秸秆与生物炭还田对土壤团聚体及固碳特征的影响

揭示秸秆与生物炭还田对团聚体有机碳含量、分布、稳定性以及相对贡献率的影响,有利于明确秸秆与生物炭还田下土壤碳库的稳定性及其保护机制.采用田间试验方法研究了油菜/玉米轮作模式下,秸秆与生物炭还田对土壤团聚体及固碳特征的影响.结果表明:(1)秸秆与生物炭还田各处理均能提高土壤有机碳含量,其中生物炭还田(BC、16.88 g·kg~(-1))、秸秆+生物炭还田(CSBC、17.37 g·kg~(-1))效果优于秸秆还田(CS、13.76 g·kg~(-1))和秸秆+速腐剂还田(CSD、14.68 g·kg~(-1)).(2)与对照(CK)处理相比,CS、CSD处理能显著地提高大团聚体(2 mm)含量,增加率为94.00%~117.78%,同时显著提高了水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、R0.25,降低了分形维数(D),提高了团聚体稳定性(P0.05).(3)随着团聚体粒径的增大,团聚体有机碳含量呈现先降低再增高然后再降低,且粉黏粒(0.053 mm)对土壤有机碳贡献率最高(29.61%~42.18%),大团聚体有机碳贡献率最低(9.19%~17.81%).除CSD处理外,CS、BC、CSBC处理降低了较大团聚体(2~0.25 mm)和微团聚体(0.25~0.053 mm)有机碳贡献率.秸秆还田促进土壤团聚作用效果优于生物炭还田,而生物炭还田提高团聚体有机碳含量效果优于秸秆还田,秸秆新碳主要向大团聚体内分配,秸秆+速腐剂还田还能促进较大团聚体内不同组分结合新碳,生物炭、秸秆+生物炭还田主要向微团聚体中富集.     

安徽省TJ-Ⅱ型钻孔体应变同震效应分析

描述了安徽省地震局"十一五"期间安装的5套钻孔体应变仪的地质构造特点与钻孔岩芯物理特性,介绍了TJ-Ⅱ体应变仪的运行情况。通过对两次强震活动的同震效应分析,初步探讨了地理、地质构造条件不同的情况下,各观测井对记录应力活动能力强弱的反映。     

Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons from aqueous solution by raw and modified plant residue materials as biosorbents

Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs）, e.g., naphthalene, acenaphthene, phenanthrene and pyrene, from aqueous solution by raw and modified plant residues was investigated to develop low cost biosorbents for organic pollutant abatement. Bamboo wood, pine wood, pine needles and pine bark were selected as plant residues, and acid hydrolysis was used as an easily modification method. The raw and modified biosorbents were characterized by elemental analysis, Fourier transform infrared spectroscopy and scanning electron microscopy. The sorption isotherms of PAHs to raw biosorbents were apparently linear, and were dominated by a partitioning process. In comparison, the isotherms of the hydrolyzed biosorbents displayed nonlinearity, which was controlled by partitioning and the specific interaction mechanism. The sorpfion kinetic curves of PAHs to the raw and modified plant residues fit well with the pseudo second-order kinetics model. The sorption rates were faster for the raw biosorbents than the corresponding hydrolyzed biosorbents, which was attributed to the latter having more condensed domains （i.e., exposed aromatic core）. By the consumption of the amorphous cellulose component under acid hydrolysis, the sorption capability of the hydrolyzed biosorbents was notably enhanced, i.e., 6-18 fold for phenanthrene, 6-8 fold for naphthalene and pyrene and 5-8 fold for acenaphthene. The sorpfion coefficients （Kd） were negatively correlated with the polarity index [（O＋N）/C], and positively correlated with the aromaticity of the biosorbents. For a given biosorbent, a positive linear correlation between logKoc and logKow for different PAHs was observed. Interestingly, the linear plots of logKoc-logKow were parallel for different biosorbents. These observations suggest that the raw and modified plant residues have great potential as biosorbents to remove PAHs from wastewater.     

溴氰虫酰胺及其代谢物在土壤和葱中残留行为

论文建立了溴氰虫酰胺及其代谢产物J9Z38在土壤和葱中残留量的高效液相色谱三重四级杆串联质谱(LC-MS/MS)测定方法,其最小检出量分别为0.1×10-9g和0.5×10-9g;溴氰虫酰胺和J9Z38在葱和土壤样品中最低检出浓度均为0.01 mg/kg。在0.01~0.1mg/kg添加水平下,溴氰虫酰胺在土壤和葱中添加回收率分别为87.8%~99.3%和79.6%~100.3%,相对标准偏差分别为1.6%~4.6%和5.1%~7.2%;J9Z38在土壤和葱中添加回收率分别为76.0%~100.8%和77.8%~98.9%,相对标准偏差分别为5.6%~10.0%和4.2%~8.3%,均符合农药残留量分析的要求。同时,为了解100 g/L溴氰虫酰胺油悬剂在葱上施用后,溴氰虫酰胺在土壤和葱中的残留消解动态及最终残留状况,在北京和山东两地开展了大田试验研究。结果表明,溴氰虫酰胺在土壤和葱中的残留消解半衰期分别为1.3~2.6 d和2.4~4.3 d,属于易降解农药。100 g/L溴氰虫酰胺油悬剂按推荐剂量和1.5倍推荐剂量在葱中各施药3次和4次,距最后一次施药1 d时,溴氰虫酰胺在葱中最高残留量为0.13 mg/kg,表明100 g/L溴氰虫酰胺油悬剂在葱中使用后,溴氰虫酰胺在葱中的残留量较低。     

广西不同石漠化等级下SPAC水势梯度及其环境效应

以野外观测为基础,对广西不同石漠化等级(无石漠化、轻度石漠化、中度石漠化和重度石漠化)下土壤-植被-大气连续体(Soil-Plant-Atmosphere Continuum,简称SPAC)系统中的水势日变化、气象因子日变化过程进行了研究。结果表明:随着石漠化程度的增加,大气水势降低,大气水势对不同石漠化程度的反应敏感。岩溶区石漠化等级下植物和土壤水势较低,不同石漠化条件下的植物叶水势在-7.79±0.43~-2.68±0.11 Mpa之间,土壤水势在-4.00±0~-0.08±0.04 Mpa之间,重度石漠化等级下植物处于萎蔫状态。植物在正午受到的水分亏缺程度为:重度石漠化中度石漠化无石漠化轻度石漠化。无石漠化下植物叶片水势与大气温度呈正相关关系,与大气相对湿度呈负相关关系,轻度石漠化、中度石漠化和重度石漠化下植物叶片水势与大气温度呈负相关关系,与大气相对湿度呈正相关关系。水分在SPAC系统中运移,其能量消耗主要集中在叶片-大气的过程。叶-气水势差差值大小为:中度石漠化重度石漠化轻度石漠化无石漠化。随着石漠化程度的增加,SPAC水势梯度提高,各介质层水势差的增大,提高了水分循环和能量交换的强度。     

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).     

L形和U形三维钝体结构绕流的数值模拟研究

采用大涡模型对L形和U形三维钝体建筑物的绕流特性和风压分布特性进行数值研究.考虑平均和脉动速度入口边界,在雷诺数为1.5×105～7×105条件下,对2种钝体的9种分析工况进行瞬态动力分析,并将计算结果与已有研究进行对比.研究表明,钝体绕流对周围流场影响的强弱程度依次为尾流区、屋顶区、来流区,影响大小随着流场与钝体之间...     

云南白秧坪铜银矿床Cu、Ag迁移形式探讨

在野外地质研究的基础上,采用地球化学热力学方法研究了Cu、Ag的迁移形式。研究结果表明,铜在热液中主要以CuCl42-、Cu(H2O)42+、Cu(S2O3)46-、CuS46-、Cu(HS)42-、Cu(SbS3)410-形式迁移;银在热液中主要以AgCl2-、Ag(S2O3)23-、Ag(HS)2-、AgS23-、Ag(SbS3)25-形式迁移。铜银矿床是在含矿热液物理化学条件发生改变的情况下铜银化合物发生解析作用而成。     

饱和砂土中粗砂透镜体对DNAPL迁移过程的影响研究

该研究在饱和二维砂箱中开展重非水相液体(DNAPL)污染物入渗试验,目的是探讨粗砂透镜体对污染物迁移过程的影响。试验过程中使用数码相机拍摄污染物的入渗过程,根据照片绘制出污染物入渗锋面图。试验结果表明：（1）受到局部介质非均质性的影响,DNAPL呈现“指状”入渗现象,污染物入渗过程受到粒径尺寸影响,在粗砂透镜体中存在加快DNAPL入渗的“优势通道”;（2）污染物的入渗速度范围在0.05～0.46 cm/min之间,对比砂箱中DNAPL垂向入渗速度和横向扩散速度可知,其垂向入渗与横向扩散相互影响,垂向入渗受到阻碍后,横向扩散速度相应增大。（3）粗砂透镜体顶部高渗透性的“中砂-粗砂”界面,加快了污染物入渗速度,底部低渗透性的“粗砂-中砂”界面,阻碍了污染物的垂向入渗,两侧“粗砂-中砂”界面阻碍了污染物横向扩散。试验结果提供了直观基础的图像数据,有助于理解饱和粗砂透镜体非均质条件下DNAPL迁移过程。     

厌氧氨氧化细菌铜氧化酶异源表达及酶学分析

厌氧氨氧化细菌是在地球生物氮循环过程中具有重要意义的一类微生物,利用其脱氮性能发展的厌氧氨氧化工艺是目前最具前景的污水生物脱氮技术,但是厌氧氨氧化细菌对环境变化敏感限制了实际工程的应用,因此有必要研究参与厌氧氨氧化细菌应激机制的功能蛋白。铜氧化酶是细菌中参与细胞应激反应的一类蛋白,能够帮助细菌抵抗多种因素(如过氧化物、金属离子等)对细胞的侵害。该研究克隆了来自厌氧氨氧化细菌的铜氧化酶基因,并将其转入大肠杆菌BL21(DE3)中过量表达,培养温度30℃,异丙基-β-D-硫代半乳糖苷终浓度0.2 mmol/L为最佳诱导条件。对以包涵体形式存在的铜氧化酶进行纯化,经10%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,得知目的蛋白分子质量约为35 kD。优化了铜氧化酶的复性条件,获得了具有漆酶活性的目的蛋白,针对漆酶底物2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐的最适pH值是3,最适温度是35℃,在最适反应条件下,K_m为1 538.91μmol/L,V_max为17.76μmol/(L·min),k_cat为1.09 s^-1