土壤连续属性空间插值方法及其精度的研究进展

作为土壤变化的时空定量监测方法,土壤属性空间插值方法及其精度是计量土壤学和"数字土壤"领域的重要研究内容。文章首先介绍了土壤属性空间插值的常用方法,包括克立格插值法(Kriging)、反距离权重法(IDW)、样条插值法(Spline)、贝叶斯最大熵(BME)、地理加权回归(GWR)以及高精度曲面建模方法(HASM);其次阐述了土壤属性空间插值精度验证的方法和指标;再次总结了能够提高土壤属性插值精度的6种途径,包括合理选择插值方法、准确设定插值方法参数、合理设计采样数目和密度、注意空间自相关程度和范围的影响、科学安排实验分析顺序以及结合辅助信息进行插值;最后从插值方法的选择、验证指标的选取以及辅助信息的结合三个方面指出了土壤属性空间插值方法及其精度的未来研究方向。     

北京松山国家级自然保护区典型植被类型表层土壤碳密度及周转速率特征

为阐明不同植被类型下表层土壤有机碳的分布特征,本文选取北京松山国家级自然保护区内胡桃楸阔叶林、蒙古栎阔叶林、油松针叶林、针阔叶混交林、灌丛和草甸6种典型植物群落作为研究对象,基于野外调查、采样与实验室分析对不同植被类型下表层土壤有机碳含量、密度及周转速率进行了研究。结果表明：草甸表层土壤有机碳含量和密度最高,分别为188.5 g/kg和10.9 kg/m²,周转速率最低,为0.019 6/a;针阔叶混交林表层土壤有机碳含量和密度最低,分别为68.6 g/kg和5.7 kg/m²,周转速率为0.074 9/a;灌丛表层土壤有机碳周转速率为0.077 4/a。土壤有机碳含量整体上随土壤深度增加而逐渐减少。土壤水分的增加和土壤温度的下降使表层土壤有机碳含量及密度呈上升趋势,而使有机碳周转速率呈下降趋势。土壤有机碳密度随海拔升高呈逐渐上升趋势。海拔通过影响不同植被群落土壤水热条件来影响微生物活动及凋落物的分解,进而影响表层土壤有机碳含量、密度和周转速率。本文为松山国家级自然保护区典型植被类型土壤碳储量和周转研究提供了有效参考。     

长期施肥对棕壤有机碳储量及固碳速率的影响

利用棕壤肥料长期定位试验,研究了不同施肥条件下棕壤有机碳在0~60 cm土层的含量和储量特征以及土壤固碳速率.试验共设6个处理,即氮磷肥有机肥配施(M_2NP)、氮肥有机肥配施(M_2N)、单施有机肥(M_2)、单施氮肥(N)、氮磷肥配施(NP)和不施肥处理(CK).结果表明:经过31年长期不同施肥,各处理土壤有机碳(SOC)含量和储量的剖面分布均呈现随土层深度增加而显著降低的规律.本试验条件下M_2NP、M_2N、M_2、NP、N、CK处理的耕层有机碳富集系数分别为0.465、0.455、0.407、0.48_2、0.393、0.471,表明耕层土壤对有机碳的保持强度最强.在0~60 cm土层土壤有机碳储量表现为M_2NP、M_2NM_2、NPNCK,有机肥和化肥配施能够显著提高土壤有机碳含量和储量.与试验前相比,CK处理各土层土壤有机碳含量和储量均显著降低.各处理碳库管理指数(CPMI)表现为M_2NPM_2NM_2NNPCK.分析不同施肥处理土壤固碳速率可知,与试验前相比,CK处理表现为碳的净释放,固碳速率达-401.4 kg·hm~(-_2)·a~(-1);固碳速率最高的为M_2NP,M_2N,分别达到489kg·hm~(-_2)·a~(-1)、440._2 kg·hm~(-_2)·a~(-1).综合结果表明,化肥、有机肥配施所产生交互效应更有利于棕壤有机碳储量的增加及固碳速率的提高.     

石英砂表面活性滤膜去除地下水中氨氮的试验研究

为研究石英砂滤料表面活性滤膜催化氧化地下水中氨氮的性能,采用已运行4年的中试石英砂滤柱,改变进水氨氮负荷并且长期持续过滤仅含氨氮的进水,考察该滤膜催化氧化氨氮的性能.结果表明:在进水氨氮浓度为0.8~1.3mg/L,水温为20~23℃,滤速为7m/h的试验条件下,滤料表面活性滤膜催化氧化氨氮的性能可长期保持稳定、高效;在溶解氧(DO)充足的条件下,氨氮的最大去除负荷为22.3g/(m³·h),且其与氨氮进水负荷正相关;氨氮的极限去除浓度受溶解氧的限制,且当DO不足时,滤速对溶解氧的消耗影响较大.     

铅酸电池系统的铅流分析

探求铅的工业流动规律,寻求环境管理的理论依据.在构建铅酸电池生命周期铅流图基础上,建立了铅酸电池系统与外部环境之间的联系,获得了铅的工业流动基本规律.结果表明,提高铅的生态效率,有助于铅矿资源保护和环境改善.要做到这一点,需要保持较高的铅循环率、较低的铅排放率.提出了铅流状况的评价指标.分析了中国铅酸电池系统中铅的流动.通过与瑞典某铅酸电池系统中铅的流动进行对比,发现由于中国铅的循环率低下、铅的排放率偏高、铅酸电池年产量持续增长等,造成了中国铅酸电池系统中铅的生态效率十分低下.结合中国铅业实况,分析了铅的循环率低下和铅的排放率偏高的成因,提出了改善对策.     

三维电极电化学反应器组合Fenton试剂深度处理焦化废水

采用三维电极电化学反应器组合Fenton试剂法对经过二级生化处理后的焦化废水进行深度处理。在三维电极参数一定的条件下,考察了影nfi]TOC去除率的影响因素,探讨了该反应体系的降解动力学及降解机理。正交试验结果表明,反应体系中各参数的最佳值分别为p（H202投加量）=300mg·L-1,pH3．4,反应时间为90min,c（FeS04-7H20投加量）为3．5mmol·L-1,TOC去除率可达到61．7％。焦化废水的降解反应表现为一级动力学。紫外吸收光谱分析结果,废水中有机物彻底发生了降解矿化,这为三维电极组合Fenton试剂工艺在焦化废水深度处理中的工程应用提供了一定的理论指导。     

进出水方式对高负荷浅层渗滤净化生活污水效果的影响

为研究农村分散住户用水不均匀和排放泵井运行不连续条件下高负荷地下浅层渗滤系统的净化效果,建立渗滤试验柱,以实际生活污水为进水,在12.5 cm.d-1日均水力负荷下,比较连续进水、间歇进水和自由排水、间歇排水对实际生活污水净化效果的影响。结果表明,各渗滤柱对NH4+-N的平均去除率均大于96%。对COD的平均去除率为41.2%～67.7%,其中采用间歇进水、间歇排水方式的渗滤柱去除率最低,但出水仍可达到GB8978—1996《污水综合排放标准》中二级标准。各渗滤柱对TN的平均去除率为17.5%～37.2%,其中采用间歇进水、间歇排水的渗滤柱平均去除率最高,表明强化反硝化作用是提高脱氮效率的主要途径。对TP的平均去除率为51.0%～78.0%,其中采用连续进水、间歇排水的渗滤柱平均去除率最高,表明延长污水停留时间、增加与填料的接触面积能增强对TP的去除效果。间歇进水、间歇排水方式下,渗滤柱对COD的去除效果有所下降,但是对N、P营养盐的综合去除效果最好。     

Potassium carbonate-based ternary transition temperature mixture (deep eutectic analogues) for CO2 absorption: Characterizations and DFT analysis

•Addition of hindered amine increased thermal stability and viscosity of TTTM. •Addition of hindered amine improved the CO₂ absorption performance of TTTM. •Good the CO₂ absorption of recycled solvents after two regenerations. •Important role of amine group in CO₂ absorption of TTTM confirmed by DFT analysis. Is it possible to improve CO₂ solubility in potassium carbonate (K₂CO₃)-based transition temperature mixtures (TTMs)? To assess this possibility, a ternary transition-temperature mixture (TTTM) was prepared by using a hindered amine, 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol (AMPD). Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) was employed to detect the functional groups including hydroxyl, amine, carbonate ion, and aliphatic functional groups in the prepared solvents. From thermogravimetric analysis (TGA), it was found that the addition of AMPD to the binary mixture can increase the thermal stability of TTTM. The viscosity findings showed that TTTM has a higher viscosity than TTM while their difference was decreased by increasing temperature. In addition, Eyring’s absolute rate theory was used to compute the activation parameters (ΔG*, ΔH*, and ΔS*). The CO₂ solubility in liquids was measured at a temperature of 303.15 K and pressures up to 1.8 MPa. The results disclosed that the CO₂ solubility of TTTM was improved by the addition of AMPD. At the pressure of about 1.8 MPa, the CO₂ mole fractions of TTM and TTTM were 0.1697 and 0.2022, respectively. To confirm the experimental data, density functional theory (DFT) was employed. From the DFT analysis, it was found that the TTTM+ CO₂ system has higher interaction energy (|ΔE |) than the TTM+ CO₂ system indicating the higher CO₂ affinity of the former system. This study might help scientists to better understand and to improve CO₂ solubility in these types of solvents by choosing a suitable amine as HBD and finding the best combination of HBA and HBD.     

不同类型竹种光合特性的比较研究

光合作用是植物生长和物质积累的基础,其光合特性是高光效竹种选育的重要生理指标。为了更好开发利用我国丰富的竹种资源,确定不同类型竹种的光合性能,掌握其合成有机同化物的能力是必须探索的一个重要问题。文章采用Li-6400光合测定仪,通过对不同地下茎类型的6个竹种光合参数和光响应的测定分析,进一步探讨不同类型竹种存在差异的生理基础,以期对不同类型竹种的选育和经营管理提供依据。试验结果表明:不同竹种净光合速率(Pn)差异显著,大木竹Bambusa wenchouensis(Wen)Q.H.Dai的净光合速率最高,Pn值平均达到8.379μmol·m-2·s-1,毛竹Phyllostachys heterocycla cv.pubescens和雷竹P.praecox cv.prevernalis次之,斑苦竹Arundinaria oleosa和苦竹Pleioblastus amarus最低,总体呈现丛生竹>散生竹>混生竹的趋势,1～2 a生竹净光合速率高于3～4 a生竹,但没有显著差异。气孔导度(Cond)、胞间C02浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)综合说明丛生竹的光合固碳能力最强,其中蒸腾速率与气孔导度与净光合速率关系最为紧密,是影响净光合速率的主导因子。光响应曲线表明当光强刚开始增强时,各竹种间差异较小,但随着光强的继续增加,不同竹种出现很大的差异,其中绿竹Dendrocalamus.oldhami(Munro)Keng的潜在光合能力最高,远高于其他竹种,同样表现为丛生竹>散生竹>混生竹,进一步说明丛生竹种较强的光合固碳能力,从而为今后不同类型竹种,尤其是优良丛生竹种的筛选和开发利用提供理论参考。     

用于青霉素废水处理的高效菌株的分离及特性研究

从某制药厂污水处理站的活性污泥中筛选出两株能以青霉素废水中有机物为惟一碳源和能源的高效降解菌k1和k2。通过形态及生理生化特征分析,初步鉴定2株菌为芽孢菌,其中k2为短小芽孢杆菌（bacillus pumilus）。2株菌的最适pH值分别为8和7,温度均为35℃,当废水含量50%时,菌株k1和k2对青霉素废水的COD去除率分别为79%和81%。单菌株与混合菌株对废水的降解特性试验表明,前48 h混菌对废水的去除率不及单菌株,而48 h后混合菌株去除率高于单菌株,60 h时达到最高为85%。