基于液相31P核磁共振技术的不同地理区域湖泊沉积物生物质磷(Biogenic-P)形态特征研究

利用液相~(31)P核磁共振分析方法,研究了我国不同地理区域湖泊表层沉积物中生物质磷(Biogenic-P)的形态特征.结果表明,不同地理区域湖泊表层沉积物磷含量差异较大,湖泊沉积物中的总磷在184.37～1089.41 mg·kg~(-1)之间,青藏高原的青海湖总磷含量最高,达到1089.41 mg·kg~(-1).使用~(31)P-NMR技术在湖泊沉积物中共检测到4类磷化合物,其中生物质磷检测到3类磷化合物,分别为:磷酸单酯(Mono-P)、DNA磷(DNA-P)、焦磷酸盐(Pyro-P),其中以磷酸单酯为主,含量在5.57～399.18 mg·kg~(-1)之间.随着我国外源性磷的有效控制,内源性磷成为了磷主要的来源,在磷的内源负荷中,生物质磷矿化释放的磷将会影响水体整体生产力,本研究基于液相~(31)P核磁共振技术,对我国不同区域湖泊沉积物中磷形态的分布有了一些新的认识,可为深入认识磷在不同区域湖泊中转化提供支持,有助于深入研究不同区域湖泊磷生物地球化学循环过程,同时为认识我国不同区域湖泊沉积物中磷形态特征提供数据支持.     

沿海城市降水中总汞及汞同位素特征研究

大气汞沉降是汞从排放源进入地表系统最主要的迁移途径,利用汞同位素追踪汞在大气中的迁移转化规律及潜在来源对研究汞的生物地球化学循环具有重要意义.本研究于2012—2013年对厦门市小坪、坂头、鼓浪屿和洪文站点降水中总汞(THg)浓度和汞同位素的变化特征进行了研究.结果表明,厦门降水中THg浓度为1.0～59.4 ng·L~(-1),大气THg湿沉降量为13.1μg·m~(-2)·a~(-1).厦门冷、暖季降水中THg浓度相当,但由于暖季丰沛的降水量,导致暖季THg的湿沉降量约为冷季的2.5倍.降水样品中均表现出负的偶数汞同位素质量分馏(δ~(202)Hg,-2.2‰～-1.5‰)、正的奇数汞同位素非质量分馏(Δ~(199)Hg,0.08‰～0.22‰),以及轻微偏正的偶数汞同位素非质量分馏(Δ~(200)Hg,0.01‰～0.07‰).厦门降水中奇数汞同位素非质量分馏是大气汞液相光致还原反应的结果.偶数汞同位素非质量分馏不明显与其处于较低的纬度有关.厦门降水中δ~(202)Hg接近于厦门当地及贵州燃煤烟气中的δ~(202)Hg值,表明厦门降水中汞可能受到本地或传输过来的燃煤排放的影响.     

剩余污泥臭氧化过程中磷的释放及形态转化

以剩余污泥臭氧化过程中含磷物质的形态分布及变化规律为研究核心,分析了不同臭氧投加量下污泥样品中液相和固相中磷的形态,并探讨了不同磷形态与臭氧相关的释放性能.结果表明,臭氧投加量为0.15 g·g~(-1)时,液相总磷(TP_L)含量为38.26 mg·L~(-1),比氧化前污泥混合液中TP_L含量增加了29倍,因此,可将0.15 g·g~(-1)作为实际释磷工艺最佳臭氧投加量.臭氧氧化过程中污泥固相中各形态磷含量及其所占固相总磷(TP_S)比例的变化趋势基本相同.臭氧可提高污泥中磷潜在的生物可利用性,臭氧投加量为0.15 g·g~(-1)时,生物有效磷含量达20.74 mg·g~(-1),在TP_S中所占比例由原始污泥中的73.60%提高至86.27%.TP_L含量的增加主要来自污泥臭氧氧化过程中污泥解絮和溶胞,每溶解1 g MLSS向液相中释放TP_L的量为0.0324 g.     

九龙江河流-库区系统沉积物磷特征及其生态学意义

采用沉积物磷形态的标准测试方法 (SMT)分析了九龙江北溪河流-库区系统16个站位的沉积物磷含量和形态组成,探讨了该系统沉积物磷的空间分布、形态特征及其生态学意义.结果表明,沉积物总磷(TP)的含量为387～2 092 mg.kg-1,平均1 032 mg.kg-1.以无机磷(IP)为主要赋存形态,IP占TP的48%～98%,而IP中以铁铝结合态磷(Fe/Al-P)为主,占IP的43%～99%.TP和Fe/Al-P含量呈现上游高、下游低的空间分布规律,与表层水DTP含量和陆源污染负荷的分布一致.北溪沉积物TP含量的高低主要受Fe/Al-P控制.沉积物富磷、高Fe/Al-P比例(释放潜力大)以及"上游高下游低"的空间分布特征,加上九龙江上游水体较低的氮磷比值属于藻类生长磷弱限制,极可能是九龙江水华首先在上游暴发并向下游库区蔓延的主要原因.九龙江沉积物磷的这些特征在水华过程中具有重要的调控作用和生态学意义.     

新型硫铁复合填料强化再生水深度脱氮除磷

为强化再生水深度脱氮除磷的能力,利用硫磺粉、海绵铁粉等制备出一种新型复合填料,并在不同HRT和C/N条件下将其与同种物质组成的颗粒混合填料进行对比实验.最后通过高通量测序技术对两填料表面的微生物种群结构进行了研究.结果表明,在不同条件下新型填料的脱氮除磷能力均优于颗粒混合填料;当HRT=4 h、C/N=1时,新型填料的总氮、总磷去除率均分别比颗粒填料高出30%以上.根据高通量测序结果,两反应器内的反硝化体系均由硫自养反硝化种群和异养反硝化种群构成,且新型填料系统内的硫自养反硝化菌群所占比例更大,两反应器内的优势种属分别为Sulfurimonas和Acinetobacter.     

黄磷燃烧特性实验研究与理论分析

基于黄磷燃烧特性实验,对黄磷燃烧的动力学现象进行了实验研究和理论分析。通过观察不同燃烧表面积的黄磷燃烧动力学现象,获得了黄磷的燃烧特性参数,并利用池火模型对黄磷燃烧实验进行了理论分析。研究结果表明：固定表面积的黄磷燃烧时,黄磷的质量损失速率可近似视为某一恒定值,黄磷的质量损失速率与燃烧表面积有关。黄磷燃烧实验火焰最高温度约为1000℃,火焰高度与燃烧表面积有关。池火模型可以对黄磷的燃烧特性参数进行预测和分析,池火模型所预测的火焰高度与实验数据基本相吻合,相对误差小于7％。     

铁对马蹄莲除磷效果的影响

采用营养液培养方法研究Fe对马蹄莲系统除磷效果的影响.实验结果显示,硫铁矿渣和FeCl3均能提高废水中磷的净化效果,FeCl3对马蹄莲净化废水中的总磷、水溶性磷效果尤为明显.与对照相比,FeCl3＋马蹄莲系统对TP平均去除率提高14.75%,水溶性磷比对照高9.25%.随着时间的延长,SOD和POD都是先上升后下降,C...     

小流域土壤有机质和全磷空间变异分析——以安徽省舒城县龙潭小流域为例

为了解土壤的地域差异性,基于地统计学半方差函数理论和GIS空间克立格插值定量分析了安徽省舒城县龙潭小流域有机质、全磷的各向同性、各向异性变异特征及分布格局.结果表明,有机质、全磷的半方差拟合模型均为指数模型,两者的分布都显示了强烈的空间自相关,自相关距离分别为642 m、435 m.有机质、全磷变异的各向异性都比较显著,有机质在0°、50°方向上变异程度明显大于90°、145°方向;全磷则在0°、145°方向的变异程度更加突出.有机质、全磷的分布呈明显的块状和带状,其中有机质中部含量高,南部、西部含量低;全磷则是南部、西北含量高,西部、东北含量低.     

水生植物种植场磷素分布特征与植物吸收

研究了水生植物种植场水体、沉积物及植物的磷含量及分布特征,结果表明进水的P浓度高于V类水标准,水生植物种植区内的由于受到沉淀、吸附及植物吸收的影响,水体P浓度远低于进水,水体不同形态P与TP之间呈现良好的相关关系;沉积物的TP质量分数在335～672 mg.kg-1之间,表层沉积物P质量分数是影响底层沉积物P质量分数的主要因素之一,沉积物中的TP和IP、OP之间同样存在相关性;水生植物对P均具有较好的吸收富集能力,不同水生植物的迁移系数均在0.5以上,平均为0.82,其中的黄花蔺(Limnocharis flava)与欧慈菇(Sagittaria sagittifolia)显示对P的良好吸收和迁移能力。基于本次调查的水生植物P质量分数统计分析表明,95%的水生植物地上部P质量分数正常值范围在1 415～4 947mg.kg-1之间,而地下部的P质量分数正常值范围在2 178～5 702 mg.kg-1之间。     

不同制图比例尺土壤数据库对旱地磷储量估算的影响

陆地生态系统中的磷元素在土壤肥力保持和生态环境保护方面起着重要的作用,但以往国家或区域尺度磷储量估算并没有考虑不同尺度土壤数据库所造成的差异。文章以江苏北部29个县（市）390多万hm2旱地为例,分析了17 000多个图斑和963个剖面组成、能详尽反映土壤属性空间异质性的1∶50 000数据库与目前国内同类研究使用最多的1∶1 000 000和1∶4 000 000土壤数据库对磷储量估算的影响。结果表明,不同制图尺度土壤数据库估算的全磷密度和储量差异很大,1∶50 000土壤数据库下的全磷密度和储量分别为1.34 kg.m-3和10.52 Tg,而1∶1 000 000和1∶4 000 0002个土壤数据库下磷密度和储量分别为0.79 kg.m-3和6.02 Tg、0.77 kg.m-3和6.26 Tg,远小于1∶50 000土壤数据库的全磷密度和储量。从不同土壤类型看,褐土受制图比例尺影响最大,1∶1 000 000和1∶4 000 000土壤数据库下与1∶50 000土壤数据库全磷密度和储量相对偏差分别在80%~90%和7%~130%之间,面积最大的潮土在1∶1 000 000和1∶4 000 000土壤数据库下与1∶50 000全磷密度和储量相对偏差也分别达到38%~39%和21%~23%。从各个县（市）来看,1∶1 000 000和1∶4 000 000土壤数据库下与1∶50 000土壤数据全磷密度和储量相对偏差大多超过40%。这也说明使用不同制图尺度土壤数据库将对旱地磷储量和磷密度的估算结果造成很大的影响。因此,在今后的国家和区域尺度全磷密度和储量估算研究中使用更详细的土壤数据库是非常必要的。