地形、树种和土壤属性对喀斯特山区土壤胞外酶活性的影响

土壤胞外酶在生态系统生物地球化学循环过程中扮演着重要角色,然而关于土壤胞外酶活性的主控因子研究还不够深入,特别是在偏碱性的钙质土壤区域相关研究尤其缺乏.本研究以典型喀斯特山区(木论国家级自然保护区)的林地为研究对象,采集不同地形条件(不同坡位和坡向)、不同树种(厚壳桂和伞花木)下的表层土壤(0~15 cm),测定了与碳、氮、磷循环相关的6种水解酶的活性及相关土壤理化性质.研究运用方差分解,并结合多响应置换过程以及冗余分析技术分析了地形、树种和土壤理化性质对土壤酶活性的影响.结果表明,坡位对土壤酶活性有显著影响.树种和坡向对土壤酶活性的影响不显著.方差分解结果表明,地形、树种和土壤理化性质共同解释了土壤酶活性变化的55.3%,其中土壤因子是影响酶活性改变的主要因子,解释了44.2%的变异.而冗余分析的结果进一步表明在土壤因子中,pH、总氮和无机氮是影响土壤酶活性变化的主要指标.研究首次量化了喀斯特地区小尺度内地形、树种及土壤理化性质对土壤酶活性变化的影响.研究也说明了在喀斯特山区小尺度内土壤酶活性的变化可由土壤理化性质来表征.     

分层型水源水库沉积物需氧量特性

为探明分层型水源水库沉积物需氧量(SOD)特性及其影响因素,选取西安金盆水库主库区上覆水体流速较低的库心区及流速较高的入库口两处沉积物进行对比实验,估算水体不同扰动条件下沉积物需氧量,利用Biolog-Eco平板和三维荧光光谱(EMMs)技术从底栖微生物群落代谢活性和沉积物有机质两方面对取样点沉积物需氧量的差异性进行分析.结果表明,静止条件下,入库与库心沉积物在较高溶解氧时(约5 mg·L-1)的沉积物面积需氧量SOD5area分别为0.13 g·(m2·d)-1和0.36g·(m2·d)-1,库心约为入库的2.69倍.动态条件下,沉积物-水界面上覆水扰动增加使沉积物需氧量增加,沉积物耗氧动力学由一阶动力学方程逐渐向零阶动力学方程转变.入库与库心沉积物有机质含量分别为44.43 mg·g-1和45.12 mg·g-1,库心沉积物的可溶解性有机质(DOM)的总荧光强度约为入库的1.5倍.有机质含量更高的库心沉积物细菌群落代谢活性(以AWCD表征)更强,表明高含量有机质和较强细菌代谢活性是引起库心沉积物需氧量大的主要因素.将深层水库水体耗氧过程的研究结果与现有充氧曝气技术进行结合,可为提高曝气器充氧效率提供科学依据.     

河南省2013年大气氨排放清单建立及分布特征

根据收集到的城市尺度排放源活动水平数据,采用排放因子法,基于"自上而下"和"自下而上"相结合的方式建立了河南省2013年大气氨排放清单,利用GIS技术进行3 km×3 km空间网格分配.结果表明,河南省2013年大气氨排放总量为1035.3 kt,排放强度为6.4 t ·km^-2;畜禽养殖和氮肥施用为主要氨排放源,分别占总排放量的52.71%和31.53%;畜禽养殖中肉牛、蛋禽和山羊为主要贡献源,分别占畜禽养殖排放总量的34.98%、16.63%和14.02%;不同城市排放源构成和排放强度不同;南阳市、周口市、商丘市和驻马店市是排放量较大的地级市,分别占全省总量的11.53%、9.84%、9.62%和9.57%;濮阳市和漯河市排放强度最大,分别达到10.7 t ·km^-2和10.2 t ·km^-2;空间分布特征显示,中东部地区排放量较高,西部地区相对较低,排放量较大的地区集中在平原地区和人口密集区域.     

广州市流溪河水体中6种内分泌干扰素时空分布特征与环境风险

以雌酮(E1)、雌二醇(E2)、双酚A(BPA)、壬基酚(4-NP)、辛基酚(4-t-OP)和三氯生(TCS)这6种内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals,EDCs)为对象,研究其在广州市流溪河水体中的时空分布特征,并对其雌激素活性进行风险评价.结果表明,14个监测点均有EDCs检出,总范围在26.07~7 109.5 ng·L-1,以4-NP贡献最高(78.62%),其次为BPA(11.91%),其他4种目标物浓度均较低(≤4.92%).时空变化上,EDCs浓度从上游至下游逐渐增加,尤其是下游支流中EDC浓度偏高;丰水期4-NP、4-t-OP浓度显著高于枯水期(P0.05),而E1、E2、BPA则呈相反趋势.相关性分析显示,DO与6种EDCs浓度变化呈显著负相关,高锰酸盐指数、EC、TN、TP、NH+4-N与E1、E2、BPA、TCS呈显著正相关,而与4-NP相关性不显著(P0.05),说明E1、E2、BPA、TCS可能与氮、磷营养盐污染同源.冗余分析(redundancy analysis,RDA)显示,流溪河水体中EDCs的季节性变化比空间变化更为明显(RDA1 56.14%RDA2 14.20%),丰水期水体中EDCs浓度变化主要受4-NP影响,而枯水期则主要受BPA影响.与世界范围内水体中EDCs浓度相比,流溪河中下游河段4-NP、BPA和TCS浓度处于较高水平,其他3种目标物处于中低水平.风险评价结果显示,流溪河中下游河段风险熵值RQ值均大于1,说明该区域具有高雌激素活性风险.     

基于脉冲电晕放电技术的硫氰化物分解与氮转化

针对含高浓度硫氰酸盐的废水/废液,采用高效的物化技术实现化学转化,避免生物过程因毒性抑制所需要的稀释作用,作为预处理工艺提供厌氧氨氧化的水质条件.以配制的硫氰酸盐模拟废水作为研究对象,采用自主搭建的脉冲电晕放电(PCD)装置,从构建厌氧氨氧化适配条件的目的出发,考察了不同pH条件下含氮污染物经PCD处理随时间的动态转化规律,以及SCN~--N降解副产物(SO_4~(2-)和HCO~-_3浓度)对NH~+_4-N降解的影响,并拟合了不同条件下NH~+_4-N的降解动力学.结果表明,PCD技术利用原位产生的O_3和·OH能氧化包括SCN~--N和NH~+_4-N在内的还原态含氮化合物为NO~-_3-N,pH的增高有利于氧化反应的进行;反应过程中产生的SO_4~(2-)和HCO~-_3对NH~+_4-N的氧化具有显著的抑制作用,HCO~-_3的抑制效应要高于SO_4~(2-).研究表明,对于高SCN~-废水的处理,PCD技术可作为厌氧氨氧化工艺的预处理技术,在规避毒性抑制与构造水质特征方面表现出优越性.     

异味混合物中组分浓度与其强度贡献关系研究

由挥发性有机污染物(VOCs)等引起的恶臭污染已经成为一个严重的环境问题,而污染物种类繁多,浓度差异大和物质间相互作用规律复杂等因素,对异味强度等感官评价研究造成极大困难.本研究针对室内环境,选取典型挥发性有机污染物组成多种异味混合物,6名专业嗅辨员组成嗅觉评价小组,分别评价异味混合物和相应各组分物质单独存在时的异味强度,分析混合物中各组分含量与混合物整体异味强度之间的联系.结果表明,当混合物中某物质异味活度(odor activity value,OAV)的自然对数值占混合物总量的比例小于20%时,其对混合物的异味强度贡献基本为零.利用该方法预先忽略多组分异味混合物中的部分物质,可以在异味物质相互作用规律和异味感官评价等研究中起到重要简化作用.     

连续流亚硝化中试反应器的启动及其能力提升

通过接种污水处理厂压滤后污泥,添加悬浮填料进行挂膜,采用连续流反应器处理模拟氨氮污水,对反应器的游离氨(FA)、游离亚硝酸(FNA)以及溶解氧(DO)进行调控,实现了中试亚硝化反应器的成功启动.结果表明,通过前期高DO,后期低DO的运行模式,并对反应器运行过程中的FA、FNA进行调控实现了AOB的富集和NOB的淘汰,启动成功后反应器内部亚硝酸盐产生速率(NPR)达到1.27 kg·(m~3·d)~(-1),亚硝酸盐积累率(NAR)也稳定在98%.采用实时荧光定量PCR方法(quantitative real time PCR,q PCR)对启动初期和成功启动后反应器中的功能微生物(AOB、NOB)进行分析,q PCR结果表明反应功能微生物AOB的拷贝数从启动初期的5.3×10~9copies·m L~(-1)增长到1.6×10~(11)copies·m L~(-1),NOB的拷贝数反而从1.1×10~(10)copies·m L~(-1)下降到1.2×10~9copies·m L~(-1),AOB拷贝数的数量级比NOB的要高2个数量级,这也是在启动过程中通过DO、FA、FNA等措施对NOB联合抑制的作用.     

A simple method to harness DC (direct current) electrical energy generated by bacterial activity

We developed a new system for collecting electrons generated by bacterial activity to supply DC (direct current) electrical energy. This system used eight titanium sub-electrodes (surface area of each sub-electrode: 189 cm²) connected to one central main titanium electrode (surface area of electrode: 1571 cm²). The distance between each sub-electrode and the main electrode was 30 cm. In an initial experiment, we collected electrons during composting cattle excreta, which was mixed with a commercially available microbial compost activator/starter. We analysed the relationships between the composting temperature and electrical current and voltage. Electrons were effectively collected and used successfully to obtain DC electrical energy. Generation of a stable voltage of approximately 0.5 V was clearly observed. This voltage was not related to compost temperature; however, the generated electrical current increased and decreased with compost temperature. The method was then used in a second experiment to collect electrons generated by bacterial activity in an agricultural field (area: 48 m²). Electrons in the field were effectively collected, and we measured a stable voltage of approximately 1.1 V and a stable current of approximately 0.7 mA. The system has the advantages of being simple, easily maintained, inexpensive, and applicable to large-scale agricultural fields.     

液氨储罐泄漏扩散模型的改进研究

针对液氨储罐孔洞泄漏的实际工况,综合考虑泄漏及由于泄漏导致液氨闪蒸造成 的罐压变化,以及储罐的许用压力,对其连续泄漏过程进行了分析,以此改进现有的泄漏扩 散后果分析模型,获得较忽略这些因素更为严重的后果.最后针对灾难性事故发生前连续泄 漏最大持续时间的影响因素进行了分析.结果表明,环境温度与初始罐压对其影响较大,是决定...     

基于概率神经网络的液氨汽车罐车复合故障诊断

故障诊断在保证危险化学品汽车罐车运输安全方面具有重要意义。从国内交通运输安全的实际要求出发,依据液氨汽车罐车的结构特点及国家法律法规的要求,比较全面、系统地分析了液氨汽车罐车故障特征的相关参数,并将其作为概率神经网络的输入结点。根据实际可能发生的故障分类模式,考虑到故障诊断的容错能力和自适应能力,提出了基于概率神经网络的复合故障诊断模型。利用指标参数作为网络训练样本,对未知故障模式进行诊断,并以广西地区压力容器检验所液氨检测数据为例进行说明。理论分析和实例计算表明,该模型物理概念清晰,计算结果合理,精度较高,在危险化学品汽车罐车故障诊断中有很好的适用性。该项工作可为我国危险化学品汽车罐车故障智能诊断的深入开展提供参考依据。