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251.
传统观点认为土壤氮素转化要有微生物的参与,但越来越多的研究发现,非生物转化在一些特定条件下同样发挥着不可忽略的作用,该途径下N2O产生量甚至超过生物学过程而占主导作用.作为一种重要的非生物土壤氮素转化方式,化学反硝化产生途径虽然已经被发现近一个世纪,但在现代生态学研究中通常因研究分散而往往被忽视.鉴于此,对土壤化学反硝化及N2O产生机制、影响因素的研究进展进行总结,并对化学反硝化的不足和薄弱环节提出展望.结果表明:土壤化学反硝化及N2O产生的机制主要包括高价氮还原和羟胺分解两种作用;影响土壤化学反硝化的因素主要包括pH、温度、反应底物浓度、有机质、固相界面及金属离子,如高pH、固相界面和Cu2+的存在均会促进化学反硝化过程;不同形态Fe直接参与化学反硝化生成N2O的途径不同,主要包括Fe2+还原NO2-和NO3-,Fe3+氧化NH2OH.然而,现有研究对于化学反硝化机理的边界划分等问题仍不明确,因此,建议强化羟胺在土壤化学反硝化途径中作用机理的基础性研究,以及多因素综合影响下化学反硝化强度和N2O产生特征方面的应用性研究. 相似文献
252.
为揭示碳氮比(C/N)对硝化过程影响的机理本质,试验以人工模拟废水为研究对象,采用4组平行的SBR(R0、R5、R10、R15)反应器,基于16S rRNA基因-Illumina MiSeq高通量测序技术,考察了4种C/N(0、5、10、15)对硝化过程功能微生物组成和结构特征的影响.结果表明:4种C/N条件下,系统均获得了较好的去除氨氮(去除率>95%)和COD(去除率>90%)效果,TN也有不同程度的降低.此外,C/N会显著影响系统内微生物的多样性、种群结构和功能.R0系统Chao1指数(922)、ACE指数(1232.4)、Shannon指数(6.76)和Simpson指数(0.96)均最大,故微生物多样性最丰富,而R5的物种丰富度最低.在微生物门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)等9个相对丰度较高的门是重要的微生物门,其中变形菌门(Proteobacteria)约全部微生物的40.7%~65.2%,是4个系统中最优势的菌门.硝化过程的关键菌群亚硝化单胞菌科(Nitrosomonadaceae)及硝化螺旋菌属(Nitrospira)的相对丰度表现出随着C/N升高而急剧降低的趋势.基于LEfSe分析共获得了34组具有显著差异的微生物,从而得到了每种C/N条件下在微生物学分类水平上的菌群关键生物标记物. 相似文献
254.
建立田间原位试验,采用静态箱-气相色谱法,研究了常规尿素及其与硫包膜和聚氨酯包膜控释尿素配施(比例分别为30%∶70%、 50%∶50%和70%∶30%)对黄河故道沙性潮土玉米生长季氧化亚氮(N_2O)排放的影响.研究发现:常规尿素处理N_2O排放量(以N计,下同)为1.78 kg·hm~(-2),排放系数为0.38%;与之相比,配施30%、 50%和70%硫包膜尿素处理的N_2O排放量分别降低了1.12%、 22.5%和11.2%,排放系数下降2.63%~26.3%.相反,配施聚氨酯包膜尿素处理增加N_2O排放量0.02~0.41 kg·hm~(-2),其中70%聚氨酯包膜尿素处理增幅最大,达到23.0%.回归分析表明,各处理N_2O排放通量与10 cm处土温、土壤NH~+_4-N和NO~-_3-N含量呈极显著正相关(P0.01),而与土壤孔隙含水量和溶解性有机碳含量无显著关系.与常规尿素相比, 50%常规尿素+50%硫包膜控释尿素处理玉米产量略有增加,而30%常规尿素+70%硫包膜尿素处理稍微降低了玉米产量,但不显著(P0.05).因此,控释肥减缓土壤N_2O排放以及对作物产量的影响主要受控于包衣材料. 相似文献
255.
污水生物脱氮工艺中通常会释放温室气体N2O,厌氧氨氧化工艺作为新型生物脱氮工艺,其N2O的释放规律及机制值得深入研究.本文利用厌氧氨氧化序批试验,研究了不同温度和基质浓度对厌氧氨氧化工艺中N2O释放的影响,并探讨了N2O释放的微生物机制.结果表明,厌氧氨氧化工艺中进水基质浓度的增加会促进N2O释放,在35℃条件下,当进水亚硝氮从40 mg ·L-1增加至60 mg ·L-1和120 mg ·L-1时,N2O最高积累浓度从0.5 mg ·L-1增加至1.5 mg ·L-1和2.4 mg ·L-1,分别占总氮去除量的0.85%、1.43%和1.11%.温度降低对厌氧氨氧化活性抑制作用明显,15℃下的比厌氧氨氧化活性仅为30℃时的6%.温度降低导致厌氧氨氧化工艺中N2O的释放减少,温度降低时反硝化速率的降低是导致N2O产生速率降低、N2O积累减少的主要原因.厌氧氨氧化工艺微生物群落中存在丰富的异养反硝化菌,工艺中N2O积累主要是反硝化菌产生和消耗N2O的结果. 相似文献
256.
梯级水电建设对澜沧江流域生源物质迁移转化及其生态环境的影响目前受到国内外学者的广泛关注,本文通过使用稳定同位素技术,分析了澜沧江流域悬浮颗粒物氮同位素的空间分布差异及其成因.结果表明,澜沧江上游自然河道水体溶解无机氮(DIN)质量浓度变化范围为0. 28~0. 60 mg·L~(-1),下游水库段DIN质量浓度显著增高,变化范围为0. 39~1. 15mg·L~(-1);上游自然河道段悬浮颗粒物δ~(15)N变化范围为4. 52‰~6. 72‰,下游水库段明显增重其变化范围为2. 3‰~11. 8‰.利用Isosource软件对悬浮颗粒物来源进行分析,结果表明澜沧江流域内工业及生活污水为悬浮物颗粒物氮素的主要贡献源,占比约为42. 43%;土壤有机质、大气沉降、农业化肥的贡献率分别为22. 38%、18. 16%和17. 03%;在该流域内上游自然河道段受工业及生活污水、土壤有机质以及大气沉降共同影响,下游水库段则主要受工业及生活污水的影响.同时小湾、漫湾、大朝山这3个库区内存在藻类吸收同化作用而使得悬浮颗粒物δ~(15)N变轻的现象. 相似文献
257.
针对污水反硝化处理过程中N_2O释放不明确的问题,在序批式反应器中探究了不同电子受体及初始碳源浓度对N_2O的释放影响并探究相应机理。结果表明以乙醇为电子供体时,NO_3~--N作为电子受体能够减少N_2O的释放,N_2O的最大释放量仅为0.061 mg/L,是NO_2~--N为电子受体的0.1倍。N_2O为电子受体能够抑制N_2O的还原酶活性。当乙醇的初始浓度由50 mg/L增加至150 mg/L时,反应过程中未出现NO_2~--N的积累,但反硝化过程得到强化,NO_3~--N的浓度由40 mg/L下降至15 mg/L,N_2O的释放量由0.61 mg/L下降至0.32 mg/L。机理研究表明乙醇浓度提高减少N_2O释放的主要原因在于强化反硝化过程。 相似文献
258.
针对低碳氮比生活污水的特点,提出新型离子交换膜-超滤组合膜(IEM-UF)氮富集短程硝化反硝化脱氮工艺.研究了新型IEM-UF亚硝化反硝化脱氮系统在三阶段运行工况下各反应器的性能及整个系统的脱氮及COD去除效果,同时应用高通量技术探究菌群结构变化对脱氮效果的影响.试验结果表明:C/N为3,亚硝化反应器中DO=0.5mg/L条件下,亚硝化反应器中NO2--N积累率仅用19d就达到了90%;在短程反硝化进水流量比为2:1的条件下,COD及NOx--N平均去除率分别达到80%和89%以上.TN去除率最高达到64.8%.高通量16S rDNA测序结果表明,三阶段菌群结构变化与系统脱氮效果的变化一致,亚硝化反应3个阶段亚硝化单胞菌Nitrosomonas所占比例分别为3.69%、5.48%和0.53%,反硝化反应3个阶段反硝化菌Dechloromonas、Thauera之和占活性污泥总菌群比例达到33.35%、25.62%、20.52%. 相似文献
259.
为了解同步硝化内源反硝化除磷(SNEDPR)系统处理低C/N(<3)污水的脱氮除磷特性,采用厌氧/低氧(溶解氧0.5~1.0mg/L)运行的SBR反应器,以低碳城市污水为处理对象,考察了C/N对SNEDPR启动、脱氮除磷性能优化与菌群结构变化的影响.结果表明:进水C/N由4.3提高至5.15时,系统脱氮除磷性能均逐渐增强,系统总氮(TN)和PO43--P去除率最高达89.3%和90.6%;降低进水C/N <3后,系统脱氮、除磷性能均呈现先降低后逐渐升高的趋势,但低C/N对PAOs(聚磷菌)除磷性能的影响高于其对反硝化聚糖菌(DGAOs)内源反硝化脱氮性能的影响,表现为TN和PO43--P去除率分别先降低至21.4%和3.4%后逐渐升高至92.9%和94.1%.系统稳定运行阶段,单位COD平均释磷量和SNED率达437.1mgP/gCOD和89.1%,出水NH4+-N、NOx--N和PO43--P浓度平均为0,4.4,0.2mg/L.经136d的运行,系统内PAOs,GAOs,AOB(氨氧化菌)和NOB(亚硝酸盐氧化菌)分别占全菌的(16±3)%,(8±3)%,(7±3)%和(3±1)%,其保证了系统除磷、硝化和反硝化脱氮性能.此外,系统好氧段存在同步短程硝化内源反硝化,是实现低C/N(<3)污水高效脱氮除磷的原因. 相似文献
260.
为对比研究超临界态CO_2、液态CO_2和气态N_2注入采空区的防灭火性能,自主研制了模拟采空区残煤自燃过程实验系统,开展了超临界态CO_2、液态CO_2和气态N_2注入采空区防灭火实验。实验结果表明:12 MPa、39℃超临界态CO_2对采空区自燃残煤的降氧降温能力优于6 MPa、30℃液态CO_2优于6 MPa、39℃气态N_2;12 MPa、39℃超临界态CO_2对残煤的降温能力是6 MPa、30℃液态CO_2的1.7倍,是6 MPa、39℃气态N_2的10倍,对采空区的降温能力是液态CO_2的2倍,为气态N_2的8倍;12 MPa、39℃超临界CO_2对采空区的降氧速率比6 MPa、30℃液态CO_2和6 MPa、39℃气态N_2高12.5%;12 MPa、39℃超临界CO_2的降温能力是8 MPa、39℃超临界CO_2的1.7倍,因此适当提高超临界态CO_2的注入压力,防灭火性能更佳。 相似文献