NaCl胁迫下pH值和氮素形态对狗牙根生长及钠钾离子调控的影响

以狗牙根〔Cynodon dactylon(Linn.)Pers.〕品种‘阳江’(‘Yangjiang’)为实验材料、2-(N-吗啡啉)乙磺酸(MES)为pH缓冲剂,采用水培法研究NaCl胁迫下pH值和氮素形态(铵态氮和硝态氮)对狗牙根生长和钠钾离子调控的影响。结果表明:处理1周后,若不添加MES,铵态氮处理组培养液的pH值下降到pH 4.0左右,而硝态氮处理组培养液的pH值则上升到pH 9.0左右;添加20 mmol·L^(-1)MES的铵态氮处理组培养液的pH值也下降到pH 4.0左右,而硝态氮处理组培养液的pH值则接近pH 7.0。与0 mmol·L^(-1)NaCl处理组相比,300 mmol·L^(-1)NaCl处理组狗牙根的枝条长度和枝条干质量显著(P<0.05)下降,而根长度、根干质量、根和叶中Na^(+)含量和Na^(+)/K^(+)比、钠钾选择性转运系数、叶Na^(+)和K^(+)的分泌量及分泌物Na^(+)/K^(+)比总体上显著升高。300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,硝态氮处理组狗牙根的枝条长度、根长度、根干质量、根冠比、根中Na^(+)含量总体上显著高于铵态氮处理组,而叶中Na^(+)和K^(+)含量及Na^(+)/K^(+)比、叶Na^(+)和K^(+)的分泌量明显低于铵态氮处理组。300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,20 mmol·L^(-1)MES处理组狗牙根的多数生长指标显著高于0 mmol·L^(-1)MES处理组,而根和叶中Na^(+)和K^(+)含量及Na^(+)/K^(+)比、钠钾选择性转运系数在0和20 mmol·L^(-1)MES处理组间的差异不显著。三因素方差分析结果表明:3个因子的单一和交互作用对多数生长指标、叶中Na^(+)含量和泌盐量相关指标的影响具有统计学意义。研究结果显示:硝态氮能缓解NaCl胁迫对狗牙根的伤害,而用MES缓冲根际酸碱环境对NaCl胁迫下狗牙根生长有一定的促进作用,因此,施用硝态氮或添加MES均有利于提高狗牙根的抗盐性。

朱集西煤矿自燃“三带”分布及注氮参数研究

为了研究朱集西煤矿11503综采工作面采空区自燃“三带”分布规律,在进、回风巷侧埋设束管对采空区内部氧气浓度变化规律进行现场实测,并采用数值模拟的方法研究不同注氮流量下自燃“三带”分布变化规律,确定合理的注氮流量。研究表明:增加注氮流量,采空区氧化带的分布范围和宽度会减小,当注氮流量增加至900 m^(3)/h以上时对减小氧化带宽度效果甚微,据此确定了合理的注氮流量900 m^(3)/h;通过计算得到11503工作面安全通风量为222 m^(3)/min。研究结果为该工作面的后续防灭火工作提供参考。

串联反应一锅合成茚酮稠合1,5-苯并二氮杂䓬化合物

以取代的邻苯二胺、1,3-茚满二酮、醛类化合物(苯乙醛,苯丙醛)为原料,无水乙醇为溶剂,对甲苯磺酸为催化剂,应用串联反应一锅合成了8种结构新颖的茚酮稠合1,5-苯并二氮杂䓬化合物.该串联反应经历了两次亲核加成-消除反应过程,形成含烯胺和亚胺结构的活性中间体,再经分子内碳碳偶联环合和质子迁移形成了目标化合物,针对该三组分串联反应提出了合理的反应机制.该方法具有新颖、绿色环保、反应条件温和、底物范围广等诸多优点,为苯并二氮杂䓬化合物的合成提供了高效简便的新思路.

A/O生物铁法处理4,6-二氯嘧啶废水的工艺研究

4,6-二氯嘧啶废水预处理工艺为Fenton工艺,出水中含有大量铁盐。利用铁絮凝物构建A/O生物铁法处理4,6-二氯嘧啶废水,通过单因素实验考察了进水pH值、水力停留时间(HRT)、污泥回流比对处理效果的影响,构建了A/O生物铁法处理废水的动力学模型,并利用三维荧光光谱法进行验证。结果表明,铁絮凝物的最佳投加量为5%;在进水pH值为8、HRT为48 h、污泥回流比为90%的最佳条件下,COD去除率和氨氮去除率分别达到86%和87%;动力学分析和三维荧光光谱验证表明,A/O生物铁法处理4,6-二氯嘧啶废水的动力学模型截距与三维荧光光谱信息基本一致;依据动力学模型,结合进出水水质与出水排放标准可以确定合理的HRT,对实际工程应用具有指导意义。

三维电解技术处理氨氮废水

以氨氮废水为研究对象,通过研究三维电解技术对氨氮废水中氨氮的去除效果。研究发现三维电解技术可有效降低废水中氨氮的含量。利用单因素分析的方法对电压、时间、初始pH等条件进行考察。通过计算氨氮的去除率,研究了三维电解技术在不同反应条件下的效果。结果表明,在最优条件下:初始电压30 V、电解时间h、初始pH为8时去除效果最佳,氨氮的去除率达到99.17%。

大采高综采工作面防灭火技术优化及效果分析

为优化杭来湾煤矿30201工作面防灭火技术,解决上隅角CO超限问题,结合大采高工作面特点分析CO超限原因,利用预埋束管观测和数值模拟相结合的方法判定采空区煤自燃危险区域,提出工作面防灭火技术优化方案,并对优化效果进行研究分析。结果表明,采空区煤自燃危险区域为氧化带范围,回风侧氧化带距工作面14~140 m,进风侧氧化带距工作面280~410 m;工作面防灭火技术优化后,回风侧氧化带距工作面5~85 m,进风侧氧化带距工作面210~285 m,氧化带宽度缩短约60 m,窒息带明显前移,表明防灭火技术优化有效。

某污水处理厂有机物去除与脱氮性能分析

文章研究了某工业污水处理厂AAO生物反应池-二沉池-终沉池-一级活性焦吸附池-二级活性焦吸附池工艺运行过程中有机物去除与脱氮性能,并采用三维荧光光谱技术、紫外-可见光谱技术对溶解性有机物变化和去除规律进行了分析。结果表明:进水中颗粒/胶体态COD_(Cr)和溶解性COD_(Cr)分别占总COD_(Cr)的25.6%和74.4%,易生物降解有机物和惰性有机物分别占总COD_(Cr)的39.6%和60.4%,生物池对难降解有机物的去除作用有限,难降解有机物的去除主要依靠两级活性焦的吸附作用,出水溶解性COD_(Cr)质量浓度降至35.2 mg/L;生物池活性污泥的硝化能力和反硝化能力较差,硝化速率和反硝化速率分别为0.34mg N/(g SS·h)和0.77 mg N/(g SS·h)。

有机物存在时全程自养脱氮工艺启动及微生物群落结构演变

为了实现全程自养脱氮工艺在处理含有机物废水中的应用,考察有机物存在时全程自养脱氮工艺的启动、运行工况与微生物群落结构演变,通过低溶解氧和生物膜菌种富集的控制策略,缓解有机物对厌氧氨氧化菌的抑制,实现全程自养脱氮工艺启动和功能微生物的富集。结果表明,当进水化学需氧量质量浓度为600 mg/L时,全程自养脱氮工艺启动,在反应器稳定运行期间总无机氮去除率最高达到79.46%;三维荧光光谱显示腐殖酸类和富里酸类物质是主要的微生物代谢产物;微生物高通量测序显示厌氧氨氧化菌的优势属Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia的相对丰度分别从0.02%和0.01%增加到10.47%和4.45%,成功实现厌氧氨氧化菌的富集。

黑龙江省海伦地区浅层地下水中“三氮”分布特征及来源解析

近年来随着人类活动增加、工业废水的大量排放以及农业氮肥过量施用,使得地下水中“三氮”(即硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐氮)污染问题愈加严重,对人体带来潜在健康风险。通过地下水“三氮”污染分布及来源作出解析,对于开展污染源头防控具有重要的现实意义。本文以黑龙江省海伦地区浅层地下水作为研究对象,采用气相分子吸收光谱法(GMA)及电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了地下水中“三氮”及其他金属元素的检出情况,应用内梅罗综合污染指数法对地下水中“三氮”划分水质污染等级,综合运用Pearson相关性分析、正定矩阵因子分析法(PMF)等方法,识别和定量解析污染源及贡献。结果表明:①研究区地下水中硝酸盐氮含量范围在0.021~123.05mg/L之间,平均浓度为15.27mg/L;氨氮含量范围在ND~3.91mg/L之间,平均浓度为0.33mg/L;亚硝酸盐含量范围在ND~0.65mg/L之间。与《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)Ⅲ类水指标对比,硝酸盐氮超标率为20.0%,氨氮超标率为12.5%。②内梅罗综合污染指数评价结果表明,研究区地下水水质污染等级一级至三级中度污染地下水占比为92.5%,整体上水质“三氮”污染较轻。海伦地区“三氮”空间分布整体上呈现出氨氮、硝酸盐氮流域中心区近端含量高、远端含量低的趋势。硝酸盐氮及氨氮超标点主要分布在研究区中部的人类活动密集区域。亚硝酸盐氮在空间分布上沿海伦河流向呈现出北高南低的趋势。③正定矩阵因子分析模型(PMF)源解析结果表明,硝酸盐氮主要来源于生活与工业复合源;亚硝酸盐氮主要来源于自然源;氨氮主要来源于生活与农业复合源。与中南部长三角武进地区太湖平原、西南部成都平原及东南部广花盆地地下水相比,海伦地区氨氮含量偏低,硝酸盐氮均值则均高于中南部地区。“三氮”的源解析结果呼应了东三省尤其是黑龙江部分地区“三氮”含量较高的分布特征。海伦地区地下水“三氮”污染程度整体上相对较轻,人类活动对地下水中“三氮”分布的影响较大。

粉煤灰基NaA/NaX双晶型沸石分子筛构建及其协同吸附氨氮性能

以粉煤灰为原料,采用“联合改性三步合成法”——超声辅助碱熔微波晶化法联合废旧玻璃/13X晶种/NaH_(2)PO_(4)浸渍三阶段改性合成沸石分子筛(GFS);作为对比,采用传统碱熔水热法合成沸石分子筛(FS);采用“三步合成法”——超声辅助碱熔微波晶化法合成沸石分子筛(WFS)。并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、能量色散光谱(EDS)、N_(2)吸附-脱附等方法对材料的组成、形貌和结构进行了表征。结果表明,WFS和GFS较FS具有更高的比表面积和发达的介孔、微孔,且沸石分子筛晶型从NaA单晶型转为NaA/NaX双晶型。氨氮吸附实验结果表明,GFS(56.01 mg·g^(-1))较WFS(49.17 mg·g^(-1))和FS(39.75 mg·g^(-1))吸附性能更优,吸附动力学和热力学数据符合二级动力学模型和Langmuir模型,氨氮吸附过程为以离子交换为主的吸附,且为自发放热过程,低温促进氨氮吸附。

稀土皂化废水的三维电氧化处理工艺研究

研制了一种三维电氧化反应装置并用于处理石灰过碱中和后的稀土皂化废水,考察了电流密度、填料、极板材质、原水水质、电解时间对稀土皂化废水中COD_(Cr)和氨氮去除率的影响。结果表明:以钌铱钛板为阳极、不锈钢板为阴极,活性炭颗粒为第三极,在极板间距4 cm、电流密度25 mA/cm~2、电氧化时间60 min、鼓气扰动条件下,COD_(Cr)去除率为29.5%,氨氮去除率达99.0%以上;以COD_(Cr)、氨氮计算的电氧化过程能耗分别为26.5~30.2、20.4~23.3 kW·h/kg。三维电氧化工艺可同时降低废水中的COD_(Cr)和氨氮,对废水中氨氮的去除效果显著,具有进一步研究和推广应用价值。

三峡库区表层沉积物有机碳、氮同位素特征及对有机质来源的指示

为了阐明三峡库区表层沉积物有机质来源及其季节变化,基于2017年测定的三峡库区夏季和冬季干、支流表层沉积物样品中总有机碳(TOC)和总氮(TN)质量分数以及δ^(13)C_(org)和δ^(15)N,根据δ^(13)C_(org)和碳氮比确定了有机质来源范围,并运用δ^(15)N进行辅助分析,利用贝叶斯混合模型量化了三峡库区内有机质不同来源的贡献。结果表明:三峡库区表层沉积物中TOC和TN质量分数分别为0.79%~1.46%和0.07%~0.13%,夏季TOC质量分数略低于冬季,TN质量分数无季节差异;δ^(13)C_(org)和δ^(15)N值的范围分别为-26.35‰~-24.70‰和2.59‰~5.67‰,无季节差异;三峡库区表层沉积物有机质夏季主要来自土壤有机质和河流浮游生物,冬季以土壤有机质和水生维管束植物为主;两个季节污水有机质来源占比均处于第4位,三峡库区存在明显外源污染,主要与人工氮肥和生活污水有关,不存在明显季节变化。

灌水量对强筋小麦上三叶氮素代谢和籽粒加工品质的影响

为探究强筋小麦上三叶氮素积累与转运特征及氮代谢酶活性、籽粒产量和加工品质对灌水量的响应,本研究选用中麦998和津农7号2个强筋小麦品种,分析了灌水量[春季不灌水(W_(0));春灌拔节水和开花水,每次250 m^(3)·hm^(-2)(W_(25));春灌拔节水和开花水,每次500 m^(3)·hm^(-2)(W_(50))]对强筋小麦氮代谢酶活性、上三叶氮素积累与转运、籽粒蛋白质含量、籽粒产量及水分利用效率、面粉加工品质的影响。结果表明,在相同生育时期,NR和GS活性、花前氮素转运量及花前氮素对籽粒氮素的贡献率均表现为旗叶>倒二叶>倒三叶;增加灌水量提高了籽粒、旗叶和倒二叶的NR和GS活性,但对倒三叶的NR活性影响不显著;W_(25)处理的旗叶开花期的氮素积累量和花前氮素转运量均显著高于其他2个处理,但倒二叶和倒三叶上述两个指标均以W_(50)处理最高;随灌水量的增加,蛋白质产量先上升后下降,籽粒产量增加,而水分利用效率显著降低;W_(25)处理的面筋指数、吸水率、形成时间、稳定时间、拉伸阻力、延伸性和拉伸面积指标最优或位居第二。综上所述,拔节和开花期各灌水250 m^(3)·hm^(-2)有利于强筋小麦旗叶花前氮素积累及其向籽粒再分配,有利于蛋白质含量、产量和水分利用效率的协同提高,可改善籽粒加工品质。

一种新型红光铱(Ⅲ)配合物的合成、结构及光物理性能

以5-(4-氟苯基)-1,3-二甲基-1H-1,2,4-三唑(fdpt)为环金属主配体,4,4,4-三氟-1-(吡啶-3-基)-1,3-丁二酮(trifbutd)为辅助配体合成了一种铱(Ⅲ)配合物Ir(fdpt)2(trifbutd)。采用元素分析、红外光谱、核磁共振谱分析和单晶X衍射对其化学组成及晶体结构进行了表征。采用紫外-可见光谱和光致发光荧光光谱对其光物理性质进行了分析。结果表明,该配合物化学组成为C_(29)H_(23)F_(5)IrN_(7)O_(2),属于单斜晶系,P2_(1/n)空间群。晶胞参数为a=1.17369(10)nm,b=1.68602(14)nm,c=1.42919(12)nm,β=90.925(3)°,V=2.8278(4)nm^(3),Z=4。光物理性质显示最大发射波长为620 nm,为红色发射。

泰安市城区地下水“三氮”污染特征与健康风险评价

为探究泰安城区地下水“三氮”污染现状及对人体健康的影响,对118组地下水样品中NO_(3)-N、NO_(2)-N、NH_(4)-N的浓度进行检测,采用美国环保署(USEPA)推荐的健康风险评价模型对成人和儿童开展健康风险评价。研究结果表明:地下水中NO_(3)-N、NO_(2)-N、NH_(4)-N的检出率分别为100%、81.36%和37.29%,其中NO_(3)-N超标严重,超标率达50.85%,最大浓度值为111.07 mg·L^(-1),是标准值的5.56倍,说明研究区地下水普遍存在较严重的NO_(3)-N污染,污染程度大小顺序依次为孔隙水>岩溶水>裂隙水。NO_(2)-N和NH_(4)-N通过饮水途径引起的非致癌风险指数远小于1.0,不会对人体产生危害;NO_(3)-N对成人非致癌风险指数范围为0.01~2.73,平均值0.62,儿童非致癌风险指数范围0.01~3.16,平均值0.71,成人和儿童分别有14.41%和23.73%的样点健康风险水平超过了可接受水平,会对人体产生较大危害,应引起重视。

臭氧催化氧化联合曝气生物滤池工艺对炼化二级出水中污染物的去除效果

使用臭氧催化氧化联合曝气生物滤池(O_(3)-BAF)工艺对炼化二级出水进行深度处理,通过设置废水臭氧处理后联用不同条件下的BAF,并分析各阶段进出水水质,找出最佳的联合运行条件。通过对各处理阶段废水有机物种类、进出水分子量、三维荧光进行分析,并对不同条件BAF中微生物组成进行分析和对比。结果表明:BAF运行条件为气水比3∶1、水力停留时间(HRT)4 h时达到最优,此时最优组中化学需氧量(COD)、氨氮(NH_(3)-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的去除率分别为74%、93%、63%和100%。炼化二级出水中类色氨酸芳香族蛋白质物质和类溶解性微生物代谢产物类物质为主要污染物,通过O_(3)-BAF处理后废水中主要污染物的荧光强度明显下降;废水中分子量小于1000的有机物的比例经臭氧催化氧化后由原来的45%上升到71%,再经BAF处理后下降到30%以下;3组BAF稳定期的微生物组成较为相似,投加的主要功能菌产碱杆菌属(Alcaligenes)和甲基杆菌属(Methylobacterium)成功生长在BAF系统中,增加了微生物多样性和丰度,提升了脱氮除碳的效率。

三峡库区2种土地利用方式下土壤盐基离子及碳氮含量对氮添加的响应

为探究三峡库区2种土地利用方式下土壤交换性盐基离子及土壤碳氮含量对氮添加的响应,以湖北省秭归县的林地和果园土壤为研究对象,进行室内土柱淋溶模拟试验,研究4种不同氮添加量(0,50,120,200 kg/(hm^(2)·a))下,土壤中交换性Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)、K^(+)以及NO_(3)^(-)-N、DOC的变化。结果表明:随着氮添加量的增加,林地土壤中的交换性盐基离子淋失量显著增加(p<0.05),而果园土壤中的交换性盐基离子淋失量无显著变化,且林地土壤中交换性盐基离子淋失总量与各盐基离子淋失量均高于果园土壤;经N1、N2、N3处理后,与对照组(N0)相比,林地土壤中的交换性盐基离子淋失总量分别增加1.78%,4.45%,8.49%,且NO_(3)^(-)-N淋失量分别增加89.21%,77.73%,157.25%,说明氮添加通过加剧土壤中NO_(3)^(-)-N的淋失带走土壤中交换性阳离子;林地土壤DOC累计淋失量经N2、N3处理分别降低1.15%,9.53%,果园土壤DOC累计淋失量经N1、N2、N3处理分别降低15.55%,5.88%,17.16%;氮添加下,与人为干扰的果园土壤相比,相对自然状态下的林地土壤中交换性盐基离子淋失量对氮添加的响应更敏感。研究表明氮添加量的增加提高林地土壤交换性盐基离子与NO_(3)^(-)-N的淋失量,减少林地与果园土壤DOC的淋失量。

三峡消落带土壤-植物-微生物作用下的氮循环关键过程研究进展

流域氮污染问题是世界面临的共同难题,大型水利水电工程极大地改变了流域氮循环过程。三峡水库作为我国重要的优质淡水资源库,却面临着支流水华频繁暴发的水安全问题。如何有效削减氮污染并维持水库消落带生态系统的稳定性,是三峡水库生态安全运行中亟待解决的实际问题。水库消落带作为邻近水体的“生物地球化学循环热区”,在营养元素循环、面源污染截留、温室气体排放等过程中扮演着重要角色。随着生物信息学、分子生物学等新型研究手段在环境研究中广泛应用,氮循环过程与机理得到了更微观的诠释,氮循环功能微生物的多样性和生态位分化等方面的研究也取得了突出成果。本文基于对三峡水库消落带土壤-植物-微生物作用下的氮循环关键过程所开展的最新研究,结合消落带水陆交错的特殊环境条件,综述水库消落带中氮循环的关键过程和机理,分析水库消落带对流域水环境和温室气体排放的潜在影响,并对未来消落带亟待解决的问题做了进一步展望,以期为大型水库消落带生态系统的综合管理提供科学支撑。

短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮性能研究

为探讨短程反硝化耦合厌氧氨氧化快速启动过程及不同进水ρ(COD)/ρ(NO_(3)^(-)-N)对耦合系统脱氮性能的影响,采用UASB反应器接种缺氧池污泥成功启动短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应。第一阶段在ρ(COD)/ρ(NO_(3)^(-)-N)值为2的条件下启动耦合工艺,92d后NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N去除率分别达到98.54%、54.27%,反应器启动成功;第二阶段在进水中加入不同浓度的有机碳源,研究ρ(COD)/ρ(NO_(3)^(-)-N)对氮素转化效果的影响,当进水ρ(COD)/ρ(NO_(3)^(-)-N)值为3.5时NH_(4)^(+)-N去除率最高,达到了99.22%;当进水ρ(COD)/ρ(NO_(3)^(-)-N)值为4.0时NO_(3)^(-)-N去除率最高,达到了79.55%。三维荧光光谱技术结合平行因子法分析结果表明,出水中溶解性有机物(DOM)主要成分为类蛋白质、类富里酸和类胡敏酸。随着反应器启动时间的延长(1~92d),3种组分的荧光强度得分逐渐降低后趋于稳定;当进水中有机碳源的浓度发生改变时(93~164d),荧光强度得分均呈波动式变化,且类蛋白质在进水ρ(COD)/ρ(NO_(3)^(-)-N)值为4.0时达到最大值。

三峡库区柑橘园地不同施氮模式的氨挥发特征

【目的】三峡库区柑橘园氮肥施用量大、肥料种类多,系统评估园地不同施氮模式的土壤氨排放及氮损失,为园地施肥管理提供科学依据。【方法】采用原状土柱的海绵通气法收集氨气,选取尿素氮肥(Urea-N)、硝态氮肥(NO_(3)^(-)-N)和铵态氮肥(NH_(4)^(+)-N)3种氮素来源,分别设置减量(250 kg·N·hm^(-2))、常量(500 kg·N·hm^(-2))和增量(750 kg·N·hm^(-2))3种施氮量水平处理及不施肥对照,共10种处理,观测园地土壤在不同施氮种类和施氮量条件下的氨挥发特征。【结果】施氮种类、施氮量水平均对氨挥发累积量有显著影响(P<0.05)。在3个施氮量水平下,施用尿素的氨挥发通量均在前期(1~7 d)显著高于硝态氮和铵态氮处理(P<0.01),施用尿素氮肥土壤的氨挥发累积量显著高于硝态氮和铵态氮处理,铵态氮和硝态氮肥施用之间无显著差异。3种氮肥的氨挥发量及损失率均随施氮量升高而增加,尿素施用处理在常量和增量施肥水平的氨挥发累积量分别为221.85和298.28 mg·m^(-2),是铵态和硝态氮肥处理的3.0和3.4倍。在施用尿素氮肥处理中,尿素增量施肥的损失率为28.9%,是其减量和常量水平的1.28倍和1.03倍。【结论】施氮种类和施氮量均对园地土壤的氨挥发有显著影响,增加施氮量导致氮素损失率升高,施用尿素氮肥在3种施氮量水平下的氨挥发量及损失率均高于其他氮肥施用处理。因此,园地氮肥施用应减少尿素施用量,适当增加铵态氮肥和硝态氮肥并减量施肥,以减少土壤氮素的氨挥发损失。