3种苯胺类化学品在好氧污水处理模拟系统中的降解特性

采用好氧生化污水处理模拟实验方法,研究了不同水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)下4-硝基苯胺、4-异丙基苯胺和2-氯-4-硝基苯胺的去除率.结果表明,HRT为6 h、12 h和24 h时,系统DOC去除率依次为70.2%、80.3%和88.3%,4-硝基苯胺去除率分别为48%、64.7%和75%,4-异丙基苯胺的去除率分别为66%、76%和91%,提高HRT可促进溶解性有机碳和苯胺类化学品的去除.2-氯-4-硝基苯胺在不同HRT条件下较难去除,去除率平均值低于20%.生物降解动力学实验结果表明,4-硝基苯胺、4-异丙基苯胺和2-氯-4-硝基苯胺在3 g·L~(-1)好氧活性污泥中的降解符合一级动力学方程,回归系数大于0.95,生物降解半衰期依次为6.01 h、16.16 h和123.75 h.异丙基对苯胺类化学品生物降解具有积极作用,而硝基和氯原子等基团抑制生物降解性.     

广州地区雨水化学组成与雨水酸度主控因子研究

采集了广州地区2003-10～2004-09的雨水样品,通过对雨水样品的pH值、主要阴阳离子组成和可溶性有机碳(DOC)的测定,分析了广州地区酸雨的现状以及影响雨水酸度的主要因素等.结果表明,在观测期间,广州地区酸雨频率高达85%;雨水的主要离子组成为NH₄⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Ca²⁺、Cl^-和Na⁺,而DOC约占总化学组成的24.0%;雨水酸度的主要控制离子还是SO₄^2-,但NO₃^-对雨水酸度的影响越来越大;同时,水溶性有机酸对雨水酸度的贡献也很明显.另外,来自扬尘中高浓度的碱性含钙化合物也对雨水酸度有明显的中和作用.     

不同施肥措施对土壤活性有机碳的影响

采用田间试验,研究了不同施肥措施下,华北冬小麦-夏玉米轮作体系中潮土土壤活性有机碳含量及组分的变化特征.结果表明,施肥显著增加土壤水溶性有机碳和易氧化有机碳含量,与不施肥相比,增加幅度分别为24.92～38.63 mg·kg-1和0.94～0.58 g·kg-1,其中单施有机肥对土壤水溶性有机碳含量增加作用大于配施化肥和化肥单施,单施有机肥或与化肥配施对土壤易氧化有机碳的提升效果优于单施化肥.有机肥或化肥单施对土壤微生物量碳没有显著促进作用,而有机肥与化肥配施土壤微生物量碳含量分别增加36.06%和20.69%;土壤易氧化有机碳、水溶性有机碳和微生物量碳占总有机碳的比例变化范围分别为8.41%～14.83%、0.47%～0.70%和0.89%～1.20%,施肥显著提高了土壤水溶性有机碳和易氧化有机碳比例,不同施肥措施对水溶性有机碳的提升效应没有显著差异.有机肥与化肥配施对易氧化有机碳的比例提升作用大于有机肥或化肥单施,同时显著增加土壤微生物量碳比例,但有机肥或化肥单施对土壤微生物量碳比例没有显著作用.可见,在试验地条件下,有机肥与化肥的适当配施对于增加土壤活性有机碳含量和有效调控其关键组分具有重要作用.     

Copper and cadmium effects on growth and extracellular exudation of the marine toxic dinoflagellate Alexandrium catenella: 3D-fluorescence spectroscopy approach

In this study, metal contamination experiments were conducted to investigate the effects of copper and cadmium on the growth of the marine toxic dinoflagellate Alexandrium catenella and on the production of dissolved organic matter (Dissolved Organic Carbon: DOC; Fluorescent Dissolved Organic Matter: FDOM). This species was exposed to increasing concentrations of Cu²⁺ (9.93 × 10⁻¹⁰–1.00 × 10⁻⁷ M) or Cd²⁺ (1.30 × 10⁻⁸–4.38 × 10⁻⁷ M), to simulate polluted environments. The drastic effects were observed at pCu²⁺ = 7.96 (Cu²⁺: 1.08 × 10⁻⁸ M) and pCd²⁺ = 7.28 (Cd²⁺: 5.19 × 10⁻⁸ M), where cyst formation occurred. Lower levels of Cu²⁺ (pCu²⁺ > 9.00) and Cd²⁺ (pCd²⁺ > 7.28) had no effect on growth. However, when levels of Cu²⁺ and Cd²⁺ were beyond 10⁻⁷ M, the growth was totally inhibited. The DOC released per cell (DOC/Cell) was different depending on the exposure time and the metal contamination, with higher DOC/Cell values in response to Cu²⁺ and Cd²⁺, comparatively to the control. Samples were also analyzed by 3D-fluorescence spectroscopy, using the Parallel Factor Analysis (PARAFAC) algorithm to characterize the FDOM. The PARAFAC analytical treatment revealed four components (C1, C2, C3 and C4) that could be associated with two contributions: one, related to the biological activity; the other, linked to the decomposition of organic matter. The C1 component combined a tryptophan peak and a characteristic humic substances response, and the C2 component was considered as a tryptophan protein fluorophore. The C3 and C4 components were associated to marine organic matter production.     

溶解性有机碳影响铜对背角无齿蚌稚蚌的急性毒性研究

为了探究溶解性有机碳(DOC)影响铜对背角无齿蚌稚蚌的急性毒性,以0.1‰盐浓度的去离子水为实验用水,设定梯度为0、10、23、45、90和180μg·L-1的Cu浓度,再分别添加0.3、0.8、1.5、3.0和6.0 mg C·L-1DOC形成实验溶液,开展了96 h铜暴露下背角无齿蚌1~2 d稚蚌的急性毒性实验。对应于各DOC浓度组的96 h-Cu-EC50值分别为19(95%置信区间:13~27,下同),23(17~31),17(12~23),13(8~19)和10(5~14)μg·L-1;DOC浓度与稚蚌的96 h-Cu-EC50值的变化呈负相关关系(R=-0.968,P=0.007)。本研究的结果显示,背角无齿蚌稚蚌对环境中Cu浓度的变化十分敏感,96 h-Cu-EC50值与国家渔业水质标准(GB11607—89)Cu的限量值十分接近,适于预警水环境中Cu的污染水平;但仅调整DOC浓度这一个水化学指标对降低铜毒性、减少稚蚌的死亡等方面效果并不明显。     

利用CDOM吸收系数估算太湖水体表层DOC浓度

溶解有机碳(DOC)是水体中最大的有机碳库,在水体碳循环中起着重要作用.有色溶解有机物(CDOM)是DOC的重要组成部分,其吸光作用改变着水下光场结构,是水色遥感监测的重要因子之一,建立两者的联系为利用遥感技术估算湖泊水体表层DOC浓度提供有效的技术方法.基于2010年5月、2011年1月、2011年3月和2011年5月的太湖4期实验数据(183个采样点),利用CDOM特征波长吸收系数[ag(250)和ag(365)]建立多元线性模型估算太湖水体DOC浓度,同时利用2011年8月29日～9月2日的数据(n=27)对模型进行验证评价,并构建了湖泊水体DOC浓度的遥感反演模式.结果表明,该模型能够有效估算太湖水体的DOC浓度;2011年1月DOC和CDOM的源和汇有较大差异,估算效果较差;其他3期数据的模型估算效果显著(R2=0.64,RMSE=14.31%,n=164),并在201108期数据中得到了验证(R2=0.67,RMSE=10.58%,n=27).模型形式虽具有一定的通用性,但系数在不同的水域中有所差异,模型系数的区域化成为下一步研究的重点.     

紫色土壤有机碳活性组分对生物炭施用量的响应

土壤有机碳(SOC)是土壤最重要的组成部分,土壤活性有机碳是引起土壤碳库变化的关键,为研究在不同施用量生物炭还田下土壤有机碳及其活性组分的影响,本试验在重庆国家紫色土肥力与肥料效益长期监测基地测定了无物料还田(CK)、生物炭还田(8 000 kg·hm-2,BC)、0.5倍生物炭还田(4 000 kg·hm-2,0.5 BC)、2倍生物炭还田(16 000 kg·hm-2,2BC)配施化肥处理下的紫色土丘陵区油菜/玉米轮作制中土壤有机碳及活性组分含量.结果表明:(1)施用生物炭可以显著提高土壤有机碳的含量(P0.05),在一定范围内,生物炭的施用量与土壤有机碳含量成正比.适量的生物炭施入土壤后,土壤微生物量碳(SMBC)含量上升,但0.5BC和2BC处理下土壤微生物量碳反而减少.生物炭不同施入量均可提高土壤可溶性碳(DOC)和土壤易氧化碳(ROC)的含量,其中0.5BC处理的含量最高,分别为198.83 g·kg-1和4.86 g·kg-1.(2)生物炭的施用均显著降低了土壤微生物熵和ROC/SOC,其中0.5BC处理最低,分别较CK处理下降了20.45%和4.11%,而2BC处理最高.0.5BC和BC处理均能提高DOC/SOC,且0.5BC处理显著高于BC处理.总体上,虽然生物炭还田微生物活性较低,但土壤有机碳及其稳定性较高,有利于土壤有机碳积累,促进土壤固碳.同时适量的生物炭还田可以持续稳定增长土壤有机碳含量,少量生物炭0.5BC处理还田可提高土壤中可溶性有机碳和易氧化有机碳含量.     

天然水体中铜的形态及其对Q67淡水发光菌的毒性作用

通过铜加标实验,运用两步酸化阳极溶出伏安法(DAM-DPASV)得到官厅水库各水样对铜的络合容量,同时测定了水样在铜加标前后对Q67淡水发光菌的96h急性毒性.官厅水库各水样对铜的络合容量为26～128μg/L,与水样中DOC的含量成正比,络合容量随DOC含量的增加而升高.铜对Q67淡水发光菌的毒性随着水样对铜络合容量的增加而降低,相对于用总铜浓度表示的EC50而言,由电极有效态铜浓度(无机铜浓度)表示的EC50能够更好地预测天然水体中铜对Q67淡水发光菌的毒性.      

DOC+CDPF配方对柴油公交车颗粒物排放特性影响

为研究不同DOC+CDPF（催化型连续再生颗粒捕集器）配方对公交车颗粒物排放特性的影响,以一辆满足国Ⅲ排放的柴油公交车为试验样车,在重型底盘测功机上分别进行了加装3种不同DOC+CDPF的柴油机在中国典型城市公交车循环（CCBC）中的排放特性试验,分析了不同贵金属负载量对柴油机颗粒物排放特性的影响.结果表明：在相同贵金属配比情况下,当DOC+CDPF催化剂配方中贵金属负载量较高时,颗粒物浓度降幅较大.3种方案的颗粒物质量浓度综合减排率分别为99.3%、98.8%、96.4%,平均降幅达到98.2%;当使用DOC+CDPF后,柴油机颗粒物粒径分布由双峰对数分布变为三峰对数分布,但不同催化剂配方下对应的粒径最大峰值点会偏移;采用DOC+CDPF装置后,发动机排放背压略有增加.且当贵金属负载量越高时,装置压降增量越少,被动再生性能越优异.     

淹水条件下三峡库区典型消落带土壤释放DOM的光谱特征:紫外-可见吸收光谱

消落带土壤在淹水发生时释放溶解性有机质(DOM),是上覆水体DOM的重要来源.但同时对淹水释放DOM进行定量定性分析的报道并不多见.本文以三峡库区典型消落带为研究对象,通过模拟实验,利用紫外-可见吸收光谱,研究了厌氧淹水和正常淹水条件下,淹水土壤释放DOM的光谱特征.结果表明,消落带4个区域土壤淹水均呈"快速释放-下降-动态平衡"释放规律;释放速率和通量计算表明,DOM释放呈现出"源-汇动态交换"特征.对比两种淹水处理,尽管溶解性有机碳(DOC)和有色溶解性有机质(CDOM)无显著差异,但厌氧淹水DOM芳香性(SUVA280)高于正常淹水,而光谱斜率比值(SR)对不同淹水条件不敏感.同时,厌氧淹水时,DOC和CDOM的相关性也明显高于正常淹水.另外,各区域土壤淹水释放DOM存在差异,以忠县石宝寨土壤释放强度最高,尽管土壤有机质含量是影响各区域土壤淹水释放DOM差异的重要原因之一,但其他地化因素仍需考虑.因此,仅仅关注DOC浓度变化并不足以完全描述DOM的释放特征.