不同施肥方式对东北旱田黑土nirK和nirS型反硝化细菌群落结构的影响及黑土保护建议

反硝化过程是土壤氮素循环的重要过程之一,与土壤氮肥损失和温室气体排放紧密相关。通过分析不同施肥方式对东北旱田黑土nirK型和nirS型反硝化细菌群落结构的影响及其与N₂O排放的关系,证实黑土中nirK型比nirS型反硝化细菌多样性丰富,且更易受土壤理化性质的影响。施入化肥会降低东北旱田黑土反硝化细菌多样性、N₂O释放量和土壤养分含量,而有机肥的施入虽然可提高土壤养分含量,但是也会显著增加土壤反硝化作用,存在潜在的负面环境效应。因此对黑土地的保护要积极推行种养结合,建立可循环农业体系;适当配施有机肥料,调节黑土微生物活力;大力完善相关制度,营造科学管理新规范,从而构建我国黑土保护的立体格局。     

基于膨胀及强度劣化效应的玉园隧道失稳机理研究

针对玉园隧道洞口段的变形失稳现象,采用现场调查、监控量测、室内试验和数值计算等方法,开展了玉园隧道变形失稳的机理研究。首先,隧道穿越黏土层的相关物理、力学及水理试验揭示,特殊的地形地貌、赋水条件、黏土的矿物组成及结构形式不但导致隧道围岩的吸水能力较强,呈中等膨胀性,而且降雨增湿条件下隧道围岩含水率增大导致其抗剪强度显著减弱,黏土的以上特征是隧道变形失稳的内在原因;其次,基于有限差分软件FLAC^3D及编制的FISH程序,应用温度场模型完成了降雨过程中非饱和膨胀土的湿度场计算,实现了降雨增湿过程中考虑围岩膨胀及强度劣化效应的隧道支护结构动态响应特征的数值计算,不但揭示了隧道洞口段施工过程中发生的地裂缝、地表塌陷、洞内大变形及坍塌等失稳现象的成因,而且得到隧道支护结构位移及应力随围岩含水率的变化规律,故强降雨是隧道变形失稳的“导火索”。其相关的研究方法及成果可供类似工程借鉴。     

酸沉降背景下太湖流域碱基离子流失特征模拟研究

太湖流域是我国酸沉降较严重的区域之一,酸沉降对流域碱基离子流失产生了显著影响。通过室内模拟试验,研究了流域内代表性碳酸盐岩及其风化产物和流域分布广泛的沙壤土在不同pH模拟酸溶液作用下碱基离子的释放特征。结果表明：1）碳酸盐岩中碱基离子释放量与酸溶液pH和粒径均呈显著负相关（P<0.01）。在10 d试验期内,Ca²⁺释放量最小值为0.26 g/kg,最大值达14.30 g/kg,且比K⁺、Na⁺和Mg²⁺释放量高1个数量级。2）碳酸盐岩风化产物与沙壤土中碱基离子对模拟酸溶液的敏感性为Ca²⁺>Mg²⁺>K⁺。其释放量不仅与模拟酸溶液pH有关,还取决于介质本身特征（本身离子总量、成土母质环境及交换态离子量）。3）太湖流域不同介质对模拟酸溶液的缓冲能力存在显著差异,表现为碳酸盐岩>白云岩风化产物>石灰岩风化产物>沙壤土。分析认为,大量的碳酸盐与质子迅速发生的中和作用是碳酸盐岩及其风化产物具有较强缓冲能力的关键因素。

     

污水生物脱氮过程N2O排放数学模型研究进展

污水生物脱氮过程中产生的N₂O是主要温室气体之一,对气候变化影响较大,了解N₂O产生途径是减少其排放的关键。该文介绍了污水生物脱氮过程产生N₂O的主要生物途径和非生物途径;综述了N₂O排放的3类数学模型：基于生物脱氮去除量的经验模型、基于不同产生途径建立的动态机理模型、基于知识的人工智能和数据驱动的统计模型;阐述了新型生物脱氮工艺中N₂O排放数学模型;介绍了机理模型校准和验证的方法及关键参数;阐述了各个模型的适用范围及在实际污水处理厂中的应用情况;总结了各种N₂O排放数学模型的缺陷,并对模型未来发展方向做了展望。该综述可为模型在不同条件下的选择提供方法,为研究污水生物脱氮过程N₂O的产生机理、优化控制污水生物脱氮过程、缓解污水处理厂N₂O排放提供理论依据。     

AgBr/g-C3N4复合光催化剂制备及其可见光催化性能

文章采用溶剂热法合成不同形貌和结构的g-C₃N₄半导体,超声法将AgBr原位沉淀在g-C₃N₄表面,成功制备出不同质量比AgBr/g-C₃N₄复合光催化剂。借助FE-SEM、BET、TGA、XRD、UV-Vis DRS等方法对制备样品的晶体结构、形貌、比表面积、热稳定性以及其光学性能进行了表征。结果表明：g-C₃N₄半导体呈现纳米管状结构,直径约为300 nm,管长约为800 nm;AgBr/g-C₃N₄-20%复合光催化剂比表面积可达为40.727 m²/g,孔体积0.110 cm³/g,孔半径为17.171 nm。以罗丹明B (RhB)为模拟污染物,考察光催化降解性能,结果表明AgBr/g-C₃N₄质量比为20%时,可见光催化80 min后,RhB降解率可达到97.4%。光催化机...     

苏州市近地面臭氧时空分布特征及模拟分析

文章利用2016-2019年苏州市臭氧(O₃)环境监测站点数据,分析了苏州市O₃浓度的时空分布特征及其与NO₂、CO的相关性,并利用WRF-Chem模式模拟了苏州地区O₃高浓度事件来探究湖陆风对O₃迁移的影响。结果表明：苏州市O₃明显超标且2017年超标最为严重;O₃污染日具有明显的季节特征,以O₃作为首要污染物在春夏季尤为突出;月变化呈现双峰型特征,前2年峰值出现时间要略早于后2年;各季节日变化均为单峰型特征,在15:00前后浓度达到最高;空间上市区浓度整体高于周边城市,但在湖陆风盛行的2017年夏季截然相反;苏州市夏季存在明显的O₃“周末效应”,周末的夜间和上午O₃浓度高于工作日,而工作日在O₃峰值时段浓度更高;模拟的O₃高浓度事件证明了太湖湖陆风的存在,而高温时段湖风会将城区O₃往下风向的周边城市移...     

基于大气污染影响的室内臭氧污染特征研究

当前臭氧已成为仅次于PM_2.5的影响中国空气质量的重要因素,特别是在夏季已经成为影响空气质量的首要污染物。臭氧污染不仅能对人体呼吸道、肺、心血管以及免疫系统造成严重的影响,还能与人体表面皮脂、建材表面、室内化合物反应引发室内空气二次污染。由于现代人平均90%以上的时间在室内活动,室内臭氧污染暴露的危害要远远大于室外臭氧污染暴露,但同时室外臭氧又会对室内臭氧污染产生影响,因此掌握室外大气污染影响下的室内臭氧污染特征是控制室内臭氧污染的重要前提。为此,该文研究了五大气候区共20个典型城市的室内臭氧浓度特点,并进一步基于室外大气污染影响和I/O比预测分析了在开窗时间、换气次数和臭氧沉积速度影响下的室内臭氧污染水平特征。研究结果表明,开窗时间和换气次数与室内臭氧浓度呈正相关,臭氧沉积速度与室内臭氧浓度呈负相关。此外,寒冷地区室内臭氧污染最严重,温和地区室内臭氧污染水平最低。     

用离子交换树脂柱法观测长春市大气氮沉降

为了解城市环境中大气氮沉降的特点,于2008年9月—2009年9月,使用离子交换树脂柱法对长春市大气氮沉降进行了观测. 结果表明:观测期间,长春市大气硝态氮沉降量月均值为5.33 mg/m2>/sup>,亚硝态氮沉降量月均值为1.67 mg/m2>/sup>. 大气硝态氮和亚硝态氮沉降量有明显的局部分异特点,沉降量大的地点主要分布在交通干线和热电厂周边地区,显示了大气硝态氮的点源和线源特征. 大气氨氮沉降量月均值为3.10 mg/m2>/sup>; 各观测点间大气氨氮沉降量变化明显小于硝态氮和亚硝态氮,显示了大气氨氮的面源特征.      

丰水期地表河流水中泥沙沉降时间对总磷样品测定结果的影响分析

地表河流水中总磷含量高低是评定水质优劣的一项重要指标,分析数据表明丰水期中总磷主要来源于泥沙中吸附的有机磷和无机磷;水样中总磷含量随着泥沙沉降时间的延长而逐渐降低。因此样品采集回来后,样品的泥沙沉降时间是影响地表河流中总磷测定结果的一个主要原因。     

异养硝化-好氧反硝化菌WXZ-8的脱氮产物N_2O和N_2研究

研究了异养硝化-好氧反硝化菌WXZ-8(Bacillus cereus)的异养硝化性能,并采用GC-ECD(Gas Chromatography-Electron Capture Detector)、GC-TCD(Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector)方法分别测定了脱氮过程中的气体产物N2O和N2。为了改进密封反应的溶氧条件,采用纯氧密封摇瓶培养和空气密封摇瓶培养两个对照条件下进行培养。结果表明:(1)空气密封瓶实验条件下,WXZ-8产生的N2O为0.00945mg,N2为9.5005mg,分别占从水体中脱除的氮的0.047%和47.09%,另外,同化合成的氮含量占48.74%;(2)纯氧密封瓶实验条件下,WXZ-8产生的N2O为0.00463mg,N2为9.686mg,分别占从水体中脱除的氮的0.024%与49.57%,同样,同化合成的氮含量占49.23%。两组对照实验表明,WXZ-8菌是一株高效、产生低水平量N2O的性能良好的异养硝化-好氧反硝化菌,且纯氧培养条件更有利于控制N2O的逸出。