-MBR(铁电极)和电场-MBR(石墨电极)中污泥特性和处理效果。试验结果表明:30 d后,传统MBR、电凝聚-MBR(铁电极)和电场-MBR(石墨电极)中MLSS分别从5.062,5.177,5.367 g/L变化为3.478,6.467,2.796 g/L,SVI从126.4,135.2,137.9 mL/g变化为237.2,88.2,236.1 mL/g;第1天磷的去除率分别为42.99%、87.11%和68.11%。电凝聚-MBR中能促进微生物生长,改善污泥性能,提高对磷的去除率。传统MBR与SMECBR的TMP到达40 kPa的时间分别为5.35 h和22.32 h,证明SMECBR能有效减缓膜污染。     

污泥原位固化-稳定化处理中试研究

为了探讨固化-稳定化技术的可行性以及后续环境安全问题,对污泥堆置场进行了原位固化处理试验。经过试验和监测分析表明:使用原位固化-稳定化处理工艺可以有效地进行原位处理,处理后经过一个星期污泥强度达到100 kPa以上,含水率小于50%,重金属的浸出量达到GB 8978—2002《污水综合排放标准》的要求。如将原位处理后的场地作为一个污泥单独填埋场封场或污染场地修复的角度进行评估,原位固化-稳定化处理能够满足相关技术指标的要求。     

CaO对城市生活垃圾原位水蒸气气化制备富氢燃气的影响

为高效资源化利用城市生活垃圾,提出了一种城市生活垃圾原位水蒸气气化制备富氢燃气方法. 在城市生活垃圾原位水蒸气气化过程中添加CaO,对CO₂进行高温吸收,促进H₂产生. 考察了n(Ca)/n(C)(CaO与垃圾原料中碳元素的摩尔比)、反应温度及垃圾含水率等因素对H₂产率以及气化特性的影响. 结果表明:随着n(Ca)/n(C)由0增至1.5,φ(H₂)和H₂产率(以w计)分别由25.89%、10.86g/kg增至45.90%、31.56g/kg;水蒸气的引入提高了CaO的碳酸化反应活性,促进了H₂的产生,但当含水率高于39.45%时,则会降低产气品质;反应温度高于750℃时,虽能强化城市生活垃圾、焦油的热分解等反应产生更多的H₂,但不利于CaO的碳酸化反应,最佳的操作温度为700～750℃;对固体残留物进行XRD和SEM分析可知,反应温度高于750℃会降低CaO的活性,不利于CaO对CO₂的吸收. 以CaO为添加剂的城市生活垃圾原位水蒸气气化制备富氢燃气是一种有效的城市生活垃圾资源化利用方式.      

湿地挺水植物根际金属离子的分布及界面扩散通量

挺水植物作为湿地生态系统的重要组成部分,其根系的生长发育过程影响其环境功能的发挥及其根土和水土界面环境生物地球化学过程。界面的氧化还原异质环境是金属离子发生扩散、沉淀和溶解以及吸附和解析等许多瞬时过程的重要场所,这些过程对金属离子在固相和水相的分配起着重要的作用。获取金属离子赋存特征和定量评估大型挺水植物生长对其界面行为的影响,是了解金属离子在界面环境生物地球化学过程的关键环节。利用高分辨率沉积物原位间隙水采样技术（Pore Water Equilibrators,Peeper）获得芦苇、香蒲和茭草3种挺水植物根际与非根际溶液中Al3＋、Fe3＋、Mn2＋和Ca2＋的剖面分布特征,并利用Fick第一定律定量估算它们在沉积物-水界面的扩散通量。结果表明：湿地沉积物孔隙水中Al3＋、Fe3＋、Mn2＋和Ca2＋的含量较上覆水存在着明显的富集现象。其中Fe3＋、Mn2＋分布受大型挺水植物影响最为显著,且随沉积物深度增加,富集效应有进一步加剧趋势。从剖面垂向分布来看,Al3＋含量的峰值靠近沉积物的表层,而Fe3＋、Ca2＋和Mn2＋含量峰值出现位置相对较深存在于沉积物中下层。与无植被的对照区域相比,4种金属离子含量在植物根区附近显著升高（P〈0.05）,其中Al3＋、Fe3＋和Ca2＋受芦苇生长过程影响最为明显,其在根际孔隙水中峰值含量达18.3、513和5408μmol·L-1,较对照分别增加了6.0、2.5及25.8倍,芦苇根际效应显著高于香蒲和茭草。多重比较分析结果显示,Mn2＋在根区的分布受茭草影响最大,在根区孔隙水中浓度为21~97μmol·L-1较对照区的1.1~52.5μmol·L-1,平均浓度增加65%。受植物根区环境的影响,Fe3＋和Ca2＋在植物根区释放速率明显加快,其中茭草根区释放速率分别为（35.38±3.05）和（240.18±20.71）μmol·m-2·d-1较对照区增加10倍;另外湿地植物存在直接导     

蔗糖改性纳米铁原位反应带对硝基苯污染的模拟修复研究

在一维模拟装置中创建改性纳米铁原位反应带,研究反应带对硝基苯污染的修复情况,并通过反应带渗透性变化对其可持续修复能力进行评估.模拟试验结果表明:不同条件下硝基苯的去除率为45%~80%;反应带渗透性变化过程按时间分为3个阶段,分别是0~10d的快速下降期、10~30d的缓慢下降期和30~60d的稳定期,平均下降了53.2%,堵塞现象未发生,反应带可持续修复能力较好.较大的介质粒径和浆液浓度使污染物降解效率增加,硝基苯去除率可分别提高23.7%和13.7%;较高的地下水流速和污染物浓度不利于污染物的去除,硝基苯去除率均下降约46.8%.各反应带中实际参与反应的铁与硝基苯的物质的量比值分别为11.2、17.9、12.6、3.3和25.7,改性纳米铁颗粒的实际利用率较低,实际应用中浆液需要过量注入.     

新型曝气系统用于MBR一体化设备试验

对MBR一体化中试设备中的MBR膜组件曝气系统和运行条件进行改进以及优化,并将其与常规MBR曝气系统及运行方式进行中试对比。试验结果表明:MBR中试设备采用新型MBR曝气系统及运行方式运行时,与常规MBR曝气系统及运行方式相比,其气水比可降低约20%,反洗周期至少可以延长1.2倍以上,但是对提高膜通量作用较小。采用新型MBR曝气系统及运行方式较常规MBR曝气系统的运行能耗可减少约14%左右。