结合态氚在作物生态系统中的形成动态

采用模拟污染物的同位素示踪技术研究了氚水在玉米、大豆和水稻中结合态氚形成的动态过程,并探讨了结合态氚形成的机理.结果表明,土壤(或水)中的氚水通过作物根系吸收进入作物体内,并在作物各部位形成结合态氚;作物体中结合态氚的比活度随时间呈增加趋势;作物籽粒中的结合态氚的比活度约为2～3Bq/g,玉米籽和稻谷中结合态氚的比活度高于其余部位,而大豆籽则与其他部位相当.对3种作物中结合态氚比活度的变化动态进行指数回归分析得:玉米、大豆和水稻中的比活度分别为C_m(t)=1.14(1-e^-0.0509t)、C_s(t)=1.65(^1-e-0.0595t)和C_r>(t)=1.29(^1-e-0.1027t),经方差分析表明,各拟合方程较好地反映了氚水在玉米、大豆和水稻中结合态氚形成的动态.     

化学老化后稻壳生物炭理化性质的改变及微观结构表征

为研究化学老化对生物炭理化性质与微观结构的影响,本研究采用H₂O₂、HNO₃老化不同温度（350℃和550℃）下制备的稻壳生物炭,并利用元素分析、扫描电镜、漫反射红外光谱、X射线光电子能谱等测定比较生物炭老化前后表面理化性质及微观结构的变化.结果表明,经两种氧化剂老化后两种生物炭中O元素含量及O/C原子比均增加.与老化前生物炭相比,老化后两种生物炭中羟基、羧基、酮羰基、脂肪醚、酯基等含氧官能团的含量均发生不同程度的变化.通过漫反射红外与X射线光电子能谱分析相结合,发现两种稻壳生物炭经H₂O₂、HNO₃老化后均生成了羟基、羧基等含氧官能团,从而使得生物炭极性增加.此外,经HNO₃老化后稻壳炭表面生成硝基、硝酸盐等含氮基团,N元素含量亦显著增加.但氧化剂对两种温度下制备的生物炭中炭元素含量影响存在差异：经H₂O₂、HNO₃氧化后550℃制备的生物炭（R550）中C元素含量与芳香性降低;而经H₂O₂氧化后,350℃制备的生物炭（R350）中C元素含量与芳香性均上升.     

中试条件下稻秸干法厌氧发酵搅拌方式的优化

针对秸秆类农业废弃物干法厌氧发酵过程中易产生物料分层、表面结垢以及存在“死角”等问题,通过改进横卧推流式中试厌氧反应器搅拌工艺,探索了连续运行条件下机械搅拌、前端气动搅拌和全程气动搅拌等3种单一搅拌方式对稻秸干法厌氧发酵产气规律、底物降解特性及系统稳定性的影响,并通过进一步设置不同的搅拌频次优化了机械搅拌和前端气动搅拌组合工艺,综合考察了发酵效率和能源消耗情况。结果表明,在单一搅拌工艺条件下,稻秸干法厌氧发酵40 d总产气量呈现出“机械搅拌>前端气动搅拌>全程气动搅拌”的规律,分别为75.5、66.5和61.9 m³,对应的单位VS产气量分别为441.9、389.3和362.3 L·kg⁻¹,这说明采用改进型框型叶片的机械搅拌可有效翻动物料,以促进其与发酵液的充分接触。在进一步优化“机械+前端气动”的组合搅拌工艺后发现,稻秸40 d产气量与单一机械搅拌模式较为接近,尤其是“机械搅拌(每天4次)+前端气动搅拌(每天4次)”的组合搅拌方式,单位VS产气量高达447.2 L·kg ⁻¹,纤维素和半纤维素降解率分别可达14.9%和15.1%;但从能源损耗角度来看,“机械搅拌(每天2次)+前端气动搅拌(每天4次)”的组合搅拌方式中能耗最低,仅为单一机械搅拌方式能耗的约40%。在稻秸干法厌氧发酵工程实际运行过程中,可根据厌氧发酵效率和能耗节省需求,因地制宜地选择合适的组合搅拌工艺。本研究结果可为木质纤维素类废弃物干法厌氧发酵工程中的搅拌方式改进提供参考。     

稻草和玉米秸秆燃烧烟尘中正构烯烃的组成

在明火燃烧和闷烧条件下对6种稻草和5种玉米秸秆进行了燃烧试验,并对烟尘中的正构烯烃进行了分析.结果表明,在稻草明火烟尘中,正构烯烃由C15~C29组成,其平均总含量为918.7mg/kg,低碳数与高碳数正构烯烃含量比(L/H)的平均值为0.6,碳优势指数(CPI)的平均值为1.2.正构烯烃呈双峰式分布,两个峰碳数主要是C24和C28.在稻草闷烧烟尘中,正构烯烃由C17~C29组成,其总含量、L/H、CPI等的平均值分别是517.0mg/kg、0.7和0.9.正构烯烃同样呈双峰型分布,两个峰碳数主要是C23和C28.在玉米秸秆的明火烟尘中,正构烯烃由C19~C29组成.其总含量、L/H、CPI等的平均值分别为126.0mg/kg、0.7和1.3.正构烯烃呈单峰型分布,主峰碳数主要是C24和C23.在玉米秸秆的闷烧烟尘中,正构烯烃由C17~C29组成,其总含量、L/H、CPI等的平均值分别是198.9mg/kg、1.8和 0.9.正构烯烃呈双峰式分布,其主峰碳数均为C23,次峰碳数主要是C29.在两类秸秆燃烧产生的烟尘之间,正构烯烃的组成存在明显差别.这有助于识别气溶胶中稻草或玉米秆燃烧来源的此类污染物.     

混合动力汽车尾气余热回收系统的研究

针对尾气余热能量浪费问题,建立了某直列四缸汽油机尾气余热回收发电的系统模型。通过B.T米特罗欣的数学分析法和涡轮特征曲线快速匹配到适合的涡轮机,然后根据涡轮特征曲线对高速发电机进行了匹配。以满足国Ⅴ标准的NEDC工况为参考,对整个系统进行了仿真分析。结果表明,该系统能够实现尾气余热能量的回收,在市区和市郊平均分别可以回收能量1 k W和1.5 k W,市郊最高可达1.8 k W。     

2种生物炭施用对滨海盐渍土土壤细菌群落结构的影响分析

本研究针对生物炭在改良盐碱土壤中的潜在应用及其对土壤微生物多样性影响的复杂性,采用不同类型生物炭改良滨海盐渍土,探究生物炭对土壤细菌群落结构的调控作用,并解析土壤细菌群落对盐渍土绿化植物的促生机制。通过室内盆栽模拟试验,对比研究不同比例（质量比：0.5%、1%、5%）污泥水热炭和稻壳热解炭施加对土壤细菌群落结构变化的影响,并深入探讨了土壤细菌群落结构变化与土壤质量变化的关系。结果显示：添加生物炭3个月后土壤优势菌门、属均未改变,但在不同处理中的排序及相对丰度变化显著。优势菌属为Bacillu、Marmoricola等,具有显著性差异的属分别为Gaiella、Tumebacillus、Gemmatimonas等,嗜盐碱的菌的丰度降低,有助于维持土壤细菌组稳定的关键类群的丰度升高。多样性分析表明,2种生物炭改良盐渍土后均导致土壤微生物群落中的物种组成种类减少,但物种数量分布更均匀。当生物炭添加量为1%时,土壤微生物群落的多样性较高。冗余分析表明,土壤细菌群落分布主要受土壤全氮、有机碳、pH、全磷以及植物茎根比的影响。与稻壳热解炭相比,污泥水热炭在改良盐渍土方面表现出更为显著的效果,显著增加土壤细菌群落稳定性,其网络密度更高、模块化特征更明显,且具有更丰富的促进植物生长和缓解盐胁迫的基因。土壤细菌群落通过铁载体的合成、磷酸酶的分泌以及吲哚-3-乙酸酰胺的分泌等机制,提高植物在盐渍土不利环境中的生存能力和生产潜力。该研究结果可为生物炭在盐渍土改良中的实际应用提供理论参考。     

稻秆对铜绿微囊藻抑制作用的研究

研究了稻秆浸出液对铜绿微囊藻生长的抑制作用.研究表明,稻秆浸出液中含有的化学物质抑制了铜绿微囊藻的生长繁殖.稻秆浸泡时间的延长,有利于提高浸出液的抑藻效果,但浸泡时间过长则无益于抑藻效果提高,浸泡时间为15 d时,抑制率能高达75.99%.稻秆浸出液投加量达7.5%以上具有显著的抑藻效果.不同部位的水稻秸秆浸出液对铜绿...     

水热、热裂解制备稻秸炭的表征与吸附特性

以稻秸为原料,分别通过水热炭化和热裂解炭化制备稻秸炭(分别记为水热炭和热解炭),通过傅立叶红外线光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和BET分析,比较两种稻秸炭的差异,通过亚甲基蓝、Cu²⁺的吸附实验,分析其对有机物与金属离子的吸附性能。结果表明:水热炭表面含有更丰富的含氧官能团,结构更加规整,但比表面积低于热解炭;水热炭对亚甲基蓝的吸附能力略低于热解炭,但对Cu²⁺的吸附能力显著高于热解炭;两种稻秸炭对亚甲基蓝的吸附及热解炭对Cu²⁺的吸附通过表面吸附及颗粒内扩散共同发挥作用,更符合Freundlich模型;水热炭通过表面含氧官能团与Cu²⁺相互作用,对吸附Cu²⁺具有显著优势,Langmuir模型更适合于对其吸附数据进行拟合。     

Metabolic fate of dichloromethyl‐0,0‐diphenyl phosphonate (I) and dichloromethyl‐0,0‐di‐(p‐nitrophenyl) phosphonate (II) in/on rice plants∗

Abstract

Metabolic fate of two dichloromethyl diaryl phosphonates (³²P labelled) in/on rice plants was investigated. The test compounds were found to be less persistent on the surface of rice leaves with half lives 7.4 and 6.7 days respectively. Main degradation product from both the phosphonates were dichloromethyl phosphonic acid with trace of dichloromethyl‐O‐aryl phosphonate as a transitory intermediate product.