Ammonia volatilization loss from surface applied livestock manure

Ammonia (NH₃) emission from livestock manures used in agriculture reduces N uptake by crops and negatively impacts air quality. This laboratory study was conducted to evaluate NH₃emission from different livestock manures applied to two soils: Candler fins sand (CFS; light-textured soil, pH 6.8 and field capacity soil water content of 70 g kg^{? 1}) from Lake Alfred, Florida and Ogeechee loamy sand (OLS; medium-textured soil, pH 5.2 and field capacity soil water content of 140 g kg^{? 1}) from Savannah, Georgia. Poultry litter (PL) collected from a poultry farm near Douglas, Georgia, and fresh solid separate of swine manure (SM) collected from a farm near Clinton, North Carolina were used. Each of the soil was weighed in 100 g sub samples and amended with either PL or SM at rates equivalent to either 0, 2.24, 5.60, 11.20, or 22.40 Mg ha^{? 1} in 1L Mason jars and incubated in the laboratory at field capacity soil water content for 19 days to monitor NH₃ volatilization. Results indicated a greater NH₃ loss from soils amended with SM compared to that with PL. The cumulative NH₃volatilization loss over 19 days ranged from 4 to 27% and 14 to 32% of total N applied as PL and SM, respectively. Volatilization of NH₃ was greater from light-textured CFS than that from medium-textured OLS. Volatilization loss increased with increasing rates of manure application. Ammonia volatilization was lower at night time than that during the day time. Differences in major factors such as soil water content, temperature, soil type and live stock manure type influenced the diurnal variation in volatilization loss of NH₃ from soils. A significant portion (> 50%) of cumulative NH₃ emission over 19 d occurred during the first 5–7 d following the application of livestock manures. Results of this study demonstrate that application of low rates of livestock manure (≤ 5.60 Mg ha^{? 1}) is recommended to minimize NH₃ emissions.     

城市节假日前后碳通量特征及其与车流量关系

全球变化背景下,城市作为主要的碳源,对其碳循环的研究成为陆地生态系统碳循环的重点内容之一。以上海市奉贤区为研究对象,基于涡度相关技术,结合定点连续观测的车流量数据,分析节假日（元旦）前后CO2浓度和碳通量的变化特征,及其与车流量的关系。结果表明,CO2浓度和通量日变化呈现明显的双峰型曲线,节假日CO2浓度（385.6mg/L）平均值低于工作日（401.1 mg/L）。在本研究时段内该系统表现为碳源,尽管在白天的某些时段是碳汇,表明城市系统碳通量受自然和人为2个因素共同作用,自然因素比如该系统中的香樟、雪松等常绿植物的光合作用,人为因素由人类活动造成。基于车流量与交通流量的线性回归分析表明,机动车量碳排放对于碳通量变化产生18%的贡献。     

超滤法预处理L-乳酸发酵液

以白酒酒糟乳酸发酵液为研究对象,采用截留分子量为100 kDa的中空纤维超滤膜（聚偏氟乙烯PVDF膜）去除其中的蛋白质等杂质,为后续电渗析分离提纯L-乳酸提供合格的料液。研究表明,操作压力、温度、pH值和进料速度对蛋白质截留率、乳酸回收率和发酵液的膜通量均有影响;乳酸回收率与蛋白质截留率基本呈负相关关系,是因为被截留的蛋白质等在膜面形成滤饼层,有吸附并截留乳酸的作用。通过单因素实验,确定了在操作压力为20 kPa,温度为27℃,pH为3.9,进料速度为280 mL/min的情况下处理效果最好,蛋白质截留率可达到98.01%,乳酸回收率可达到97.78%,发酵液的膜通量为7.26 L/（m2·h）。     

初始通量对次毫米过滤组件分区高浓度污泥的影响

以人工配制模拟中浓度生活污水为研究对象,采用自主研制的次毫米过滤组件(sub-millifiltration module,SMFM),考察了初始通量在不同孔径条件下SMFM的过滤效果。实验结果表明,起始通量越大,SMFM在运行过程中通量衰减得越快,而起始通量越小,衰减速度较慢,综合考虑出水SS满足分区要求和运行周期内通量较大2个因素,筛选出各孔径SMFM的最佳起始通量为450 L/(m2.h),运行周期为20～25 min。     

酒石酸钾钠（PST）对纳滤处理重金属废水的强化效果

以酒石酸钾钠（PsT）为络合剂,分别选取cd、zn、As和Ph4种金属废水,探索络合纳滤工艺对金属离子去除率和膜通量的强化效果,测定纳滤膜表面接触角以表征膜通量变化规律,并研究了压力、金属浓度和溶液pH参数对络合纳滤过程的影响。结果表明,PsT对4种金属去除的强化效果存在相似规律,分别有一个最佳PsT添加浓度。随PsT浓度的增加,金属离子去除率先增大后减小,而膜通量一直增大。研究发现,纳滤膜表面接触角与膜通量呈稳定的反比例关系,与金属离子种类和PsT添加量无关。随着操作压力的增大,膜通量线性增加,去除率基本不变;金属离子浓度的增加对膜通量影响不大,金属去除率略有上升;pH在4～5之间变化时,As去除中膜通量和去除率均有所升高,而cd、zn和Ph3种溶液处理效果基本不受pH影响。     

重力出流式膜生物反应器的膜通量及膜污染控制研究

采用新型的重力出流式膜生物反应器(MBR)处理生活污水和垃圾渗滤液,考察了其在长期运行过程中膜通量的变化规律及其影响因素.结果表明,该MBR能够在较低液位水头(8.5～15.0 kPa)的作用下连续出水,并获得较高的膜通量.处理生活污水时,平均膜通量为11.2 L·(m²·h)^-1;处理垃圾渗滤液时,平均膜通量为6.4 L·(m²·h)^-1.研究发现,污泥浓度对膜通量影响大小与曝气强度有关.当曝气强度小于400 m³·(m²·h)^-1时,膜通量随着污泥浓度的升高显著下降;当曝气强度大于400 m³·(m²·h)^-1时,膜通量几乎不受污泥浓度和曝气强度的影响.对膜的化学清洗试验表明,NaOH+NaClO溶液清洗效果最佳,膜通量可恢复至初始通量的85%以上.进一步研究表明,混合液中高浓度的溶解性胞外聚合物是MBR处理垃圾渗滤液时膜通量较低的主要原因.     

长江溶存氧化亚氮的分布与释放

于2008年1月对长江宜昌到徐六泾段干流以及部分湖泊和支流入江口进行了调查,并于2007年6月到2008年5月对长江徐六泾进行了逐月调查,采样测定了长江溶存N2O的浓度并选择合适的模型估算了其释放通量.结果表明,2008年1月长江表层河水中N2O的平均浓度为(22.0±3.5)nmo·lL-1,均处于过饱和状态,平均饱和度为180%±33%,长江向大气释放N2O通量平均为(13.7±14.6)μmol·m-·2d-1.冬季长江溶存N2O的分布规律为下游溶存N2O浓度高于中游,支流及湖泊高于干流.长江徐六泾段河水中N2O全年平均浓度为(19.4±7.3)nmol·L-1,呈现明显季节变化特征.长江徐六泾段河水中N2O平均释放通量为(43.9±24.9)μmol·m-2·d-1,夏季最高可达80.7μmol·m-·2d-1.初步估算出长江每年向大气释放N2O-N的量为12.0Gg·a-1,约占整个中国N2O排放量的1.1%.而长江输入东、黄海N2O-N的年通量为0.5Gg·a-1,对长江口及其邻近海域N2O分布及氮的生物地球化学循环有重要影响.     

近18年长江干流水质和污染物通量变化趋势分析

长江是我国第一大河,2000年以来长江流域水环境形势发生了巨大变化,长江水质现状及其变化和原因备受关注.采用水质、水量、污染物通量、污染负荷等多要素综合分析方法,研究了近18年长江干流水质和污染物通量的时空分布、变化趋势及原因.结果表明:①宜宾以下长江干流总磷浓度高于金沙江;从源区至入海口,长江干流氨氮浓度总体呈沿程上升趋势.②2011—2013年是长江干流水质重要转折期.2003—2010年,长江下游江段氨氮浓度总体呈明显上升趋势,2013—2018年大幅下降,下降约65%;2012—2018年,长江干流大部分江段总磷浓度呈明显下降趋势,其中上游下降最大,为45%~60%;2003—2018年,长江干流高锰酸盐指数、重金属和石油类污染均明显减轻.③2000年以来,长江水量未有明显增大或减小趋势,但输沙量大幅下降.总磷年通量与年径流量密切相关,年内丰水期总磷通量较高.2001—2006年宜昌断面、汉口37码头断面氨氮年通量大幅下降;2013—2018年,大通断面氨氮年通量呈明显下降趋势.④2018年,大通断面总磷、氨氮年通量分别约为9.37×104和21.47×104 t.总磷汇入量中游强于下游,氨氮汇入量下游强于中游.上游向下游磷的输送由21世纪初以颗粒态为主转变为2017—2018年以溶解态为主.⑤长江下游江段氨氮浓度和大通断面氨氮年通量的显著下降,以及长江整体石油类超标率大幅下降均主要归因于水污染防治;长江干流大部分江段总磷的明显下降主要归因于随泥沙汇入水体磷的减少,以及长江流域水污染防治.研究显示,近18年来长江干流污染物浓度、时空特征、输送形态发生了巨大变化.      

控制稻田甲烷排放的农业管理措施研究

１９９０～１９９２年连续３ａ,对北京和南京具有代表性稻田进行了甲烷排放通量测定。结果表明,甲烷排放日变化规律受土壤理化性质、农业管理措施、气候变化等影响而变化,在下午１５:００～１８:００出现高峰值￣(１－６),甲烷排放季节变化规律在分蘖期和孕穗期两次出现高峰。采取不同的农业管理措施对稻田甲烷排放的影响显著:间歇灌溉对烤田后的稻田能降低甲烷排放又可增加水稻产量;南方地区垅作栽培有利于减少冬水田甲烷排放,北方地区旱种可减少甲烷排放;有机肥能促进甲烷排放,稻田分蘖期和孕穗期施用硫酸铵和尿素能抑制甲烷排放。