农业生态与土地退化的土壤微形态研究

简要地介绍了土壤微形态研究方法及其在农业生态与土地退化研究中的应用,并回顾了近20a的国际土壤微形态研究的内容与进展.在过去的20a中,土壤微形态学在概念、现象的解释、分析技术'以及应用上都取得了前所未有的进展.特别在样品脱水方法、荧光分析、图象处理及定量分析技术上得到很大的发展.植物根系与土壤微结构的关系,土壤改良对结构的影响等方面研究取得一定的成就.利用土壤微形态研究农业生态系统中的根系与根际的生态过程,作物对水分和养分的吸收过程,人为活动对土壤退化,熟化的微形态指标,以及利用微形态指标评价人为因素在现代土壤过程中的作用等,是土壤微形态研究的最新动态.     

水淬渣人工湿地强化除磷作用研究

研究了水淬渣的磷吸附-解吸效果,构建了以水淬渣为主要基质的模拟垂直流人工湿地系统,分析了水力停留时间(HRT)和污染负荷变化对污水中磷去除的影响,探讨了湿地上行、下行流单元各层基质的除磷贡献.结果表明,水淬渣基质的磷饱和吸附量为3 333 mg.kg-1,其水溶性钙含量为0.084%,pH值为7.54,适合作为湿地除磷基质.HRT与磷除去率呈正相关,当HRT从1 d缩短为0.5 d时,TP去除率降低5.9%~4.7%,当HRT从2 d缩短为1 d时,TP去除率降低2.4%~4.7%,HRT为1 d条件下,水淬渣湿地的磷去除率>85%,说明无限延长HRT无益于强化除磷,适宜的HRT为1 d.在进水浓度稳定的条件下,进水污染负荷与磷去除率呈负相关,当污染负荷范围在12.2~36.8 g.(m2.d)-1时,水淬渣湿地的磷除去率可维持在85%,当污染负荷达到48.9 g.(m2.d)-1后,水淬渣湿地的磷除去率下降至65%,当污染负荷<36.8 g.(m2.d)-1时,水淬渣湿地的磷去除率>82%,说明高污染负荷可抑制基质表面及孔隙中Ca、Al等吸附磷的活跃位点,适宜的进水污染负荷为24.5~36.8g.(m2.d...     

广州城市污泥中重金属形态特征及其生态风险评价

分析了广州市4个不同来源的城市污水处理污泥中重金属含量,考察了污泥样品中重金属形态分布和生物可利用性,并分别利用风险评价指数(RAC)和固废重金属毒性浸出方法评价了污泥中重金属生态危害风险和浸出毒性风险.结果表明,污泥样品中Cu、Cr、Pb和Zn含量较高,不同来源污水处理污泥中重金属含量差别较大.污泥样品中重金属绝大部分以非稳定态存在,酸性污泥中可迁移的酸溶态重金属比例较高.由单一萃取结果,1 mol·L-1NaOAc溶液(pH 5.0)和0.02 mol·L-1EDTA+0.5 mol·L-1NH4OAc溶液(pH 4.6)分别对酸性和碱性污泥中生物可利用态重金属具有较好的萃取能力.污泥酸性越强,其中生物可利用态重金属比例越大.污泥中重金属的迁移能力使其处于高生态危害风险程度;重金属的生物可利用性使酸性污泥大多处于极高危害风险程度,而使碱性污泥大多处于中等危害风险水平.除城市污水处理污泥外,污泥样品中重金属具有高的浸出毒性风险,萃取重金属生物可利用态后,污泥仍具有高浸出毒性风险,但由于浸出毒性风险降低使部分污泥可进行填埋处置.     

湘江霞湾港段底泥的含镉量分布研究

为了研究湘江霞湾港段底泥中镉的含量分布和释放特性,对该河段底泥采样以测定含镉量,并采用Tessier连续提取法对镉形态进行分析测定.结果表明,湘江霞湾港段受到严重的镉污染,其底泥含镉量最高达359.8μg/g.湘江底泥和间隙水中含镉量的吸附-解吸平衡可采用Freundlich吸附等温式描述.对新霞湾和老霞湾排污口附近河流底泥的镉形态分析表明,镉污染物以有机质-硫化物结合态为主,分别占总量的73.3%(质量分数,下同)、65.3%,其次是残渣晶格结合态,分别占总量的26.5%、34.4%.     

生物炭对土壤中铁生物还原作用和重金属分布的影响

构建厌氧精瓶培养实验体系,探讨生物炭对土壤中铁的生物还原和其他重金属形态转化的影响。结果表明:生物炭会影响铁还原菌希瓦氏菌(Shewanella oneidensis MR-1)对土壤中铁矿物的还原溶出,降低亚铁离子浓度。培养70d后,土壤-希瓦氏菌(SR)处理组亚铁离子摩尔浓度为(291.0±58.0)μmol/L,土壤-希瓦氏菌-生物炭(SRB)处理组亚铁离子摩尔浓度降为(94.7±32.4)μmol/L。同时,生物炭改变了铁生物还原作用对土壤中重金属迁移性的影响。SRB处理组土壤中可交换态锌、钴和镍含量低于土壤-生物炭(CB)处理组,而铁锰氧化物结合态含量增加;与SR处理组相比,SRB处理组可交换态和铁锰氧化物结合态锌、钴、镍含量均有所增加。因此,在稻田等厌氧环境下应用生物炭修复重金属污染土壤时,生物炭对铁矿物生物还原、重金属形态转化的影响需要引起关注。     

地下渗滤系统在污染处理中的应用研究进展

地下渗滤系统是一种基于自然生态原理的污水净化技术，在我胃着良好的可行性和发展前景，本文总结介绍了地下渗滤系统的类型，概括分析了地下渗滤系统中的关键性问题－土壤的选择与配制，水力负荷的选取，氮磷去除问题和土壤堵塞问题。     

公路两侧土壤中铅和镉污染以及存在形态分布的分析

测定了土壤中铅、镉总量,并采用五级连续浸提法和石墨炉原子吸收分光光度法对北京市3条典型公路两侧的土壤样品中铅和镉的存在形态分布进行了测定.结果表明,所选3条公路出京方向右侧的土壤铅和镉污染严重,其铅、镉总量分别是北京地区土壤铅和镉含量背景值的1.62～6.69、5.97～18.74倍.土壤中铅主要以铁锰氧化物结合态、碳酸盐结合态、有机结合态和残渣态等形式存在,镉主要以铁锰氧化物结合态和残渣态形式存在,而活性强的离子交换态浓度均较低.不容忽视的是,铅和镉的碳酸盐结合态在碱性条件下稳定,但是具有遇酸释放的隐患.     

酸性条件下剩余污泥中Ca2＋和Mg2＋溶出对磷回收的影响

为了在酸性条件下实现剩余污泥中磷的高效回收,对pH=3时剩余污泥水解酸化过程中氨氮、正磷酸盐和钙镁离子的溶出现象以及磷回收进行了研究分析。结果表明：当pH=3时,所溶出的氨氮、镁离子和钙离子与磷酸盐的摩尔比均大于1,能满足采用鸟粪石沉淀法或者羟磷灰石沉淀法回收磷的要求;但所溶出的钙镁离子的摩尔比大于1,会对鸟粪石沉淀法回收磷的顺利进行有较大影响;有无外加镁剂对磷回收率影响不大。采用改型后的镁型强酸性阳离子交换树脂进行离子交换可以得到较高纯度的鸟粪石沉淀产品,通过XRD检测其纯度为95％以上。     

多孔硅酸钙滤料吸附床除磷试验研究

以多孔硅酸钙滤料为吸附载体处理含磷的二沉池出水.通过静态吸附试验和动态吸附试验,研究了滤料粒径及投加量、初始pH、反应时间、温度以及滤料填充高度对除磷效果的影响.在静态吸附试验中,取初始磷质量浓度为4.98 mg/L的含磷废水100 mL,当多孔硅酸钙滤料粒径为4～14目,投加量为1.0g,吸附时间为2.5h,温度为25℃,溶液初始pH为7.0～9.0时,磷的去除率可达95％以上,出水磷满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准(≤0.5 mg/L).动态吸附试验表明,在长期运行条件下,多孔硅酸钙滤料吸附床能持续有效地去除污水中的磷,综合考虑吸附率和运行费用,选择水力停留时间为30 min,滤料填充高度为60 cm为宜.     

四平市二龙湖底泥磷释放研究

采用室内实验模拟法对四平市二龙湖富营养化限制因子磷的底泥释放速率及释放量进行了研究,并研究在种环境因子(温度、pH、DO和扰动因素)影响下底泥磷的释放规律。结果表明,(1)二龙湖年平均底泥释磷量为208·78g,最大释磷率为0·889μg/g(T=20℃,pH=8,DO为4·68mg/L);(2)自然和人为的扰动因素会促进底泥的磷释放;(3)H在弱酸至中性范围内底泥释磷量最小,酸性和碱性条件都有利于磷的释放;(4)随着温度的升高底泥释磷量增大;(5)厌条件比好氧条件更有利于磷的释放。