三峡库区典型消落带土壤微生物生物量碳、氮的变化特征及其影响因素探讨

本文以三峡库区王家沟一典型消落带为研究对象,选择180、175、165和155 m这4个高程以探讨水位变化对土壤微生物生物量碳(SMBC)和微生物生物量氮(SMBN)的影响.其中,175、165和155m高程坐落在消落带内,分别表现为短、中和长期淹水,180 m高程作为对照,为永不淹水的陆地.土壤样品的采集深度为0~20 cm,每周采集一次.结果表明,180 m高程处土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)均无明显的季节变化,而175 m高程处SOC和TN季节变化明显,表现为春夏季高于秋冬季;各高程上的SMBC和SMBN及其分配比例呈现出秋高夏低的季节变化形态,表明消落带夏季高温低湿的土壤环境限制了微生物活性及土壤有机碳氮的周转速率.数据分析表明,与180 m高程相比,消落带上的175 m和165 m高程SOC、TN、SMBC及微生物商、SMBN及其分配比例均得到不同程度的升高,而155 m高程除了SMBN及其分配比例与对照无显著差异外,其他指标均显著低于对照,表明与未淹水对照点相比较,中短期淹水有利于提高消落带土壤碳氮含量及周转速率和微生物生物量,而长期受到江水淹没胁迫的土壤则会抑制土壤碳氮以及SMBC含量,并降低SOC的周转速率.相关分析表明,SMBC和SMBN均与地下5 cm处温度和p H呈极显著负相关,说明地下5cm处的温度以及p H对土壤微生物生物量有强烈的影响.     

紫色水稻土颗粒有机质对重金属的富集特征

在重庆合川区和铜梁区随机采集了20个紫色水稻土,将其分成颗粒有机质(0.053~2 mm,POM)、砂粒(0.053~2mm)和细土(0.053 mm)这3个组分,通过比较不同组分的有机碳及重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)含量和分布状况,研究了紫色水稻土中POM对重金属的富集特征及其与土壤理化性质如pH、CEC、黏粒和土壤有机碳(SOC)等的关系.结果表明,采样区紫色水稻土的POM含量范围为7.31~44.76 g·kg~(-1),平均值为19.20 g·kg~(-1),有机碳含量为96.61~263.17 g·kg~(-1),平均值为151.34 g·kg~(-1),显著高于原土及其他组分,对土壤有机碳的贡献率为8.63%~48.62%,代表了一大部分土壤有机碳库.POM中的Cu、Zn、Pb和Cd平均富集系数分别为3.35、1.14、2.88和2.14,显著高于其他组分,表现出一定的富集作用,对上述重金属的贡献率分别为6.02%、2.22%、5.24%和3.21%,POM对Cu、Pb的富集能力和贡献率均显著大于Zn和Cd.相关分析结果表明,POM含量与SOC、pH、CEC、黏粒(0.002 mm)呈显著或极显著正相关,SOC是主要因素.POM-C含量与总量分别与黏粒含量、SOC呈显著相关.POM中重金属总量与SOC、pH、POM-C总量呈显著或极显著正相关,SOC是最关键因子;与其他重金属相比,Zn在POM中的总量与土壤性质的回归系数最高,关系最为密切.     

外源新碳对红壤团聚体及有机碳分布和稳定性的影响

以中国科学院长期定位试验站的红壤为研究对象,通过室内模拟实验,利用δ~(13)C示踪方法,将稳定同位素碳(δ13C)标记的水稻秸秆添加入红壤,研究水稻秸秆添加对红壤水稳性团聚体分布及稳定性的影响,探索水稻秸秆腐解过程中有机碳在不同粒级团聚体中的动态变化以及分布规律.研究结果表明:未添加水稻秸秆的红壤(对照组),微团聚体(250μm)占主体,2000μm粒级水稳性团聚体含量最少.与对照相比,添加水稻秸秆后(试验组)促进了2000μm粒级水稳性团聚体的团聚.不同培养时期,2000μm水稳性团聚体增加了108.3%~270.3%,促使大团聚体占主体,显著提高了红壤水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、R0.25值,降低了分形维数(D)值,土壤结构明显得到改善.各粒级团聚体有机碳含量也显著得到提高,2000μm团聚体有机碳含量比对照组增加了14.7%~41.5%.土壤有机碳在53μm粒级团聚体中分布随着粒级的增大而增大,即2000μm2000~250μm250~53μm.不同粒级团聚体δ13C值动态变化显著,有机碳的周转速率增大.外源新碳前期主要分配在2000μm、250~53μm粒级团聚体中,并促进了原有机碳的分解,后期主要分配在微团聚体中.红壤大团聚体有机碳含量与团聚体稳定性呈极显著的相关关系(p0.01).     

实验室废水中锌离子处理技术研究

通过中和沉淀法和吸附法分别处理模拟锌离子废水,考察了碱用量、锌离子初始浓度以及分子筛用量对处理效果的影响,采用红外光谱表征了使用前后的分子筛.并在最佳碱用量和分子筛投加量条件下,采用中和沉淀-吸附法联合处理化学反应焓变测定过程中产生的实验室废水.结果表明:当n(OH-)/n(Zn2+)为2时,中和沉淀法处理模拟锌离子废...     

中型水库磷污染成因及污染控制技术方案分析

为研究水库污染成因及控制技术,以湖北某中型水库为研究对象,运用Arcgis技术分析水库的流域范围和周边用地类型,在此基础上分析流域范围内TP污染的主要来源及重点污染区域,提出TP污染控制的关键技术.结果表明:入库河流1是水库径流的主要来源,入库径流量占总径流量的91.8％.农业面源入库污染负荷估算约为807.84kg/...     

混杂工况下校车常开式安全气囊的多目标优化

为提升混杂工况下校车儿童乘员的安全性,对常开式安全气囊的保护性能开展优化设计。首先,明确6、12岁儿童的损伤阈值;然后,基于台车试验数据,构建与验证校车仿真模型,并搭建校车—常开式安全气囊耦合模型;最后,基于校车碰撞工况与儿童年龄的不同组合,建立6种混杂工况,决选常开式安全气囊的主要设计参数为优化因素,以加权伤害指标为优化目标,构建响应面代理模型。结果表明：利用改进型NSGA-Ⅱ算法,权衡确定上部拉带长度0.258 8 m,安装点高度0.385 6 m,泄气阀开启压力1.199 6×10⁵ Pa,泄气阀开度1.98为最优配置;混杂工况下,具备最优配置的常开式安全气囊可最大限度地降低儿童乘员的损伤风险。     

CCUS技术CO2泄漏模拟及生态风险评价

碳捕获、利用和封存(CCUS)是实现大规模碳中和最具潜力的解决方案,然而对其泄漏引发的生态风险的量化研究相对较少,导致风险管理决策效率低下。该研究耦合物种敏感度分布法(SSD)和计算流体动力学(CFD)开发了CCUS封存CO₂泄漏的生态风险评估法。采用SSD对陆地生态系统中典型物种的毒性数据进行拟合并计算其基准值,采用CFD对不同场景下的受体暴露浓度开展模拟预测,采用商值法计算生态风险指数,通过Google Earth实现可视化表征,并提出合理化建议。研究表明,在SSD模型中,急、慢性效应数据最优拟合模型分别为Weibull CDF和SGompertz,生态毒性基准浓度值HC₅分别为3.25%与0.98%。在模拟的极限泄漏场景中,黄土峁梁地区CCUS示范区生态风险面积受季节风向与风速的影响较大,任何气象条件下均存在一定范围的生态风险分布,高等级生态风险范围最小为160 m,实施精准的监测并开展生态风险补偿是必要的。该研究可为CCUS大规模应用潜在的CO₂泄漏风险预测及应急管理提供理论支撑。     

海藻酸钠基多孔碳气凝胶的制备及其对水中四环素去除

采用脱硫废水中的重金属污染物原位交联使海藻酸钠形成水凝胶,再将该水凝胶在800℃的条件下制备为海藻酸钠基多孔碳气凝胶,利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对该气凝胶进行了表征分析,并考察了该气凝胶对溶液中四环素的吸附行为。结果表明,该碳气凝胶具有丰富的孔隙结构,比表面积可以达到52.37 m²/g。随着溶液初始pH值的增大,碳气凝胶对四环素的吸附量逐渐降低。碳气凝胶对四环素的吸附行为更符合准二级动力学方程(R²=0.825 7),最大吸附量可以达到112 mg/g,等温吸附过程对Freundlich等温吸附模型比对Langmuir等温吸附模型拟合度更高,说明利用处理脱硫废水的凝胶废弃物制备的海藻酸钠基多孔碳气凝胶在去除水环境中的抗生素方面有较好的应用前景,实现了脱硫废水凝胶废弃物的资源化利用。     

基于碳减排目标的省域碳生态补偿研究

基于低碳社会背景和碳减排目标,通过构建生态补偿理论框架,设定补偿模式、衡量准则、标准和补偿系数,建立了省域横向碳生态补偿模型,并对各省份进行了量化实证。结果表明:(1) 2015年,各省(除云南外)碳排放均大于碳吸收量,净碳排放总量达274. 60×103万t;(2)碳排放水平在空间分布上呈从东至西递减的态势,而各省碳汇是造成地均碳排放和建设用地地均碳排放空间分布差异的主要原因;(3)区内14省超出生态补偿阈值2 635. 30万t,以最适补偿水平需支付163. 00亿元,16省未达到生态补偿阈值,可获补偿91. 11亿元;(4)受经济发展水平、生态资源本底、碳排放目标强度等因素影响,生态补偿结果与经济发展水平呈空间同质,整体呈"东付西补"的分布状态。最后从构建以中央为主导的生态补偿模式、建立碳收支账户和完善多样化补偿方式等角度对省域横向碳生态补偿制度的建设提出了建议,以求为政府制定相关政策提供参考。     

湖库泥沙资源化多目标优化配置研究综述

合理利用泥沙的资源特性,实现泥沙资源优化配置是湖库生态环境治理迫切需要解决的关键问题之一。该文旨在对泥沙资源化及多目标优化配置方法的研究进行综述,总结泥沙资源化的研究现状和分析其发展趋势。首先对泥沙资源优化配置框架的相关研究进行了综述,主要集中于泥沙资源优化配置、泥沙资源化的途径、泥沙管理生态化及优化配置方法等方面,然后分析了目前对于泥沙资源优化配置的理论认识、模型构建及应用、方案评价及决策存在的主要问题,最后探讨了泥沙资源优化配置相关研究未来发展方向。