Enhanced nitrate reduction in water by a combined bio-electrochemical system of microbial fuel cells and submerged aquatic plant Ceratophyllum demersum

High nitrate(NO_3~-)loading in water bodies is a crucial factor inducing the eutrophication of lakes.We tried to enhance NO_3~-reduction in overlying water by coupling sediment microbial fuel cells(SMFCs)with submerged aquatic plant Ceratophyllum demersum.A comparative study was conducted by setting four treatments:open-circuit SMFC(Control),closed-circuit SMFC(SMFC-c),open-circuit SMFC with C.demersum(Plant),and closed-circuit SMFC with C.demersum(P-SMFC-c).The electrochemical parameters were documented to illustrate the bio-electrochemical characteristics of SMFC-c and P-SMFC-c.Removal pathways of NO_3~- in different treatments were studied by adding quantitative~(15)NO_3~- to water column.The results showed that the cathodic reaction in SMFC-c was mainly catalyzed by aerobic organisms attached on the cathode,including algae,Pseudomonas,Bacillus,and Albidiferax.The oxygen secreted by plants significantly improved the power generation of SMFC-c.Both electrogenesis and plants enhanced the complete removal of NO_3~- from the sediment–water system.The complete removal rates of added~(15)N increased by 17.6% and 10.2% for SMFC-c and plant,respectively,when compared with control at the end of experiment.The electrochemical/heterotrophic and aerobic denitrification on cathodes mainly drove the higher reduction of NO_3~- in SMFC-c and plant,respectively.The coexistence of electrogenesis and plants further increased the complete removal of NO_3~- with a rate of 23.1%.The heterotrophic and aerobic denitrifications were simultaneously promoted with a highest abundance of Flavobacterium,Bacillus,Geobacter,Pseudomonas,Rhodobacter,and Arenimonas on the cathode.     

内蒙古河套灌区盐碱土壤N2O排放特征

选择内蒙古河套灌区强度盐碱土壤S₁[电导率（EC）2.60dS/m]和轻度盐碱土壤S₂[电导率（EC） 0.74dS/m]为研究对象,2014~2016年,利用静态箱法3年野外原位观测试验,研究盐碱土壤氧化亚氮（N₂O）排放通量.结果表明：2种不同盐碱程度土壤N₂O排放每年均存在显著差异,轻度盐碱土壤N₂O累积排放量低;随EC升高,土壤盐碱程度加重,土壤N₂O累积排放量升高.2014~2016年作物生长季（4~11月）轻度盐碱土壤N₂O累积排放量分别为180.6,167.6,118.2mg/m²;强度盐碱土壤N₂O累积排放量比轻度盐碱土壤分别增加19%、26%和45%,修复盐碱土壤成为减缓盐碱土壤N₂O累积排放的重要农艺措施.     

探究C:N对MABR处理水产养殖废水水质影响

为探究膜曝气生物反应器(MABR)处理水产养殖废水时的最佳C∶N,文章以疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜为曝气膜组件的原材料,在40 d连续运行的时间内,考察C∶N对MABR处理模拟水产养殖废水同步硝化反硝化效果的影响。结果表明:在水力停留时间48 h、NH_4~+-N和TN进水浓度分别为(20±1)mg/L和(23±1)mg/L的条件下,当曝气强度为1.2 mL/min,混合液C∶N为5∶1时,MABR能较好地实现同步硝化反硝化,对NH_4~+-N和TN的平均去除率分别为98.86%和55.21%,TN稳定在11mg/L以下,浓度达到《水污染物综合排放标准》(DB 11/307-2013B)要求。通过鉴定和分析MABR反应器的微生物群落结构,发现生物膜的微生物群落由好氧菌、厌氧菌共同构成,形成好氧-厌氧的分层结构完成同步硝化反硝化脱氮过程。     

稻田灌溉河流CH4和N2O排放特征及影响因素

随着农业氮肥大量施用,大量碳氮营养物质以淋溶或径流形式进入周边灌溉水体,使其成为甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的重要排放源.以我国东南部地区典型稻田灌溉河流为研究对象,于2014年9月至2016年9月连续两年原位观测表层水体CH4和N2O溶存浓度及其排放通量,旨在明确稻田灌溉河流CH4和N2O的排放特征、排放强度及其主要驱动因子.结果表明,观测期内c(CH4溶存)的年平均值为(390.57±43.95)nmol·L-1(92.80～1 577.54 nmol·L-1),c(N2O溶存)的年平均值为(40.23±3.20)nmol·L-1(10.05～75.40 nmol·L-1).CH4和N2O的排放通量(年平均)分别为(20.73±6.08)mg·(m2·h)-1和(34.30±7.12)μg·(m2·h)-1.CH4和N2O溶存浓度和排放通量整体上均呈现出春夏排放高,秋冬排放低的季节变化趋势.两年CH4累计排放总量为(3 876.30±1 153.96)kg·hm-2,N2O累计排放总量为(5.74±0.98)kg·hm-2.两者持续性全球增温潜势(SGWP,以CO2-eq计)平均为(87.99±15.73)t·(hm2·a)-1.CH4排放通量与水温、底泥可溶性有机碳(DOC)显著正相关,而与水体溶解氧(DO)显著负相关;N2O排放通量与水温、水中铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)显著正相关,而与水体DO显著负相关.该研究可为科学估算我国农业灌溉流域CH4和N2O排放总量提供数据支撑和重要参考.     

Promotion of hexadecyltrimethyleamine bromide to the damage of Alexandrium sp. LC3 by cupric glutamate

The effect of hexadecyltrimethyleamine bromide （HDTMAB） on the removal of A lexandrium sp. LC3 under cupric glutamate stress was investigated. Toxic effect of cupric glutamate on A lexandrium sp. LC3 was significantly promoted in the presence of HDTMAB, especially at 3.0 cmc of HDTMAB. It was found that the sulfhydryl group content of the cell decreased, while the malonaldehyde content and membrane permeability increased when A lexandrium sp. LC3 was treated with HDTMAB and cupric glutamate complex, compared with cupric glutamate alone. The data suggest that HDTMAB might stimulate the damage of A lexandrium sp. LC3 by enhancing the membrane permeability.     

CH_4/N_2/O_2预混气激波火焰结构数值预测

研究激波着火现象，推导激波加热点燃可燃气控制方程组。针对甲烷预混气激波火焰结构进行数值模拟，计算了激波燃烧时的压力、温度、及不同组分随时间的变化历程。其中甲烷燃烧采用美国BERKELEY大学GRI-MECH机理，该反应机理包含177个基元反应，涉及32种组分。程序采用美国SANDIA国家实验室发展的大型化学反应动力学软件包CHEMKIN III中相关的模型、子程序和热力学数据库。计算结果表明激波火焰有其自身的结构特征。     

氮沉降影响下沙柳和小叶杨凋落物的分解特征

氮沉降背景下采矿沉陷区修复植物凋落物分解的研究对矿区植被和土壤修复具有重要意义。该研究采用1 a野外分解袋试验的方法，以内蒙古采煤沉陷区主要修复树种沙柳和小叶杨的凋落物为研究对象，设置沙柳(Salix psammophila)凋落物、小叶杨(Populus simonii)凋落物和沙柳与小叶杨混合凋落物3个处理。研究分析了每2个月3种凋落物在风沙区和黄土区2种环境中的干重、有机碳(OC)、氮(N)和磷(P)的残余率。结果表明，凋落物来源及分解环境类型对凋落物的分解系数k和年分解率P_d均有显著(P<0.01)影响。沙柳凋落物的k和P_d显著(P<0.05)高于小叶杨凋落物和混合凋落物；黄土区的k和P_d显著(P<0.05)高于风沙区。分解1 a后，凋落物的OC和P分别残余39.88%～64.86%和45.09%～60.76%，而N的残余率为99.13%～128.48%,N释放不明显。N含量、温度及降水均与凋落物干重呈显著负(P<0.01)相关。OC残余率与N残余率对凋落物变化的直接影响均是正向的，但间接...     

长江口柱状沉积物中有机质C/N比的研究

对长江口四个站位沉积物中有机质的C／N比在垂向上的分布进行了研究，在影响沉积物中有机质C／N比的环境因素中，上覆水体的水深、盐度、密度以及浊度对其有一定的影响．在研究沉积物中有机质C／N比的分布及其影响因素的基础上，进一步估算了陆源输入和海洋自生有机碳在这四个站位沉积物有机碳中所占的比例，结果表明，海洋自生组分占沉积物总有机碳的比例分别为：53．57％(8号站位)、20．34％(11号站位)，12．28％(17号站位)和32．73％(26号站位)．     

N2O的环境效应及其防逸技术的发展趋势

论述了N2O的环境效应，重点阐述了N2O的温室效应及其对人类活动的影响。列举了各国政府为控制包括N2O在内的温室气体的排放所采取的政策。概括了N2O防逸技术的研究进展，认为固定化细胞技术有望在该领域取得突破性进展。     

不同谷氨酸浓度下钝顶螺旋藻的生长反应

通过在Zarrouk培养基中添加不同浓度的谷氨酸（Glu）对螺旋藻进行混合营养培养，研究了不同浓度的Glu对螺旋藻的生长、叶绿素、蛋白质含量以及光合作用的影响，结果表明，Glu浓度小于1．0gL^-1时，藻生长状态、生理活性都明显优于Z氏培养基，其中以在0．8gL^-1浓度时生长最好；当Glu浓度为1．0gL^-1时，藻的生长状态与Z氏培养基中极为相似；Glu浓度大于1．0gL^-1时，对藻的生长产生一定抑制作用，Glu的添加对藻液体系的pH值有一定的缓冲作用，图4表2参7