福建茫荡山春季大气、 雨水和雾水甲醛观测研究

2009年3～4月在福建省茫荡山采用2,4-二硝基苯肼(DNPH)高效液相色谱(HPLC)法采集并检测了大气、雨水和雾水样品中的甲醛浓度.研究发现茫荡山大气、雨水和雾水中甲醛浓度均值分别为4.0×10-10、2.19μmol/L和2.94μmol/L,均属于低浓度水平;根据以往研究阐述了甲醛在液相中存在水解和与S(Ⅳ)的反应等多种化学反应过程,进而使甲醛在液相中的溶解度高于理论值的现象;并通过雨水和雾水的液相甲醛浓度和对应的气态浓度以及采样温度分别计算得到现场实测亨利系数Hme和有效亨利系数H*,比较Hme和H*的大小发现,茫荡山地区雨水和雾水中甲醛液相实际浓度均高于理论浓度,与文献研究一致;并进一步发现,茫荡山雾水中Hme/H*高于雨水,从而验证了雾水甲醛浓度略高于雨水的这一检测结果;茫荡山地区春季雨雾丰富,促使该地区的湿沉降成为甲醛去除的重要途径.     

Effects of bulking agent addition on odorous compounds emissions during composting of OFMSW

The effects of rice straw addition level on odorous compounds emissions in a pilot-scale organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) composting plant were investigated. The cumulative odorous compounds emissions occurred in a descending order of 40.22, 28.71 and 27.83 mg/dry kg of OFMSW for piles with rice straw addition level at ratio of 1:10, 2:10 and 3:10 (mixing ratio of rice straw to OFMSW on a wet basis), respectively. The mixing ratio of rice straw to OFMSW had a statistically significant effect on the reduction of malodorous sulfur compounds emissions, which had no statistically significant effect on the reduction of VFAs, alcohols, aldehydes, ketones, aromatics and ammonia emissions during composting, respectively. The cumulative emissions of malodorous sulfur compounds from piles with the increasing rice straw addition level were 1.17, 1.08 and 0.88 mg/dry kg of OFMSW, respectively. The optimal mixing ratio of rice straw to OFMSW was 1:5. Using this addition level, the cumulative malodorous sulfur compounds emissions based on the organic matter degradation were the lowest during composting of OFMSW.     

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。     

餐厨垃圾中温干法厌氧消化快速启动实验研究

为研究餐厨垃圾在进行干法厌氧消化时,利用高含固率消化液作为接种物进行快速启动的可行性,采用两组分别含有低含固率消化液和高含固率消化液的平行反应器,研究了在(35±1)℃完全混合反应器(CSTR)中进行的餐厨垃圾干法厌氧消化的启动性能.结果表明,在同样43d的启动过程中,使用高含固率消化液作为接种物的反应器的有机负荷可成功地增加到10.0kg·m-3·d-1(以VS计),而使用低含固率消化液作为接种物的反应器的有机负荷只能达到3.5kg·m-3·d-1(以VS计).与传统启动相比,快速启动没有停滞期,且拥有较短的恢复期;快速启动的启动速度是传统启动的2.5倍.恢复期之后,在相同的有机负荷下,快速启动的沼气和甲烷产率、甲烷产量及VS降解率都较传统启动呈现出较好的性能.     

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%。     

我国自然生态系统氮沉降临界负荷评估

过量的氮沉降引起了一系列环境问题并导致生物多样性损失,因此评估当前生态系统氮沉降临界负荷对区域氮管理及其污染控制至关重要.利用稳态质量平衡法估算了当前我国自然生态系统的氮沉降临界负荷,并与氮沉降数据对比,获取了我国超过氮沉降临界负荷的生态系统空间分布情况.结果表明,6%的地区氮沉降临界负荷大于56 kg·(hm²·a)^-1,67%的地区氮沉降临界负荷在14～56 kg·(hm²·a)^-1之间,27%的地区氮沉降临界负荷小于14 kg·(hm²·a)^-1.氮沉降临界负荷较高的区域主要分布在青藏高原东部、内蒙古东北部和南部部分地区.氮沉降临界负荷较低的区域主要分布在青藏高原西部、西北地区和东南部分地区.氮沉降超过临界负荷的区域约占我国的21%,主要分布在东南和东北部分地区.东北、西北和青藏高原地区超临界负荷值普遍低于14 kg·(hm²·a)^-1.因此,未来这些超过氮沉降临界负荷地区的氮素管理和控制更为值得关注.     

雨季玉龙雪山白水1号冰川表层雪中无机离子特征及环境意义

分析了玉龙雪山白水1号冰川雨季(5-10月)表层雪中无机离子的组成和特征,并与其他高海拔地区湿沉降进行对比。结果表明:白水1号冰川表层雪一定程度上受到了人类活动的影响;由于雨季强烈的淋溶作用,表层雪SO₄^2-含量较低,酸度的主要贡献离子是NO₃^-;pH值较高的原因是碱性金属离子的中和作用;海盐示踪结果显示雨季表层雪中离子来源主要以海源为主。在6-9月之间由于降水的淋洗作用,表层雪中离子浓度较低。表层雪中NO₃^-、SO₄^2-、Ca²⁺高于大多数其他高海拔区域降水,是表层雪中无机离子浓度的主要贡献者,Ca²⁺浓度较高说明该地区高空水汽也受到了局地岩石岩性的强烈影响。     

岷江上游干旱河谷区褐土不同亚类剖面及养分特征

研究了岷江上游干旱河谷区典型地段海拔梯度上褐土的3种亚类土壤剖面及其养分特征．岷江上游干旱河谷褐土粘化作用较弱，矿物风化程度低；土壤呈碱性，pH值为7．0-9．0，富含碳酸钙的石灰性褐土达8．0-9．0；土壤表层有机质w在32．55-72．78g／kg，整个土壤剖面中全氮w0．78-4．00g／kg，全磷w0．33-0．68g／kg，全钾18．24-21．68g／kg．总的来说，褐土潜在肥力水平较高，但由于土壤水分条件的限制，土壤潜在性肥力向有效性肥力转化的能力较差，致使土壤有效性肥力水平较低．其中，土壤有效氮和有效钾w分别为25．57-24．46g／kg和研8．24-1453．65g／kg，同时由于土壤pH值和碳酸钙w较高，土壤中磷的固定较多，使得土壤有效磷w尤其偏低，为1．10-21．20g／kg．干旱河谷高海拔地区的淋溶淀积型褐土的肥力水平高于中海拔地区的石灰性褐土，低海拔地区的燥褐土肥力水平最低．土壤肥力随海拔高度升高而递增，决定了干旱河谷植被恢复从高海拔地区向低海拔地区更容易进行．表3参13     

酸沉降下红壤对K+吸附特征及反应动力学

研究酸沉降下K+在红壤表面的化学吸附行为,结果表明,K+的等温吸附可用Langmuir方程较好地描述;在K+的平衡吸附过程中,土壤表面有H+的释放;加入pH3.5酸溶液后,存在H+的消耗过程,其机理与SO42-的专性吸附释放OH-以中和溶液中H+有关.利用设计的动力学装置能很好地研究K+的吸附动力学,比较K+吸附的动力学模型,以一级动力学方程和Elovich方程为最佳模型;运用数据平滑工具求算吸附速率与吸附量的关系,进一步求得一级动力学方程的表观平衡吸附量和表观吸附速率常数.联合一级动力学方程的微分式和Elovich方程也可求得反应速率与时间的关系.     

Distribution of Al-, Fe- and Mn-pools and their correlation in soils from two acid deposition small catchments in Hunan, China

Distribution of Al-, Fe- and Mn-pools was investigated in five forest soil profiles (consisting of four horizons) in each of two Hunan catchments (BLT and LKS) where acid deposition has been considered critical. Al- and Fe-pools were higher in BLT than those in LKS, but Mn-pools much lower in BLT. Mn-pools vary from topsoils to bottom soils, but there are different trends for different Mn speciation. Al- and Fe-pools, except amorphous Fe_ox, were positively correlated to contents of soil organic matter (OM) showed by the loss on ignition in the two catchments. Accumulation of Al- and Fe-pools may occur in the area where soil organic matter was enriched (e.g. in top soil and rhizosphere soil). However, no direct correlation is observed between Mn and OM. Acidic atmospheric deposition may affect transforming among speciations of Al-, Fe- and Mn-pools and leaching of soil Al, Fe and Mn through formation of soluble organo-metal dissolved Al which was potentially toxic, increased. There were significant correlations between Al-pools complexes or change of oxidation–reduction conditions. Mn_ex (exchangeable Mn) and Mn_ox (amorphous and organic Mn) were highly linearly correlation with soil pH values at LKS but at BLT. Under acid deposition, the availability of the nutrient Fe increased with the amount of dissolved Al, which was potentially toxic, in the two catchments. There are no significant correlations between Al_ex (exchangeable Al) and Mn_ex, Fe_ex (exchangeable Fe) and Mn_ex in this work, indicating potentially toxic Mn increase seldom accompanying with Al increase in the two catchments.