运行微生物燃料电池减排稻田土壤甲烷的研究

为了研究稻秆还田条件下运行微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)是否能有效减排稻田甲烷,本研究将添加质量分数0.5%稻秆的土壤装入MFCs反应器,淹水并种植水稻后运行MFCs.待水稻经历苗期、分蘗期、晒田期、灌浆期和成熟期共98 d后,停止MFCs运行.在MFCs运行过程中实时连续记录电压,每周一次采用静态箱法搜集并检测反应器的甲烷排放通量.结果表明,MFCs电流在分蘗期逐步升高并达到峰值,并且运行MFCs显著降低添加稻秆土壤在苗期和分蘗期的甲烷累积排放通量.原因可能与产电菌和产甲烷菌竞争有机底物有关.MFCs运行98 d后,水稻株高、地上和地下部分生物量,以及产量未受显著影响.本研究为稻田CH_4减排提供了一种潜在的绿色可持续的技术.     

秸秆发电缘何蹒跚前行

生物质能源作为仅次于煤炭、石油和天然气的世界第四大能源,为什么迄今在国内都没能形成大规模的合理利用?相关自营企业为何还未找到盈利模式?可再生能源为何一直成为新能源领域发展中的"鸡肋"?     

麦秸秆制备石墨烯改性刹车片的工艺及性能研究

该文针对中国麦秸秆随意焚烧带来的环境污染问题,提高麦秸秆的综合利用,采用麦秸秆为原料,通过还原法对麦秸秆进行处理获得了石墨烯粉末,并将石墨烯粉末与棉纤维混合,热压烧结至刹车片基体中。利用扫描电子显微镜观察石墨烯粉末的形貌,利用拉曼和红外光谱、热重分析对石墨烯的物相结构和热稳定性进行分析,比较石墨烯刹车片和基体的各项力学性能,并通过摩擦试验机研究其抗磨减摩性能。结果表明:以麦秸秆制备的石墨烯粉末呈片状,最小粉末形态为0.2μm×1μm,在氧化还原过程中,石墨烯出现了一系列的含氧官能团,还原不够彻底,且热稳定性下降;以石墨烯作为添加剂的刹车片弯曲强度和抗冲击强度分别比基体提高了120%和117%,热膨胀率为基体的63%,高温下的压缩应变率降低了50%;宽温度范围(100～350℃)的摩擦系数较传统刹车片下降约20%～30%,磨损率低于0.1×10~(-4)mm~3/(N·m)。     

不同有机物料还田对土壤结构与玉米光合速率的影响

为解决由于长期不合理耕作及有机物料利用率低而导致土壤养分贫瘠和土壤物理性状恶化情况,本试验针对黑土宜板结和肥力保持等问题设置了不同技术措施,研究在玉米生育时期不同有机物料还田模式对土壤结构特性及玉米光合速率的影响。结果表明：收获后浅翻深松＋秸秆还田和有机肥处理较常规处理,土壤容重下降了0.13 g＆#183;cm-3和0.09 g＆#183;cm-3,浅翻深松＋秸秆还田、有机肥、翻压绿肥和生物肥均能降低土壤紧实度,改善土壤三相比,增加土壤通气透水性,使得土壤物理结构得到改善。有机肥、秸秆还田和生物肥处理提高玉米喇叭口期光合速率,较常规处理提高2.1～7.6μmol＆#183;m-2＆#183;s-1;秸秆还田和生物肥较常规施肥处理,蒸腾速率下降57%和56%;在玉米喇叭口期各处理气孔导度均小于对照,灌浆期秸秆还田处理较常规处理气孔导度增加,导致叶片胞间CO2浓度下降,说明气孔阻力的降低导致叶片胞间CO2浓度降低。有机物料还田后可以降低土壤容重、紧实度,土壤三项比达到合理范围,并且可以提高作物的光合速率,降低蒸腾速率,尤其是秸秆还田和有机肥处理好于其他处理。保护性耕作和有机物料还田对于提高土壤肥力、改善土壤物理特性,提高作物光合速率,增加作物产量均起到积极促进作用。     

畜禽粪肥还田四环素类抗生素(TCs)在土壤-蔬菜系统的分布特征及风险评估

畜禽粪肥还田引起的土壤抗生素污染对蔬菜安全和土壤生态风险的影响应得到足够的重视.四环素类抗生素(TCs)在畜禽粪肥和蔬菜基地土壤中被普遍检出且含量较高.然而,目前针对土壤TCs污染对蔬菜安全和土壤生态风险的研究主要采用盆栽试验和田间调查的研究方法,较少开展田间试验.结合盆栽试验和田间试验的研究方法,调查畜禽粪肥还田引起的TCs在土壤-蔬菜系统中的分布特征,采用日允许摄入量-危害商值法(ADI-HQ法)和物种敏感性分布-风险商值法(SSD-RQ法)分别对蔬菜可食部分TCs污染的人体健康风险和土壤TCs污染的生态风险进行评估.结果表明,盆栽试验和田间试验菜心地上部和地下部TCs含量均以OTC为主;盆栽试验和田间试验菜心地上部(以干重计)ω(OTC)分别高达29.25μg·kg^-1和45.03μg·kg^-1,地下部含量(以干重计)ω(OTC)分别高达87.32μg·kg^-1和135.44μg·kg^-1;且田间试验菜心地上部和地下部3种TCs含量均显著高于盆栽试验.土壤TCs的残留以OTC为主,盆栽试验和田...     

增氧对不同秸秆还田稻田田面水养分动态及温室气体排放的影响

秸秆还田对于改善土壤结构、培肥土壤和提高农作物产量与品质有着重要意义,但秸秆还田会增加甲烷排放和面源污染物排放等环境风险,如何减少秸秆还田带来的负面效应是亟需解决的难题.系统比较了增氧对不同碳氮比秸秆还田稻田水稻生长期内田面水碳氮含量和温室气体排放的影响.结果表明,不同秸秆还田均明显增加了稻田田面水中化学需氧量(COD),虽略微降低了N₂O排放,但显著促进了稻田甲烷的排放和全球增温潜势,大小表现为：麦秸还田>油菜秸秆>蚕豆秸秆还田;秸秆还田处理提高了水稻产量,但统计未达显著水平.增氧处理不显著影响水稻产量,使秸秆还田后田面水COD降低15%～32%,稻田甲烷排放显著降低10.4%～24.8%,稻田GWP显著降低9.7%～24.4%,其中麦秸还田处理下增氧效果最佳.结果发现增氧措施在秸秆还田稻田尤其是麦秸还田稻田温室气体减排与降低COD排放风险中的潜在作用及其应用可能性.     

作物植株残体还田土壤对除草剂的截留作用

加入成熟作物植株残体还田的土壤（简称秸秆还田土壤）与自然土壤的土柱淋洗对比实验，研究了玉米秸秆还田土壤对除草剂乙草胺和阿特拉津的截留作用以及水稻秸秆还田土壤对丁草胺的截留作用。结果表明，作物秸秆还田土壤对所研究的三种除草剂有明显的截留作用，在土桩的最上部10cm内，秸秆还田土壤对乙草胺、丁草胺和阿特拉津的截留量分别是自然土壤对其截留量的1.33、1.77和1.88倍。     

谈煤矿造地还田

煤矿开采造成地表下沉，形成塌陷地，导致耕地减少，生态环境恶化；而采煤过程中排出的煤矸石已堆积成山，同样侵占土地，影响环境，用煤矸石填塌陷坑，造地还田，植被绿化，既能改善环境，也是以废治废的有效途径。     

利用小麦秸控制赤潮生物生长的研究

以球形棕囊藻为研究对象,探讨了小麦秸用于赤潮生物控制的可行性,研究了微生物、吸附作用在抑藻效应中的可能作用,运用扫描电子显微镜观察了小麦秸对藻细胞形态的影响,对小麦秸抑藻机理进行了分析和讨论。结果表明,小麦秸是一种比较理想的抑藻材料,无需微生物的降解,适度切割后能够吸附藻细胞、释放出抑藻活性物质,从而有效控制赤潮生物——球形棕囊藻的生长。抑藻活性物质的释放是小麦秸抑藻的主要机制。