褐铁矿与固体含量对牛粪秸秆混合厌氧干式发酵的影响

干式厌氧发酵是处理农业废弃物的有效途径之一,其中总固体（TS）含量和外源添加剂是影响有机质产甲烷过程的重要影响因素。以牛粪与水稻秸秆为例,研究了不同的褐铁矿添加量以及TS含量对牛粪秸秆混合厌氧干式发酵产甲烷过程的影响,并对沼渣特性进行表征。结果表明：固定TS含量25%时,添加1%褐铁矿（基于底物TS含量）显著促进产甲烷过程,产气量比对照组增加了21 mL·g-1（以VS计）;对照组（无褐铁矿）和添加1%褐铁矿时,纤维素降解均随TS含量升高而降低;TS含量40%时,添加1%褐铁矿对产甲烷过程具有抑制作用,甲烷产率相比于对照组（TS含量25%）降低了71%。可见只有当TS含量25%时,添加适量褐铁矿才能有效促进牛粪秸秆混合厌氧发酵产甲烷过程。研究可为优化农业废弃物甲烷化提供参考。     

污泥堆肥对针茅和车前草生长的影响

针对城市污水厂污泥堆肥利用问题,选取了北方常见的2种多年生草本植物——针茅(Stipa capillata Linn.)和车前草(Planta goasiatica Linn.),利用盆栽试验研究了在污泥堆肥混合比例(污泥堆肥与壤质黏土质量比)分别为0、5%、10%、15%和20%时,土壤中植物的长势和对营养元素的利用率。结果表明,随着污泥堆肥混合比例的增加,土壤的有机质、凯氏氮、总磷浓度和电导率升高,pH呈略微降低趋势。不同植物所需的最佳污泥堆肥混合比例不同,当混合比例为15%时,针茅的干重最大;混合比例为10%时,车前草的干重最大。SPSS方差分析表明,5%的混合比例对针茅单株干重增长量的影响最为显著,而20%的混合比例对针茅生长有明显的抑制作用;10%的混合比例对车前草单株干重增长量的影响最为显著。植物吸收的营养元素的量仅占土壤减少量的小部分,针茅和车前草对污泥堆肥中营养元素的利用率随着污泥堆肥混合比例的增加而减少。混合比例为10%时,针茅对氮和磷的利用率分别为1.76%~6.15%和0.93%~2.57%;车前草对氮和磷的利用率分别为2.52%~9.13%和3.57%~8.98%。     

不同添加剂下污泥堆肥化处理氮素变化研究

研究采用了高温好氧堆肥的方法,将城市生活污泥与不同比例花生壳、干污泥混合,在密闭反应器中堆肥,研究堆肥过程中氨气挥发量以及各种形态氮素含量的变化情况.结果表明,初始含水率调整在60%左右,综合堆体温度、含水率下降、氨气挥发量及氮素转化损失量,在污泥处理中添加8.3%花生壳+41.7%干污泥的处理效果最佳,其单位时间氨气挥发量为对照处理的1/5,全氮损失8.9%.在实际生产中,可以将堆肥产物干污泥循环使用,再辅以少量花生壳等干物料进行污泥堆肥,可达到降低成本的效果.     

非混合接种对猪粪厌氧干发酵产气特性的影响

为达到缓解猪粪厌氧干发酵时有机酸的积累并能够同时提高产气性能的目的,采用小试批式实验,在中温(37 ℃)、总固体(TS)为20%的条件下研究了猪粪接种物全混合发酵、猪粪非混合接种发酵、猪粪玉米秸秆与接种物全混合发酵及猪粪玉米秸秆混合原料非混合接种发酵这4种方式对发酵体系的有机酸积累及产甲烷特性的影响。结果表明,猪粪接种物全混合发酵和猪粪玉米秸秆与接种物全混合发酵的总有机酸(TVFAs)质量浓度在发酵结束时分别为15.2和3.6 mg·g⁻¹,较对应底物的非混合接种发酵分别提高了6.3倍和5.0倍。在2种非混合接种发酵体系中,TVFAs质量浓度在21 d后迅速降低。其中,猪粪玉米秸秆混合原料非混合接种的TVFAs下降幅度更大,其第30天的TVFAs质量浓度低于1.5 mg·g⁻¹。猪粪玉米秸秆混合原料非混合接种厌氧发酵产气效果最佳,累积VS产甲烷量达到148.2 mL·g⁻¹。猪粪非混合接种发酵沼气中甲烷含量最高,达到75.1%。修正的Gompertz模型拟合结果显示,猪粪玉米秸秆混合原料非混合接种发酵和猪粪非混合接种发酵的迟滞期分别为10.6和12.4 d,较对应底物的混合接种发酵分别缩短了5.9和6.1 d;最大VS产甲烷速率分别提高了1.7倍和4.9倍,达到6.2和4.8 mL·(g·d)⁻¹。非混合接种能够缓解猪粪厌氧干发酵的酸抑制并同时提高其甲烷产率。     

广州市南沙区高新沙水库大气干湿沉降重金属含量、沉降通量特征分析及其对水库水质的影响

大气干湿沉降是地表水某些元素的主要输入途径,其中的重金属元素可能对水体质量产生影响.本研究于2020年8月—2021年8月在广州市南沙区高新沙水库采集了大气干湿沉降样品,测定了8种重金属（铬、镍、铜、锌、砷、镉、汞、铅）的浓度,探讨了其含量特征,对大气干湿沉降重金属来源进行了解析,估算了重金属的月、季度和年沉降通量,并研究了大气干湿沉降对水库水质的影响.结果表明：大气干湿沉降中铬、镍、铜、锌、砷、镉、汞、铅的平均含量分别为68.44、18.41、39.56、244.02、9.98、0.39、0.91、38.6 mg?kg^-1,其中铬、镍、铜、锌、镉、汞、铅的平均含量均高于广东省土壤背景值.Zn、Cu、Cd、Ni、As、Pb可能有相同的物源,来自燃煤、垃圾燃烧和交通活动,贡献率为45.05%;Cr、As可能有相同的物源,来自工地粉尘、道路尘,贡献率为22.52%.大气干湿沉降重金属的月沉降通量在3、4月达到最大值.Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb的大气干湿沉降季度通量随季度变化逐渐减少,即第I季（春季）>第II季（夏季）>第III季（秋季）>第IV季（冬季）.大气干湿沉降中锌的年沉降通量最高（均值94.96 mg·m^-2·a^-1）,镉的年沉降通量最低（均值0.13 mg·m^-2·a^-1）.大气干沉降年通量均大于湿沉降年通量.考虑大气干湿沉降落入库区的重金属（无论重金属在水中的溶解效率高低）,水库中重金属的浓度低于地表水环境质量标准II类标准.研究成果对于制订高新沙水库的污染防控政策具有重要的指导作用.     

酸沉降影响下重庆马尾松林的健康监测及调控技术研究

酸沉降影响下重庆马尾松(Pinus massoniana)林的衰退一直受到研究者的重视,并取得一定成果,但森林健康监测和调控技术等方面的研究还很少。以重庆铁山坪马尾松纯林为研究对象,采用欧洲叶量损失率的划分标准,选择叶量损失率为0～20%、20%～40%、40%～60%和60%～99%的优势木,分析其树冠下的土壤化学性质及针叶元素含量;采用随机区组设计,设立在土壤表面撒施石灰石粉0(不撒施石灰石粉,对照)、1、2、3和4t·hm-25个处理,探讨不同石灰石粉剂量处理对优势木针叶元素含量和生长的影响。结果表明:不同叶量损失率的马尾松优势木树冠下的土壤化学性质基本相似,0～60cm土层的pH平均值在3.59～3.80,盐基饱和度平均值低于10%,土壤严重酸化,随叶量损失率的增加,一年生针叶内K、Na、Ca、Mg、Al、P、S、N等元素含量并无明显差异。针叶内P缺乏是营养限制因子。撒施石灰石粉165d后,1、2、3t·hm-2处理的优势木一年生针叶中P、Mg含量增加,增幅以2t·hm-2处理最高,比对照分别增加30.26%和12.65%;所有撒施石灰石粉处理的N含量增加,Ca含量有增有减,变化规律不明显。撒施石灰石粉一年后,各处理优势木的树高和胸径生长量增加,针叶损失率下降,主轴顶梢长度和一年生针叶长度增加。短期内从一年生针叶中P、Mg含量及林木生长和健康情况变化综合来看,石灰石粉一次撒施量以2t·hm-2效果最佳。     

黄海西部大气湿沉降(降水)中各元素沉降通量的初步研究

本文对黄海西部的千里岩、青岛的麦岛降水(雨+雪)中的H+,NH+4,K +,Na+,Ca2+,Mg2+,F-,Cl-,NO-3,SO2-4 ,SiO2-3,PO3-4进行了测定.计算了除H+以外其他离子的湿沉降通量.1998年千里岩N,P,Si的湿沉降通量分别为:DIN([NH+ 4]+[NO-3])0.611g·m-2.a-1,P 0.002g·m-2 ·a-1,Si 0.078g·m-2·a-1,麦岛N,P,Si的湿沉降通量分别为:DIN 0.776g·m-2.a-1,P 0.008g·m-2·a-1,Si 0 .060g·m-2.a-1,千里岩降水的N/P比(摩尔比)为72 7,远高于海水中的Redfield比值(16),将对该海域的营养盐结构产生一定的影响. 对于忽略小于0.7mm的降水对湿沉降通量所可能产生的误差进行了估算,发现几种主要离子均小于9%.     

模拟氮沉降对森林土壤化学性质的影响

大气氮沉降的增加对森林土壤的影响是近来生态学研究的重要课题。以鼎湖山季风常绿阔叶林（以下简称为“阔叶林”）、马尾松（Pinus massoniana）林、针阔叶混交林（以下简称为“混交林”）和增城木荷（Schima superba）人工幼林等4种林型土壤为研究对象,采用野外原位模拟大气氮沉降的方法,设置3种模拟氮沉降量,即N0（对照,N：0 g·m-2·a-1）、N5（N：5 g·m-2·a-1）、N10（N：10 g·m-2·a-1）,在模拟氮沉降时间分别为42个月（阔叶林）、31个月（马尾松林）、50个月（混交林）、20个月（人工幼林）后,采集0~20 cm土层的林地土壤,分析土壤的化学性质,探讨不同氮沉降量对不同林型土壤化学性质的影响。结果表明,（1）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林土壤pH值的影响基本一致,均使pH值下降。其中,当氮沉降量达到N10时,阔叶林土壤pH值降为3.97,与对照相比下降了0.11 pH单位,差异达显著性水平（p〈0.05）。而人工幼林土壤pH值未随着氮沉降量的不同而有明显的变化。（2）模拟氮沉降在近2年至4年的时间内,对阔叶林、混交林、人工幼林的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、水解性氮、速效磷、速效钾含量的影响均不明显,马尾松林土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾含量也没有明显变化,但模拟氮沉降导致了马尾松林土壤水解性氮含量明显下降,从95.12 mg·kg-1降至84.39 mg·kg-1,差异达显著性水平（p〈0.05）。（3）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林等3种林型土壤盐基饱和度、盐基离子Ca2＋、Mg2＋、K＋含量的影响未达显著水平,而对这3种林型土壤交换性Na＋含量的影响则较明显且影响趋势基本一致,即氮沉降的增加导致了土壤交换性Na＋含量明显下降。在N10处理下,与对照相比,这3种林型的土壤交换性Na＋含量分别下降了40.0%、68.4%、50.0%,差异达显著性水平（p〈0.05）。氮沉降对人工幼林土壤盐基离子含量无明显的影响。由此可得出结论：在近2年至4年的时间内,氮沉降的增加能引起鼎湖山3种林型土壤尤其是阔叶林土壤加速酸化,引起交换性Na＋明显淋失,以及马尾松林土壤水解性氮含量明显下降;但氮沉降的增加对木荷人工幼林土壤化学性质暂无明显的影响。后者可能与该林型模拟氮沉降时间较短、林龄较轻而处于快速生长期等因素有关。     

雷州半岛旱地砖红壤非点源氮、磷淋溶损失模拟研究

大量施用化学肥料所引起的养分淋失和环境污染正逐渐受到人们的重视。通过土柱模拟氮、磷素养分淋溶试验．研究了不同施肥处理下砖红壤氮、磷素淋溶损失特点。试验结果表明，随着尿素用量的增加，渗漏水中NH4^＋-N质量浓度和TN淋失量也相应增加，而NO3^--N的质量浓度变化幅度较大，渗漏水中氮素淋失形态主要是以NO3^--N为主。由于土壤磷素很难移动，所以TP累积淋失量非常少，氮、磷肥混施对非点源氮、磷素的淋失都有影响，其中过量磷肥配合尿素施用可以增加土壤中NH4^＋-N、NO3^- -N、TN的淋失程度。     

Levels and source of organochlorine pesticides in surface waters of Qiantang River, China

Qiantang River is a typical river used for drinking water source, flowing through agricultural area in east China. Surface water samples at 45 sampling sites from the river were collected and analyzed for 13 organochlorine pesticides (OCPs) during six surveys in 2 years of 2005–2006. Sediments, soils, farmland runoff water and dry/wet deposition of this region were also measured for their OCPs residue in order to know possible source of OCPs contamination. The total OCPs concentrations in surface water were 7.68–615.2 ng/l. β-HCH, δ-HCH, Aldrin, Heptachlor, Heptachlor epoxide are the major OCPs in water. The maximum levels of OCPs in water were found in July, while significantly lower OCP concentrations were measured in January. Significant linear correlation was found between the concentration of HCH and that of total 13 OCPs in water. The measured OCP concentrations in sediments, soils, farmland runoff water and dry/wet deposition are discussed in relation to concentrations and patterns found in the surface water. Comparison of OCP levels in sediments and soils led to conclusion that erosion of soil contribute significantly to the contamination of water. The OCPs dry and wet deposition to water body was estimated to 0.49 and 0.86 ton/year, respectively. The ratio of α/γ-HCH and (DDE+DDD)/∑DDT in environmental matrix indicated there probably existed new OCPs input of lindane and dicofol into the river.