5种前期水分处理下黑土氮素矿化及硝化反硝化率的变化

室内培育实验研究5种不同水分前处理下的黑土(风干土D、保鲜土O、低水分土W_1、高水分土W2、淹水土S),在4种不同含水量条件下的矿化率、硝化率及反硝化率变化.结果显示,5种前处理下黑土氮素矿化率、硝化率及反硝化率分别在土壤水含量为60%WHC、80%WHC和100%WHC时差异明显.虽然在4种不同水分含量下,经5种不同水分前处理的土壤矿化率差异不显著,硝化率及反硝化率差异较为显著.硝化率表现为W_1OW_2SD,反硝化率与硝化率的表现截然相反.这表明,土壤水分历史对硝化反硝化有影响,而对矿化作用的影响不大,水分前处理影响土壤氮素转化.     

水分变化模式对黑土氮素转化率的影响

以黑龙江省哈尔滨市的黑土为研究对象,采用室内培育实验,研究不同水分变化模式(恒定40%WHC、恒定80%WHC、40%变为80%WHC、80%变为40%WHC)下,黑土中铵态氮、硝态氮含量的变化及矿化率、硝化率、反硝化率的响应规律.结果表明,硝化率与土壤水分呈正相关,80%WHC为硝化作用的最适水分含量;由低到高的水分变化模式刺激硝化作用发生,促进硝态氮积累,矿化量增加.四种水分变化模式下,黑土氮素转化以硝化作用为主,不同水分变化模式对黑土的氮素转化具有显著影响.     

不同水分含量下黑土氧化亚氮排放差异

培育试验研究了40％WHC和80％WHC两种水分模式对铵态氮、硝态氮含量的变化以及N2 O产排的影响.结果表明:在40％WHC低水分含量条件下,硝化反应占主导地位,通过硝化反应所产生的N2 O含量相对较少,微生物呼吸作用较强;在80％WHC高水分含量条件下,土壤同时发生了强烈的硝化反应和反硝化反应,通过反硝化作用产生大量的N2 O,发生了强烈的完全反硝化反应,微生物呼吸作用强于低水分含量条件.这些发现对于评价水分模式对黑土N2 O产排的影响,土壤肥力和全球环境变化有着至关重要的意义.     

不同酸度黑土的硝化强度差异

采集黑龙江省哈尔滨市黑土长期施肥试验基地的黑土以及吉林省中西部的公主岭市和中北部的榆树市不同酸度的黑土,测定黑土的硝化强度.结果表明,哈尔滨同一地域不同施肥制度,导致黑土的酸度不同,在一定pH值范围内,硝化强度随着土壤pH值的增加而增大.公主岭和榆树市不同地域不同酸度的黑土,土壤偏碱或偏酸性时,土壤的硝化强度较大,中性土壤硝化强度较小.     

气升式一体化A/O生物膜反应器的硝化和反硝化过程

构建了新型气升式一体化A/O生物膜反应器并于生活污水的脱氮处理,研究了反应器挂膜启动后硝化和反硝化反应形成的过程.试验结果表明,由于反应器构造独特,能够形成具有不同溶解氧浓度的好氧区、缓冲区和缺氧区,并利用曝气推动力实现硝化液在各区间的循环.通过对进水方式的调节,反应器内能够形成良好的硝化和反硝化过程,硝化率和反硝化率分别达到89.49%和97.86%.     

扰动土壤提高乳制品废水氮去除效果的研究

研究了扰动土和原状土对乳制品废水总氮的去除情况.结果表明,9和10月2次试验中,乳制品废水经扰动土处理后,总氮平均浓度从122.85 mg/L减少到13.48 mg/L,平均去除率为89.03%;经原状土处理后,从122.85 mg/L减少到21.81 mg/L,平均去除率为82.25%.扰动土壤显著增加了总氮的去除率.处理前扰动土和原状土平均含氮量都为1.037 g/kg,处理后变为0.820和0.915 g/kg,分别减少了0.217和0.122 g/kg.本研究过程中,氮素主要转化成氮气排放到大气中或以硝态氮的形式存在于深层土壤中,扰动土处理和原状土处理氮素平均转化量分别为0.326和0.223 g/kg,平均流失率分别为27%和20%.由以上数据可得,土壤对乳制品废水中总氮去除作用比较明显,其中扰动土的去除率高于原状土,扰动土壤能提高对乳制品废水总氮的去除率.利用土壤处理乳制品废水,相比传统方法对总氮的去除率高,而且投资少,操作简单,维护方便,是一种处理乳制品废水的有效方法.     

以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚糖菌培养及特性分析

采用SBR反应器经过5个阶段约90天的培养,驯化出以亚硝酸盐为电子受体的亚硝酸盐型反硝化聚糖菌(denitrifying glycogen accumulating organisms,DGAOs),其最大耐受NO2--N浓度约为25mg/L.驯化的亚硝酸盐型DGAOs是具有反硝化能力的一种聚糖菌(glycogen accumulating organisms,GAOs),但长期保持厌氧/缺氧环境会使其失去聚糖和反硝化能力.在进水C/N比为6的条件下,厌氧阶段COD的去除率达94.9％,缺氧阶段NO2--N的去除率达到93.3％.亚硝酸盐型DGAOs在厌氧阶段快速吸收COD并储存聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxy butyrate,PHB),每消耗1 mg/L的COD合成PHB量为0.2 mg/(g·MLSS);在缺氧阶段降解PHB并合成糖原,每消耗1 mg/(g·MLSS)的PHB合成糖原量为0.7 mg/(g·MLSS).     

东北黑土有机质含量和组分对免耕秸秆还田覆盖的响应

土壤微生物周转是有机质形成的重要驱动力,然而众多学者对植物源组分和微生物源组分对农田土壤有机质形成的贡献存在不同意见.免耕秸秆还田覆盖这一保护性耕作措施对保护农田土壤有积极作用.基于吉林省梨树县中国科学院保护性耕作示范基地长期秸秆覆盖还田定位试验,研究了免耕秸秆还田覆盖1年和5年后,不同秸秆覆盖量对土壤有机质的影响,以及利用热裂解-色谱质谱技术(Py-GC/MS)研究了表层土壤(0～5 cm)有机质组分的变化.结果表明:土壤有机质在免耕秸秆还田覆盖1年后,不同秸秆覆盖量对其影响不显著,还田覆盖5年后,随秸秆覆盖量呈增加趋势;秸秆还田覆盖1年后,各处理间土壤有机质分子结构无显著差异,5年后,秸秆还田覆盖量的增加有利于酚类化合物组分和木质素类组分的积累,且酚类化合物相对含量随秸秆还田量增加而增加,芳香族化合物组分相对含量随还田覆盖量增加而减少.     

厌氧氨氧化耦合异养反硝化反应器的启动研究

针对城市生活污水含有氨氮和有机物的特点,试验考察了在UASB反应器内实现厌氧氨氧化耦合异养反硝化生物脱氮的可行性.80d以上的运行结果表明:以生活污水和外加亚硝酸盐为底物,反应器内可实现厌氧氨氧化和异养反硝化协同脱氮.NO2--N浓度控制是实现系统稳定运行的关键指标,经过优化,出水NH4+-N和NO2--N浓度均低于5mg/L,NH4+-N、NO2--N和总氮的去除率分别达到87.14%、85.48%和84.57%,总氮去除负荷则达到了1.2KgN/(m3·d).耦合脱氮体系的建立对于城市生活污水深度、高效脱氮系统的构建具有重要的参考价值.     

芦苇在生态护坡航道整治中的应用研究

文章对芦苇在生态护坡中的应用进行研究,探索了不同水分条件下芦苇根系生长发育分布规律,并对芦苇削浪缓冲护坡效果进行了测定.研究表明,土壤利用芦苇根系加筋,起到保土、固堤、改良土壤作用,从而大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能力.芦苇在河道整治固土护坡、消浪缓冲、净化水质、提高空气质量中起到了重要作用,是一种比较理想的生态护坡植物.     

草原公路路基高度变化对其水土保持功能的影响

通过对典型草原公路工程开展调查观测,选择边坡土壤含水量、土壤流失量和植被覆盖度为指标,探讨不同路基填筑高度对边坡水土保持功能的影响。结果表明,考虑土壤含水量状况和植物固土功能的最优性,草原公路路基设计高度取值建议在1．0～2．5m之间。采用一定防护措施的低路基设计方案,能够有效降低草原公路边坡土壤流失,保存水分,提高植被恢复状况。     

紫色土区土壤氮元素特征研究

对紫色土区选择不同坡位(坡顶、坡中、坡底)不同土地利用方式(耕地、林地、园地和撂荒草地)土壤的全氮和速效氮含量进行了分析,结果发现:土壤氮含量分布受坡位影响严重,通常坡底全氮及速效氮含量最高,坡中最低;土壤氮含量分布受土地利用影响严重,通常是林地全氮及速效氮含量最高而耕地最低;研究区4种土地利用方式下,C/N范围在7.3～13.9之间;土壤全氮含量与土壤容重、黏粒含量、全氮、速效氮、全钾以及速效钾含量相关性显著。     

厌氧氨氧化生物脱氮技术研究

厌氧氨氧化是一种废水生物脱氮的新技术,在废水脱氮方面有着较高的应用价值.综述了近几年对于厌氧氨氧化的研究,重点介绍了接种污泥和反应器的选取对快速启动厌氧氨氧化反应的影响,分析了厌氧氨氧化工艺运行的影响因素,并介绍了厌氧氨氧化与短程硝化、短程反硝化、内源反硝化等工艺的耦合反应.可为研究人员规划和设计厌氧氨氧化反应的启动和运行的研究提供参考,以推进厌氧氨氧化在实际工程中的广泛应用.     

土壤一维热湿传递实验台的研制及模型试验

研制了一个可模拟土壤一维热湿传递的实验台;通过3种土壤的一维热湿传递模型试验,探讨了温度梯度和湿度梯度二者共同影响下土壤的热湿迁移效应,验证了土壤中水分迁移和热量传递的相互作用;在此基础上,对土壤的热湿迁移机理进行了初步分析。研究结果表明:研制的土壤一维热湿传递实验台,具有操作简单、控温精确等优点,能有效模拟温度梯度和湿度梯度二者共同影响下土壤的热湿迁移效应;试验土柱中热量传递十分缓慢,热源附近土壤的温度梯度最大,随着与热源距离的加大,土壤温度迅速降低,冷热端温差越大,温度影响范围越广;相对于土壤初始含水率和土体干密度,冷热端温差是影响试验土柱中温度场最主要的因素;加热后试验土柱的含水率分布曲线可依次分为3个区段,即温差扩散段、共同扩散段和未扰动段;土壤中的热湿迁移过程是一个由多种机制驱动、多相多组分相互耦合作用的复杂过程。     

微好氧EBPR系统污泥的同步脱氮及吸磷特性

反硝化聚磷菌在污水同步脱氮除磷,尤其有限碳源污水的处理,具有广阔的应用前景,而亚硝酸盐型反硝化除磷因仅将硝化进行到亚硝酸盐阶段可进一步降低污水的处理费用.采用一个2L的SBR反应器,通过控制好氧段溶解氧并调整NO_2~-投加时间,在EBPR系统内成功富集了兼具稳定除磷和脱氮性能的污泥,用以考察污泥的缺氧吸磷特性及同步脱氮能力.结果表明:微好氧条件下(DO=0.2mg/L)反应器具有很高的氮、磷去除性能,系统内的NH4~+-N能100%硝化且无NO_X~--N的积累,出水磷浓度低于0.5mg/L.此外,该除磷污泥能利用亚硝酸盐进行缺氧吸磷,NO_2~--N投加浓度为10mg/L和50mg/L时的最大比吸磷速率分别为最大比好氧吸磷速率的44.9%和87.2%.批式试验证明:NH4~+-N通过同步硝化反硝化而非厌氧氨氧化去除,但微好氧条件下氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌活性均较聚磷菌差,因此,低DO条件下,吸磷总是优先于氨氧化进行.     

矿化垃圾静态吸附处理模拟印染废水试验研究

采用静态吸附方法,考察了不同条件下矿化垃圾对亚甲基蓝溶液吸附处理效果的影响,并用Langmuir、Freundlich等温吸附方程进行了拟合。结果表明,矿化垃圾处理初始浓度为10mg·L^-1亚甲基蓝溶液的最佳的矿化垃圾用量为25g·L^-1、最佳pH为10,震荡最佳时间为7h,脱色率达到98．83％;矿化垃圾对亚甲基蓝的吸附能用Langmuir、Freundlich等温吸附方程进行较好的拟合。     

生物炭对去除生物滞留池氨氮及雨水持留的影响

为了加强对城市雨水的处理,提出了将生物炭添加于生物滞留池填料土,以黄松木为原料,在550℃条件下制备生物炭,分析生物炭对生物滞留池填料土的理化性质和雨水中氨氮吸附能力的影响;测量了对照填料土和添加了4%生物炭的改良填料土在-15 300~0 cm H2O土壤水吸力范围的水分特征曲线;采用圆盘入渗仪和DISC软件测算了田间生物滞留池对照和改良填料土的导水率.研究结果表明,生物炭的施用提高了酸性填料土的p H值,降低填料土容重达7%,增加总孔隙率约28%,增大阳离子交换量达33%;施用生物炭后,填料土对氨氮的去除率从-26%~28%提高到50%~90%;生物炭的施用使填料土有效水含量从0.016 cm3/m-3提高到0.063 cm3/m-3,饱和导水率增大了1.5倍;生物炭可从水质和水量两方面提高生物滞留池对城市雨水中氨氮的去除,并有助于城市雨洪控制.     

杏仁核和扣带回毁损对Ⅰ型精神分裂症患者脑脊液单胺递质的影响

目的　研究立体定向联合毁损杏仁核内侧核群和扣带回前区对Ⅰ型精神分裂症患者脑脊液内单胺类递质的影响 ,探讨手术影响单胺类递质水平及手术治疗精神分裂症的机理。方法　用立体定向技术射频毁损Ⅰ型精神分裂症患者杏仁核内侧核群和扣带回前区 ,用高效液相色谱法 (HLPC)测定手术前后患者脑脊液DA、5 HT、NE的含量 ,对含量的变化进行统计学处理。结果　治疗前不同性别、年龄及病程之间DA、5 HT、NE未见明显差异(P >0 .0 5 ) ;治疗前DA明显高于对照组 ,治疗后DA下降 ,与手术前相比有显著性差异 (P <0 .0 5 ) ;治疗前 5 HT和NE明显低于对照组 ,治疗后升高 ,但仍低于对照组 (P >0 .0 5 )。结论　毁损杏仁核内侧核群和扣带回前区可以使Ⅰ型精神分裂症患者脑脊液内DA水平升高 ,5 HT和NE水平降低 ,这一变化提示调节递质水平可能是手术治疗精神分裂症的途径之一     

沙漠区风积沙路基水盐迁移规律

以沙漠区风积沙路基土为依托,检测了典型路面病害路段不同深度试样的化学成分,基于土水势原理,分析了路基内盐分与水分的迁移特点;以95%的压实度分层填筑土样,采用自制试验装置测试模型土柱的含水率与导电率,研究了最佳含水率条件下温度梯度对路基内水盐迁移规律的影响。研究结果表明:病害路段路基土为细沙,基层与路基土含盐成分均以可溶性硫酸钠与钾盐为主,在-6℃~0℃会形成Na2SO4·10H2O,发生体积膨胀,当遇到外界水分的进入,就会加剧路基土盐胀和路面隆起破坏;路基压实一周后,土样5cm深度处含水率降低了1%~2%,硫酸根含量降低了0.05%~0.06%,在35cm深度处含水率升高了0.5%~0.8%,硫酸根含量降低了0.12%~0.14%,在重力势与压实的双重作用下,均质土体出现快速且明显的水盐分层现象;在外界温度作用下,土样25cm深度范围内温差为20℃~30℃,超过25cm深度范围,温差约为1℃,随着深度增加,温度梯度变化量逐渐减小,最终趋于0;风积沙路基内部水盐分布随深度先降低后增加,水盐场随深度分布呈现"对勾"状规律;风积沙路基内部的水盐迁移是由气、液两态混合作用的结果,在高温作用下,路基顶面10cm范围内水气迁移占据了主要的迁移方式,而在10cm以下主要由细沙构成的风积沙内无法形成有效的毛细水上升孔道,水分主要以薄膜水的形式进行迁移,在降温作用下,液态水携带盐分上升,在路基顶面形成盐分积聚现象。     

粗颗粒含量对川西混合土抗剪强度的影响

混合土在川西地区广泛分布,由其构成的山区公路路基的稳定性是实际工程中亟需关注与研究的问题. 针对混合土抗剪强度受粗颗粒含量变化影响较大的特征,选取川西山区路基填筑用的天然混合土,分别进行小型与大型直剪试验,系统研究了粗颗粒含量对混合土剪应力-位移曲线和内摩擦角的影响规律. 试验结果表明:粗颗粒含量差异导致混合土抗剪强度发生明显变化,且在不同的粗颗粒含量区间,抗剪强度会呈现不同的变化趋势;当粗颗粒含量从0增至30%时,内摩擦角增长速率较慢;在30%～60%之间递增时,内摩擦角增长速率变快;超过60%时,增长速率回缓,即有两个界限值;通过颗粒骨架理论解释了界限值产生原因,并从宏微观角度分析了抗剪强度在不同区间内的主要影响因素差异,可为混合土结构物稳定性评估提供取值与理论分析依据.