Connecting sources, fractions and algal availability of sediment phosphorus in shallow lakes: An approach to the criteria for sediment phosphorus concentrations

Although point and nonpoint sources contribute roughly equal nutrient loads to lakes, their relative role in supporting algae growth has not been clarified. In this research, we have established a quantitative relationship between algae-available phosphorus (P) and P chemical fractions in sediments; the latter indicates the relative contribution of point versus nonpoint sources. Surface sediments from three large shallow lakes in eastern China, namely, the Chaohu, Taihu and Hongzehu Lakes, were sampled to assess their algae-available P and chemically extracted P fractions. The algae-available P primarily comes from iron/aluminium (hydr)oxide-bound P (Fe/Al-bound P), 45% of which is algae-available P. The ratio of Fe/Al-bound P to calcium compound-bound P (Ca-bound P) indicated the relative contribution of point to nonpoint sources, with the point sources contributing the majority of increased Fe/Al-bound P in sediments. Therefore, the reduction of point sources from urbanized areas, rather than nonpoint sources from agricultural areas that primarily contribute to the Ca-bound P fraction, should be prioritized to alleviate cyanobacterial algal blooms (CyanoHABs) in shallow lakes with sediment P as a potential source to support algae growth. With these important results, we proposed a conceptual model for “P-pumping suction” from sediments to algae to aid in the development of the criteria for sediment P concentrations in shallow lakes.     

煤炭燃烧排砷水平与控制技术研究

煤炭是我国目前的主要一次能源之一,燃煤中的重金属污染愈来愈受到重视,如何控制煤炭中砷向环境中扩散,减轻环境污染是近年来重要的研究课题.通过开展对铁法煤业集团内部高砷煤和低砷煤的动力配煤燃烧试验,分析动力配煤燃烧过程中的砷迁移水平,研究铁法煤业集团内部动力配煤燃烧过程中的砷迁移规律和动力配煤降砷的可行性,并为开展最佳动力配煤操作数据提供理论依据,为高砷煤燃烧控制砷的排放寻找治理途径,提高煤炭资源的最大利用效率.     

二氧化钛-水体系氧同位素分馏系数的实验研究

对TiO2的两种常见同质多像变体金红石和锐钛矿与水之间的氧同位素分馈系数的实验研究进行了系统的总结和评述。水热品化法（575～775℃）和水热氧化法（300～700℃）以及低温水解（22～50℃）获得的实验金红石－水体系分馏系数与增量方法理论计算结果相一致。低温水对法获得的锐钛矿－水体系分馏可能是一种不平衡分馏，其分馏系数的大小决定于锐钛矿的形成机制。同时，低温水解实验还揭示．在低温矿物形成和同质多像转变过程中可能存在氧同位素继承性，这对解释低温环境氧同位素数据具有重要的地球化学意义。     

分光光度法测定中药板蓝根中砷含量的方法探讨

对中药材板蓝根中砷含量测定的方法进行探讨。样品经HNO3-H2SO4消解，分光光度法测定回收率，并用该方法对来自不同产地板蓝根中砷的含量进行了测定。结果表明：砷的含量在0-25μg范围与吸光度呈良好的线性关系，r=0.9997,回收率平均值为95.0％。各地区板蓝根中砷的含量参考相关国家标准均未超标。     

Catalytic oxidation effect of MnSO4 on As(III) by air in alkaline solution

The catalytic oxidation effect of MnSO₄ on As(III) by air in an alkaline solution was investigated. According to the X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope-energy dispersive spectrometer (SEM-EDS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis results of the product, it was shown that the introduction of MnSO₄ in the form of solution would generate Na_0.55Mn₂O₄·1.5H₂O with strong catalytic oxidation ability in the aerobic alkaline solution, whereas the catalytic effect of the other product MnOOH is not satisfactory. Under the optimal reaction conditions of temperature 90°C, As/Mn molar ratio 12.74:1, air flow rate 1.0 L/min, and stirring speed 300 r/min, As(III) can be completely oxidized after 2 hr reaction. The excellent catalytic oxidation ability of MnSO₄ on As(III) was mainly attributed to the indirect oxidation of As(III) by the product Na_0.55Mn₂O₄·1.5H₂O. This study shows a convenient and efficient process for the oxidation of As(III) in alkali solutions, which has potential application value for the pre-oxidation of arsenic-containing solution or the detoxification of As(III).     

长期施肥下浙江稻田不同颗粒组分有机碳的稳定特征

依托浙江水网地区稻田长期定位施肥试验(1996~2013年),利用固态13C核磁共振波谱技术,研究长期不同施肥措施下土壤各颗粒组分有机碳含量及其化学结构特征.结果表明,与不施肥对照(CK)相比,秸秆与化肥配施(NPKRS)、栏肥与化肥配施(NPKOM)、单施化肥(NPK)和单施栏肥(OM)处理均显著(P0.05)增加了砂粒(2~0.02 mm)、粉粒(0.02~0.002mm)和黏粒(0.002 mm)组分中有机碳含量;而单施秸秆(RS)处理仅显著增加砂粒组分有机碳含量.此外,与单施化肥处理相比,有机肥和化肥配施促进了新增有机碳在粉粒和黏粒组分的分配,更有利于新增有机碳的稳定.应用13C-NMR波谱技术进行结构表征,结果表明粉粒和黏粒组分有机碳的化学结构存在明显差异,粉粒组分烷氧碳、芳香碳的相对含量高于黏粒,而烷基碳、羰基碳的相对含量低于黏粒.长期有机肥与化肥配施下粉粒和黏粒烷基碳相对含量较单施有机肥处理分别降低9.1%~11.9%和13.7%~19.9%,烷氧碳的相对含量则分别增加2.9%~6.3%和13.4%~22.1%,表明有机肥与化肥配施处理降低了粉粒和黏粒组分有机碳的分解程度.长期单施化肥处理下粉粒和黏粒组分有机质的芳化度和疏水性低于单施有机肥处理和不施肥处理,有机质的矿化稳定性较低.长期有机肥与化肥配施,尤其是NPKOM处理,通过增加化学抗性化合物和碳水化合物的积累,并且减缓活性组分的分解提高粉粒和黏粒组分有机碳含量,是促进稻田土壤有机碳可持续积累的有效措施.     

Arsenic biotransformation and an arsenite S-adenosylmethionine methyltransferase in plankton

<正>Arsenic(As)is a well-recognized toxicant and carcinogen.Chronic exposure to inorganic arsenic causes a range of human cancers(e.g.,skin,bladder,and lung)and increases the risk of developing diabetes,hypertension,and cardiovascular and neurological diseases.The prevalence of arsenic species and the severity of their health effects continue to drive and demand for extensive research(Carlin et al.,2016).     

ASM1耦合曝气模型对污水处理厂的模拟研究

为了更好地模拟污水处理厂实际的曝气方式及溶解氧浓度,采用更加精确的曝气模型对某污水处理厂进行了模拟研究.该模型考虑了污泥浓度、堵塞及温度等因素对氧传质的影响,并将该曝气模型与ASM1相耦合.首先,通过灵敏度分析确定了对该污水处理厂出水指标影响较大的参数,分别为异养菌产率系数YH、异养菌最大比增长速率μH、自养菌最大比增长速率μA及自养菌氧利用半饱和系数KOA.然后,测定部分灵敏度较高的参数并使用测量结果对模型进行校正,校正结果使用希尔系数表征.最后,使用另一批数据对校正参数进行验证.模拟的COD、氨氮、总氮和好氧池末端溶解氧的希尔不等系数分别是0.13、0.23、0.20和0.15,而通过控制溶解氧浓度或理论氧转移效率模型模拟则出现氨氮、溶解氧、总氮及COD的希尔不等系数不同程度上升的结果.校验后的ASM1/曝气耦合模型参数可以很好地应用于污水处理厂的模拟当中,对于优化污水厂曝气控制具有重要意义.     

华南某金矿下游河道砷镉分布特征

对华南某金矿下游河道砷、镉分布特征进行了初步研究,在金矿下游河道沿程布设7个沉积物采样点及两个河道断面,分析了沉积物及断面土壤的砷、镉、铬、铜、镍、铅、锌含量。采用Tessier连续提取法分析沉积物中砷、镉等重金属的形态。砷含量高达10 208⁷0 621 mg/kg,镉含量达2.870 621 mg/kg,镉含量达2.8¹0.2 mg/kg。沉积物中砷、铅元素含量沿水流方向总体呈现减少趋势,铬、铜元素含量沿水流方向呈现增加趋势,镉元素含量沿水流方向先增加后减少。上游断面沉积物砷、镉等重金属浓度由河流中泓线向河岸方向增加,砷含量由16 617 mg/kg增加至53 197 mg/kg;下游断面则反之,砷含量由16 860 mg/kg减少至384mg/kg。沉积物中砷、镉等重金属元素主要以铁锰氧化态、有机结合态和残渣态的形式存在。     

干热河谷林地燥红土固碳特征及"新固定"碳表观稳定性

全球气候变化背景下,森林土壤固碳能力及所固定碳的稳定性受到极大关注.基于土壤密度分组和酸水解技术,对比研究了1991年营造的大叶相思(Acacia auriculiformis)林不同阶段(1991、1997、2003和2010年)土壤及其物理和生化组分中有机碳密度.结果表明,造林19 a后林地表层(0～15 cm)和亚表层(15～30 cm)土壤有机碳密度分别为1.40 kg.m-2和0.99kg.m-2.研究期内(1991～2010年)表层和亚表层土壤平均固碳速率分别为37.89 g.(m2.a)-1和16.84 g.(m2.a)-1,且土壤呈现加速固碳特征.2003年林地表层重组有机碳分配比例为71.44%,显著高于2010年(67.99%).2003年林地表层或亚表层轻组顽固性碳指数显著高于重组,但均随林龄的增加而降低,尤其是轻组顽固性碳指数.2003～2010年间燥红土"新固定"碳中57%～70%受物理保护,33%～49%为生化稳定性碳.研究揭示出干热河谷人工林燥红土具备较大的固碳能力.受物理保护碳的生化稳定性低于非保护碳,其稳定性均随林龄的增加而降低.