沉积物中微生物量与有机碳形态的相关性研究

以富营养化类型不同的乌梁素海和岱海为对象,根据水域面积及生态类型进行采样及分析测试,开展了湖泊沉积物中微生物量与有机碳形态的相关性研究,对比分析了2个湖泊沉积物微生物量的分布特征及其差异性,初步探讨了2个湖泊沉积物微生物量与含水率、pH及有机碳各形态间的相关性。结果表明,乌梁素海表层沉积物中微生物量介于5.59×108～32.46×108个·g-1dw,平均16.36×108个·g-1dw;岱海表层沉积物微生物量介于4.76×108～43.66×108个·g-1dw,平均25.04×108个·g-1dw;乌梁素海微生物量的高值区位于湖区东南部,岱海微生物量的高值区位于湖心区;2个湖泊沉积物柱芯中的微生物量均随深度增加而减少,沉积物微生物量与含水率、总氮和活性有机碳呈显著相关性。

施肥对土壤不同碳形态及碳库管理指数的影响

分析了施肥对土壤活性碳（CA）、微生物生物量碳（CMB）、矿化碳（CM）及碳库管理指数（CPMI）的影响。结果表明，不同土壤CA、CMB、CM及CPMI的大小为：水稻土＞黄棕壤＞红壤＞潮土。施肥对CA和CPMI，CMB和CM的影响分别为：处理3＞处理5＞处理1＞处理4＞CK，处理3＞处理5＞处理4＞处理1＞CK。在提高CA、CMB、CM及CPMI方面，稻草肥、绿肥优于厩肥，厩肥高量施用优于常量施用。施肥10年与5年相比，潮土中CPMI处理7和9上升，处理8和CK下降。相关分析表明：CPMI与土壤养分因子相关或极相关，反映了农业生产措施对土壤碳库的影响，可以运用CPMI来评估土壤碳库的变化。

渤海湾北部和西部海域表层沉积物中无机碳形态研究

采用氯化钠(NaCl)、氨水(NH3.H2O)、氢氧化钠(NaOH)、盐酸羟胺(NH2OH.HCl)溶液对渤海湾北部和西部海域表层沉积物中无机碳进行了连续浸取,并将无机碳分为5种赋存形态:交换态(NaCl相)、弱碱结合态(NH3.H2O相)、强碱结合态(NaOH相)、弱酸结合态(NH2OH.HCl相)和残渣态。同时,结合沉积物其他地球化学参数,对影响各形态无机碳含量变化的因素进行了讨论。结果表明:研究区表层沉积物中NaCl相、NH3.H2O相、NaOH相、NH2OH.HCl相、残渣相无机碳的平均含量分别为0.66、0.86、0.23、2.56、0.46 mg/g。NaOH相无机碳占总无机碳的比例最小,约为5%;NH2OH.HCl相的比例最大,在50%左右。无机碳的不同形态及沉积物地球化学参数之间的相关关系分析表明,NH3.H2O相受沉积物含水率、总氮(TN)、总有机碳(TOC)和沉积物细组分的影响极为显著,NaOH相受沉积物TN和TOC的影响极为显著,残渣相受含水率的影响较为显著,其余2相受各因素的影响较弱;在沉积物早期成岩过程中,NaCl相和残渣相无机碳之间可能存在一定相互转化关系。

玉米秸秆碳形态对植烟土壤有机碳及土壤综合肥力的快速提升效应

为探究不同玉米秸秆碳形态的增碳培肥效果,在烟田上建立原位土柱培养试验,分析不添加秸秆碳(CK)、添加常规秸秆(RS)、腐熟秸秆(DS)以及秸秆生物炭(BC)4个处理下耕层(0~20 cm)土壤有机碳组分和结构、理化性质及酶活性等指标。结果表明,与不添加秸秆碳相比,3种秸秆碳形态显著提高土壤总有机碳(TOC)和微生物量碳(MBC)含量。与不添加秸秆碳相比,常规秸秆和腐熟秸秆处理显著提高了土壤可溶性有机碳(DOC)含量,而秸秆生物炭处理显著增加了颗粒有机碳(POC)含量(42.40%)。3种秸秆碳形态均提升微生物量碳/有机碳,这表明了秸秆碳投入可促进土壤有机碳周转。采用^(13)C核磁共振波谱技术(NMR)分析土壤有机碳官能团结构,结果表明,常规秸秆、腐熟秸秆处理增加了土壤烷氧碳(O-Alkyl-C)和羰基碳(Carbonyl-C)(易降解碳组分),而秸秆生物炭则增加了烷基碳(Alkyl-C)(难降解碳组分)、烷基碳/烷氧碳(A/O-A)和疏水碳/亲水碳(Hydrophobic-C/Hydrophilic-C)。不同形态的秸秆碳对土壤养分及酶活性具有差异性,秸秆生物炭处理显著提升速效钾(AK)、铵态氮(AN)和硝态氮(NN)含量,分别为65.72%,19.93%,5.77%,常规秸秆和秸秆生物炭处理可显著提高蔗糖酶(Su)和脲酶(Ur)的活性,而磷酸酶(Ps)活性均随3种形态秸秆碳添加而提升。冗余分析表明,碳氮比(C/N)、纤维素酶(Ce)和全氮(TN)是影响土壤有机碳含量差异的主要因子;纤维素酶、pH值和速效钾是影响有机碳结构差异的主要因子。综上,施用秸秆生物炭在短期内具有提升有机碳含量及稳定性、养分含量和酶活性的显著优势,且土壤综合肥力评价中也以秸秆生物炭处理的得分最高(0.57),表明添加玉米秸秆生物炭是能够快速提升植烟土壤有机碳水平并改善土壤肥力的有效措施。

渤海湾西北部沿岸主要入海河流表层沉积物中无机碳形态研究

【目的】调查渤海湾西北部沿岸河流表层沉积物中不同形态无机碳(IC)的分布和影响因素,阐明我国近岸不同环境沉积物中IC分布形态的异同和调控机制。【方法】采用连续浸取方法,根据IC在沉积物中的结合强度,将其分为交换态(氯化钠相)、弱碱结合态(氨水相)、强碱结合态(氢氧化钠相)、弱酸结合态(盐酸羟胺相)和残渣态,分析表层沉积物中不同形态的IC含量,并讨论其与各地球化学参数之间的关系。【结果】渤海湾西北部沿岸河流表层沉积物中总IC的平均含量为6.76mg/g。沉积物中各相IC的平均含量为盐酸羟胺相(3.21mg/g)>残渣相(1.92 mg/g)>氨水相(0.77 mg/g)>氯化钠相(0.64 mg/g)>氢氧化钠相(0.22mg/g)。盐酸羟胺相是沉积物IC的主要形态。总有机碳(TOC)对各形态IC影响较强。氨水相IC与沉积物各参数间存在较为紧密的联系。【结论】研究区域沉积物中不同形态IC的组成和分布空间变化显著,不同地点样品中IC的活跃程度和可能的环境影响因子差异很大。

生物质炭施用对土壤理化性状和碳形态的影响

土壤C元素是评价土壤养分高低的重要指标,为土壤微生物生命活动提供能量与物质基础,是支持植物正常生长必不可少的营养元素。耕作土壤由于连年种植、不合理的土地利用方式、化肥农药不科学使用方法等许多农田措施的原因,不断改变土壤C、N形态含量以及碳氮比,导致土壤结构性变差、微生物活性下降、土传病害加重等一系列问题,制约着作物产量和质量的提高。生物质炭是高度芳香化难熔性黑色富碳物质,在农田施用中不但可以改善土壤结构,而且还可以起到固碳减排的重要作用。

不同形态回收碳纤维水泥基材料的力学与导电性能

将碳纤维生命周期内产生的预浸料、织物及复合材料废弃物通过切割与粉碎制备短切回收碳纤维(CRCF)、回收碳纤维球(RCFS)及回收碳纤维粉(RCFP),研究不同形态回收碳纤维对水泥基材料力学与导电性能的影响机理和规律。结果表明,CRCF阻裂作用与RCFP填充孔隙作用使水泥基材料抗压强度和抗折强度显著提升,但RCFS的团聚导致其提升效果不显著。CRCF在水泥基材料内部搭接形成导电通路,电阻率随CRCF掺量的增加而降低,下降幅度超过90%,且渗滤阈值的掺量随CRCF长度的增大而显著降低。RCFS掺入基体后以孤立的球状形态分散在基体中,RCFP表面残留的树脂会阻碍导电通路的形成,这两种形态的回收碳纤维水泥基材料的电阻率降低幅度均小于10.7%。将CRCF水泥基材料中的电阻分为纤维通路电阻、纤维接触电阻和隧道传输电阻,建立了导电模型,模型误差为9.24%~40.1%。

细粒尾矿无土修复后土壤有机碳累积特性

铜等大宗尾矿无土化原位修复是尾矿资源化、无害化利用的有效途径。修复后土壤养分蓄积直接关系到后期田间管理,对其有机碳等重要养分积累规律研究至关重要。针对我国湖北某细粒铜尾矿修复场地进行研究,对未经修复、修复一年与修复两年的0~15、15~30、30~45 cm三种深度的土壤进行取样,对总有机碳、易氧化态有机碳、颗粒态有机碳、矿物结合态有机碳、可溶性有机碳与微生物量有机碳6种土壤有机碳形态进行测定并分析其变化规律。结果表明:经无土修复后的细粒尾矿土在无外源有机物的添加下依然会进行土壤总有机碳的积累;尾矿进行有机碳积累的主要方式是以矿物结合态有机碳为代表的惰性有机碳的增加,惰性碳的升高有助于固定有机碳;尾矿的团聚体粒径尺寸与土壤总有机碳的含量呈正相关,其中惰性有机碳更偏好聚集在粒径较小的团聚结构中,土壤碳库活性逐渐增强,更容易发生有机碳的转化;对尾矿土进行修复后土壤有机碳含量有显著提高,且主要以惰性有机碳的形式积累,在该场地表现出了巨大的碳汇潜力。该研究同时明确了该场地修复后矿区土壤有机碳各形态的累积特性,可为指导尾矿修复工作提供数据支持。

辽东湾柱状沉积物中无机碳的形态

根据沉积物中无机碳的结合强度,运用连续浸取的方法将沉积物中的无机碳分成5种不同的形态:NaCl相、氨水相、NaOH相、盐酸羟胺相、HCl相。并以渤海辽东湾柱状沉积物为例,探讨了各形态无机碳的含量特征及其控制因素。研究表明,辽东湾不同层次沉积物中各形态无机碳的含量特征比较明显:氨水相>盐酸羟胺相≈盐酸相>NaOH相>NaCl相。氨水相、盐酸羟胺相和盐酸相无机碳占沉积物中总无机碳的绝大部分,大于80%;NaCl相和NaOH相无机碳只占总无机碳的一小部分。沉积物中各形态无机碳含量的变化受沉积环境如pH、Eh、Es、含水率、Fe3+/Fe2+、有机碳含量等因素的影响。其中NaCl相无机碳受pH、Eh影响较大;氨水相无机碳主要由含水率、Fe3+/Fe2+、pH、Eh控制;NaOH相无机碳主要由含水率、Eh和pH控制;盐酸羟胺相无机碳主要受含水率、Eh、有机碳的影响;HCl相无机碳的控制因素和盐酸羟胺相的相似,但它受pH和Eh的影响更显著。虽然有机碳和各个形态的无机碳都呈负相关关系,但它对每一形态的影响都不相同,其作用受其它环境因素的制约。环境的氧化能力越强,pH值越小,越不利于盐酸羟胺相和盐酸相无机碳的保存,而有利于NaCl相、氨水相和NaOH相无机碳的形成;环境的还原能力越强,pH值越大,越有利于盐酸羟胺相和盐酸相无机碳的保存,而不利于NaCl相、氨水相和NaOH相无机碳的形成。辽东湾沉积物的弱氧化-还原环境有利于盐酸羟胺相和盐酸相无机碳的保存。

激光诱导分子光谱应用于碳元素形态分析

选用碳元素常见的有机形态(C_6H_7O_2)和碳酸盐形态(CaCO_3)样品为实验对象,配置一系列不同含碳量的样品进行激光诱导击穿光谱实验,实验分析了不同形态碳元素样品在空气气氛条件下的激发特性.研究结果表明,碳酸盐形态中可探测到明显的碳元素的原子谱线,且与碳元素含量有良好的线性关系,但较难探测到碳元素的分子光谱;对于有机形态,不仅能探测到碳的原子谱线,还能探测到碳的CN分子谱线和C2分子谱线,且分子光谱与碳元素含量具有较好的相关性,说明碳元素分子光谱的形成与有机形态有关.将两种形态混合后,发现CN分子光谱与有机形态中的碳元素含量具有较好的相关性,说明利用探测到的CN分子光谱可以实现有机形态的鉴别.同时利用CN分子光谱的形成机制,在两种形态混合后的样品中添加一定量的氮元素,在氩气条件下,CN分子光谱与样品中有机碳元素含量存在较好的线性关系.进一步说明来源于空气中N和样品中N所形成的CN,均可用于有机形态碳元素的鉴别.

钾盐复合变质剂对高钒高速钢中碳化钒形态与分布的影响

采用不同的钾盐复合变质剂(含B钾盐、含Ti钾盐、含Zr钾盐)对高钒高速钢进行变质处理。试验结果表明,在高钒高速钢中加入含B钾盐、含Ti钾盐复合变质剂,能使初生VC的数量有所增加,形态更为圆整,分布均匀。加入含Zr钾盐复合变质剂,初生VC数量变化不大,但形态有所改变,共晶碳化钒断开,更加细化。

多孔生物形态碳/铂颗粒复合材料的电化学行为

利用热解法制备了具有一定生物形态的多孔碳材料,并采用电沉积方法在所得碳材料表面沉积贵金属铂微粒。借助具有良好成膜能力的壳聚糖,把所得到的C-Pt复合材料修饰在玻碳电极表面,运用电化学方法研究了C-Pt复合材料修饰的玻碳电极对过氧化氢的电催化行为。结果发现,铂微粒和碳材料之间的协同作用大大提高了修饰电极的催化性能,对过氧化氢具有良好的电催化活性。

低碳意识形态下的经济、政治与生活

不管气候究竟是变暖还是变冷,不管二氧化碳引发气候变暖的说法是否真实,低碳事实上已经成为一种强大的意识形态开始向政治、经济以及社会的各个领域蔓延。"共同但有区别的"责任无疑是一项公平公正的原则,但是,对于目前尚处于赤贫状态的国家和人民来说,强调共同责任的同时不应该忽视其本来就已经足够低碳的历史与现实。低碳意识形态的蔓延,客观上使得那些处于赤贫状态的低排放者获得奖励和回报越来越有了合理性。没有公平就没有未来,积极寻求民族国家之间的、民族国家内部的公平才是解决全球变暖问题的正确道路。

东北黑土地中碳赋存形态分析方法研究

应用高频红外碳硫仪研究了东北黑土地中碳的赋存形态(全碳、有机碳),实验优化了样品称样量、纯铁纯钨助熔剂加入量等测试条件.结果表明:当样品称样量在0.05 g、纯铁助熔剂加入量为0.5 g、纯钨助熔剂加入量为1.0 g时,黑土地中碳形态分析测试效果最佳.用该方法对有证土壤标准物质进行分析,结果均在不确定度范围内,测量值与标准值相对误差在-5.00%~+2.69%之间,相对标准偏差(RSD)小于6.29%.应用该方法与地质矿产行业标准方法(DZ/T0279.27—2016)对黑土实际样品进行比较分析,测试结果基本一致,此方法适合东北黑土地中碳的赋存形态分析研究.

夏季设施菜田生物炭施用对填闲作物甜高粱磷素吸收及土壤碳磷形态的影响

针对集约化设施菜田夏季土壤磷素淋失严重的问题,本文研究了不同用量生物炭(0%,0.5%,2%,4%,8%)施用下填闲作物(甜高粱)对阻控和缓解磷淋失以及减少磷累积的规律。结果表明,2%生物炭处理更有利于甜高粱的生长,随着生物炭用量增加,饲用甜高粱生物量以及吸磷量均出现先增加后减小的特点。4%和8%处理显著增加了土壤有机碳含量,土壤溶解有机碳(DOC)和微生物量碳含量则是先增大后减小,峰值出现在2%处理,分别为639.32,237.42 mg·kg^(-1)。种植甜高粱以后,土壤磷素水平显著降低,5%和2%处理全磷最多降低了1.9%,水溶性磷(0~30 cm)最多下降了50.8%,90~120 cm土层下降幅度最多达到了100%。因此,在本试验条件下得出,0.5%~2%生物炭施用水平为最佳用量范围,即添加12~48 t·hm^(-2)最有利于阻控和缓解磷素的淋失。

基于桉木预水解液的多形态碳微球的制备研究

以桉木溶解浆生产过程中的副产物预水解液为原料,采用水热碳化工艺对预水解液进行处理,以制备碳微球。探讨了水热碳化过程中聚(4-苯乙烯磺酸-马来酸共聚物)钠盐(PSSMA)用量对碳微球形貌及得率的影响,并探究了不同结构碳微球的成形机理。结果表明,预水解液是制备碳微球的理想碳源,PSSMA可通过在碳微球表面提供静电斥力以调控碳微球形貌,使碳微球由交联的球簇结构转变为单分散微球结构和微球超结构。随着PSSMA用量增加和碳化时间的延长,碳微球及其超结构的粒径均呈先下降再趋于平缓的趋势;但PSSMA对碳微球得率的影响较小。

河口有机碳研究综述

河口作为陆地生态系统和海洋生态系统的交汇处,是陆海相互作用和全球碳循环研究的焦点之一。河口区物质来源的多样性,有机碳输入、生成、降解、再生及相互转化等行为是近年来关注的热点,国内外许多学者对河口有机碳的来源及其相互转化机制等方面开展了一系列颇具成果的研究。文章主要从判别河口有机碳来源的研究方法及其盐度、最大浑浊带、生物活动等环境因子对有机碳形态转化的影响等角度对国内外河口有机碳研究状况作了综述,并展望河口有机碳生物地球化学研究的发展趋势。

传统企业建筑形态模式向新型多功能模块化低碳建筑形态转型分析

为了让建筑设计更加精细标准化,文章从低碳建筑的展望、传统单一建筑向多功能模块化建筑转变、多功能模块化低碳建筑的优势三个方面对传统企业建筑形态模式向新型多功能模块化低碳建筑形态转型进行了思考。

江汉平原冲积相黏土沉积物有机碳的赋存特征

以江汉平原冲积相地层不同深度的黏土沉积物有机碳的形态特征为研究对象,通过沉积物粒径和黏土矿物组成分析沉积环境和孔隙水化学成分对有机碳形态的影响,并利用磷脂脂肪酸(PLFA)分析微生物的种类和含量及对有机碳的分解程度的影响。结果表明:(1)黏土沉积物的总有机碳(TOC)含量范围为1.77～19.57 g/kg;重组有机碳(HFOC)含量范围为1.60～17.79 g/kg;轻组有机碳(LFOC)含量范围为0.03～3.06 g/kg;黏土层孔隙水中的溶解性有机碳(DOC)含量范围为12.42～97.71μg/L。相对深层的沉积物有机碳以HFOC为主,HFOC对深层碳库的积累起着重要作用;(2)LFOC是孔隙水中DOC的来源之一;(3)微生物对LFOC的利用效率较高,微生物更偏向利用小分子有机酸和氨基酸(LFOC的组成成分)作为碳源,与LFOC呈显著负相关;(4)TOC和HFOC与黏粒组分呈正相关关系,它们与粉粒和细砂粒无相关性,黏粒是沉积物固定有机碳的重要组分;(5)蒙脱石与有机碳含量的相关性良好,存在较强的吸附作用。

高碳高钒系高速钢耐磨材料的现状与发展

阐述了新型高碳高钒高速钢的设计思想,重点论述了高碳高钒系高速钢组织形态、热处理工艺、变质处理对其耐磨性能的影响,总结了二次硬化相碳化钒形态分布、基体组织硬度是材料耐磨性能的关键;而组织 热处理工艺 变质处理 材料耐磨性能的内在变化规律还有待进一步深入研究,尤其是在高载荷下的变化规律更符合实际生产,有利于新型高速钢及早投入实际生产。