再燃过程再燃煤粉燃料N释放规律的试验研究

再燃煤粉燃料N的释放特性是影响再燃过程中NO还原效率的关键因素。在携带炉煤粉再燃试验过程中采集了不同实验条件下经历不同反应时间的煤焦样,对其元素构成进行了测定,并分析了不同煤粉细度、再燃燃料比和再燃区氧量下再燃煤粉燃料N的释放规律,研究了燃料N释放与NO还原效率间的关系,并对N、H、O等元素的释放速率进行了比较。结果表明,在不同实验条件下,再燃煤粉燃料N的释放对NO还原效率的影响规律也不相同,减小再燃煤粉粒径可促进燃料N迅速释放,有利于提高NO还原效率;降低再燃燃料比或提高再燃区氧量也可促进燃料N迅速释放,但会导致NO还原效率下降;再燃区初始氧量小于4％时,氧量改变对燃料N的释放速率影响显著。在相同的实验条件下,燃料N的释放速率比燃料H和燃料O的释放速 率小。

不同人工林凋落叶混合分解速率及其C,N释放动态

对岷江上游连香树、糙皮桦、云南松和云杉4种主要人工林凋落叶进行了凋落叶混合分解试验,探讨了凋落叶混合分解过程中的残留率以及分解过程中C,N含量和C,N释放率的动态变化,为试验区最佳混交树种的选择提供理论指导。结果表明,不同凋落叶分解速率存在显著差异。糙皮桦与云杉,糙皮桦与云南松,连香树与云南松凋落叶混合后对分解过程具有明显的促进作用,连香树与云杉凋落叶的混合对分解的促进作用不明显。放置于阔叶林地的针阔混合凋落叶分解速率较之放置于针叶林地快,且针阔混交有益于凋落叶的分解。在分解过程中凋落叶C含量呈减小趋势,但其释放率反之;N含量在分解过程中,连香树、云杉、云南松凋落叶表现为增加(富集)—减小(释放)趋势,糙皮桦表现为减小—增大—减小的变化趋势。针阔林地凋落叶混合后促进了针叶林地凋落叶C和N的释放。

固氮树种在混交林中的作用研究Ⅲ.固氮树种凋落物分解及N的释放

研究了１１种固氮和非固氮树种凋落物分解及可利用态Ｎ的释放．结果表明，固氮树木凋落物中Ｎ的生物分解系数、落叶分解过程中干重的损失率及有效态氮的释放分别比非固氮树种高出１．３、１．５和８．２倍．

湿地土壤NH3挥发、N2O释放过程及影响因素

湿地土壤NH3挥发及N2O释放过程与氮的气态损失密切相关,其对于氮循环的生态意义重大。综述了湿地土壤NH3挥发、N2O释放过程及影响因素的研究动态。当前湿地土壤NH3挥发及N2O释放研究主要集中在挥发/释放特征与一般影响因素的探讨上。影响湿地土壤NH3挥发及N2O释放的因素主要包括土壤理化学性质、环境因素、水文过程、生物群落和人类活动等。鉴于当前相关研究中存在的问题,在今后研究中应亟需加强的领域包括:①NH3挥发及N2O释放的驱动机制;②NH3挥发及N2O释放应用模型表征;③全球变暖、降水改变等对NH3挥发及N2O释放过程的影响;④人类活动对NH3挥发及N2O释放过程的作用机制。

降雨和土壤湿度对贵州旱田土壤N_2O释放的影响

以南方亚热带代表性旱田土壤 贵州玉米 油菜轮作田、大豆 冬小麦轮作田和休耕地为观测对象 ,研究土壤N2 O释放通量季节变化与降雨和土壤湿度的关系 .同时 ,采用DNDC模型定量探讨了未来降雨量变化对土壤N2 O释放的潜在影响 .结果表明 ,降雨与N2 O释放峰间存在明显的驱动 响应关系 ,N2 O释放通量与降雨量和土壤湿度间存在正相关性 .模型检验结果表明 ,夏秋季土壤N2 O释放通量与降雨量变化呈正相关 ,而降雨量的大幅度增加或下降将引起冬春季土壤N2 O释放通量的微弱下降 .

施氮对水稻土N_2O释放及反硝化功能基因(narG/nosZ)丰度的影响

以紫潮泥和红黄泥两种不同质地的水稻土壤作为研究对象,通过室内培养试验,分析施用硝态氮肥对N2O释放和反硝化基因(narG/nosZ)丰度的影响,并探讨反硝化基因丰度与N2O释放之间的关系。结果表明,施用硝态氮显著增加两种水稻土的N2O释放量。在72h培养过程中,施氮改变了紫潮泥反硝化基因(narG/nosZ)的丰度,但并未明显影响红黄泥反硝化基因(narG/nosZ)丰度。通过双变量相关分析发现,除了紫潮泥narG基因外,其它的反硝化基因丰度和N2O释放之间并没有显著相关性。

应用DNDC模型分析施肥和翻耕方式变化对旱田土壤N_2O释放的潜在影响

以贵州省玉米 油菜轮作田和大豆 冬小麦轮作田为N2 O释放通量测量对象 ,根据DNDC模型能较好地拟合田间N2 O释放通量季节变化及施肥和翻耕对释放的影响 ,采用DNDC模型定量探讨了上述作物生长季节有机肥施用量、N肥施用量及施肥日期、N肥类型和施肥深度、翻耕深度和翻耕日期等变化对亚热带旱田生态系统N2 O释放的潜在影响 .为今后通过改变施肥和耕作方式来控制农业土壤N2 O释放量提供研究基础和参考 .

长期不同施肥下我国旱地红壤N2O释放特征及其对土壤性质的响应

为评价长期不同施肥下红壤N2O释放特征及其与土壤性质的关系,以湖南祁阳摞荒地(CKo)、不施肥对照(CK)、单施氮磷钾化肥(NPK)、施有机肥(M)、有机肥配施化肥(NPKM)和秸秆配施化肥(NPKS)6个处理的红壤为研究对象,进行为期30d的培养,测定其N2O释放量、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、NH4+-N、NO3--N含量及其pH值。结果表明:6个处理的N2O释放量差异显著(P<0.05),大小排序为NPK>NPKS>M≈NPKM>CK>CKo。施用有机态氮与等量无机态氮相比,前者N2O释放量较低。N2O释放量与土壤性质的关系较为复杂,其与铵态氮、硝态氮和碱解氮呈极显著正相关(P<0.01),而与C/N、pH值呈极显著负相关(P<0.01)。多元回归和通径分析进一步显示,全氮、C/N、碱解氮、硝态氮和pH值与N2O的释放量直接相关。本研究表明长期施肥及其土壤性质显著影响红壤N2O释放量。

不同覆盖材料对沉积物P、N释放的抑制效果

以百花湖沉积物为实验对象,选取沸石、粘土、生物炭、褐铁矿和高岭土等5种覆盖材料开展模拟柱静态实验,研究上覆水中总氮(TN)、总磷(TP)和氨氮变化规律。在静态模拟柱90 d实验过程中,第45天时上覆水中TN、氨氮浓度最高,分别为8.79和6.10 mg/L。第45天时氨氮浓度最低的是生物炭组,为1.62 mg/L,第45天时TN浓度最低的是粘土组,为1.92 mg/L。第45天后上覆水TN、氨氮浓度下降,实验结束时生物炭组TN和氨氮浓度均最低,其浓度分别为0.74和0.42 mg/L。实验过程中TP浓度不断上升,到实验结束时空白组TP浓度0.42 mg/L,高岭土组TP浓度最低为0.027mg/L。百花湖水质主要超标指标为TP,而高岭土覆盖对沉积物中P释放的抑制优于其他4种材料,且在百花湖地区易获得、无污染,故建议以高岭土为百花湖原位覆盖材料。

卫生和生物反应器填埋场夏季N_2O释放的研究

采用静态箱/气相色谱(GC)法现场监测了杭州市天子岭废弃物处理总场卫生填埋场和生物反应器填埋单元夏季的N2O释放通量,并讨论了相关影响因素.研究发现:卫生填埋场覆土后N2O释放通量(以N2O-N计)随垃圾填埋龄的增加而大幅降低,其均值(18.07μg/(m2.h))为生物反应器填埋单元(5.57μg/(m2.h))的3倍多.垃圾填埋龄、覆土土质与结构及填埋场操作方式是影响填埋场N2O释放的主要因素,这些因素均主要通过改变覆土的理化特性而影响N2O的释放.采用多元线性逐次回归分析得到:卫生填埋场N2O与覆土含水率和有机碳(SOC)质量分数构成的线性方程显著相关(R2=0.86,P<0.01);生物反应器填埋单元N2O的释放通量与覆土含水率、碳氮比(w(C)/w(N))和w(NO3-)构成的线性方程显著相关(R2=0.89,P<0.01).

原位土壤中N_2O释放量的测定方法

业已证明硝化和反硝化过程都产生N_2O。为了定量研究土壤中氮素损失途径的相对重要性,迫切需要建立原位土壤中N_2O释放量的测定方法。根据我们的条件,参照有关资料,设计了原位收集N_2O的装置和测定方法,简介如下。

不同光强条件下树木释放N_2O的研究

首次采用封闭罩法 ,对阳生树木 (水曲柳、红松和赤杨 )及阴生树木 (椴树 )的连体及离体枝叶在不同光强下的N2 O释放进行了野外原位观测 .结果表明 ,阳生树木与阴生树木的N2 O释放对光的反应不同 .阳生树木的N2 O释放受光强的调节规律同以往对农作物等的研究结果一致 ;而阴生树木椴树的N2 O释放速率在强光下N2 O释放较多 ,弱光下释放减少甚至吸收大气N2 O ,其N2 O释放速率与光强呈显著线性正相关关系 .

农田温室气体N_2O释放的水热效应机理初探

利用室内试验研究了农田温室气体N2O释放的水热效应机理。结果表明,西北干旱半干旱地区褐土在较低的湿度范围内(3%～22%),土壤中N2O释放速率与土壤湿度呈正相关;土壤湿度接近田间持水量(22%)时,释放速率最大;超过田间持水量(40%)时,N2O释放速率越来越弱。在较低的湿度范围内(3%～22%),30℃时土壤中N2O的释放速率大于10℃时的;超过田间持水量(40%)时,30℃时土壤中N2O的释放速率小于10℃时的。干燥土壤(3%)存在吸收N2O的现象。

干湿交替频率对不同土壤CO_2和N_2O释放的影响

干旱、半干旱和地中海气候区,乃至一些湿润地区,由干湿交替引起的土壤碳、氮的短暂脉冲式释放很大程度上决定着长时间尺度温室气体释放的总量,是土壤碳、氮温室气体释放的关键过程。选择我国降雨梯度下的森林、农田、草地和荒漠生态系统,采集土样进行实验室统一控制条件下的多重干湿交替循环,对比探讨不同生态系统土壤干湿交替频率对CO2和N2O释放的影响模式。结果表明:(1)干湿交替能够显著的激发土壤中CO2和N2O的释放,森林、农田、草地和荒漠土壤CO2和N2O释放速率对干湿交替的响应模式基本一致,其响应强度与土壤本底中碳和氮的含量有关;(2)在一定培养时间内,随着干湿交替频率的增加,土壤再湿润阶段CO2释放速率降低,但是,气体释放的总量较之于恒湿对照组有所增加。(3)不同土壤N2O的释放总量对干湿交替频率的响应模式表现出很大的差异,其中农田和荒漠土壤响应模式类似。

氮肥施用对西南地区紫色土冬小麦N_2O释放和反硝化作用的影响

N2O是重要的温室气体之一,由此引起的全球变暖和臭氧层破坏是当今重要的环境问题。采用遮光密闭箱和气相色谱法研究了氮肥施用对小麦地N2O释放和反硝化作用的影响。结果表明,小麦生长季节里,高氮、中氮以及不施氮处理N2O平均排放通量分别为2.71、2.42、1.97 gN.hm-.2d-1;尿素、硫酸铵、硝酸钾3种氮肥品种处理下,平均N2O排放通量分别为2.42、2.14、3.13 gN.hm-2.d-1。小麦生长季节里,高氮、中氮以及不施氮处理平均反硝化速率分别为4.91、4.50、1.67 gN.hm-.2d-1;尿素、硫酸铵、硝酸钾3种氮肥品种处理下,平均反硝化速率分别为4.50、3.68、5.29 gN.hm-.2d-1。氮肥施用明显促进了土壤-植物系统中N2O排放通量和反硝化作用,氮肥施用量水平和N2O排放通量、反硝化作用呈正相关。硝酸钾对N2O排放通量和反硝化作用贡献最大,硫酸铵最小。研究还表明,小麦地N2O释放和反硝化作用与季节有一定相关性,温度较高季节排放量及反硝化作用明显,反之则较弱。

进水氨氮负荷对污水生物脱氮过程中N_2O释放的影响

进水氨氮负荷是污水生物脱氮过程中N2O释放的重要影响因素。在稳定运行的序列间歇式活性污泥反应器(SBR)内,考察了进水氨氮负荷对污水生物脱氮过程中N2O释放速率、累积释放量和转化率的影响。结果显示,相比于缺氧段,进水氨氮负荷的增加对好氧段N2O的释放有较大影响,且N2O的释放速率、累积释放量和转化率均随进水氨氮负荷的增加而增大。当进水氨氮负荷从45.6g/(m3·d)增加到78.6g/(m3·d)时,系统的总N2O累积释放量和总N2O转化率增加并不明显,仅增加3.95mg、0.99百分点;而当进水氨氮负荷从78.6g/(m3·d)增加到117.6g/(m3·d)时,系统的总N2O累积释放量和总N2O转化率分别增加了25.24mg、4.49百分点。因此,在实际污水处理过程中,当进水氨氮负荷偏高(>117.6g/(m3·d))时,系统的N2O释放量可能大幅增加,需要采取减少进水氨氮负荷的方法来避免N2O释放。

人工湿地处理渗滤液N2O的释放规律及控制

采用培养试验和现场研究，考察了垃圾填埋场渗滤液经人工湿地系统处理过程中N2O的释放规律．在投加同等质量浓度渗滤液条件下，碱性黏土样Soil 1中N2O释放通量为酸性砂土样Soil 2的近18倍（P〈0．01），与孔隙含水率为46％时相比，投加蒸馏水的土样Soil 1，投加渗滤液的土样Soil 1和投加渗滤液的土样Soil 2在孔隙含水率为70％的条件下，其N2O释放通量平均值分别提高了6．5（P〉0．05），1．8（P〉0．05）和2．2倍（P〈0．05）．选用9种土壤投加渗滤液培养后统计分析表明：N2O释放通量与土壤pH，w（有机质）和碳氮比[（w（C）／w（N）]呈显著正相关，而与土壤中w（砂粒）呈显著负相关，3种湿地处理渗滤液后，夹竹桃（Nerium indicum Mill）湿地中N2O释放通量最高，其年均值（以MO2-N计）为（298±234）μg／（m^2·）（P〈0．05），分别比高羊茅（Festuca arundinacea Schreb）和狗牙根（Cynodon daetylon）湿地N2O年均释放量高出0．5（P〉0．05）和6．6倍（P〈0．05）．在关注去除污水中氮元素的同时，也要重视由此引发的二次污染问题，建议人工湿地系统采用酸性砂土，种植的植物采用阳光穿透性强的针叶类植物，以减少处理污水过程中N2O的释放．

根际反硝化作用与N_2O释放

对根际反硝化作用及N2O的释放进行了综述。反硝化过程与N2O的产生及释放有密切的关系。反硝化作用产生的N2O量不仅取决于反硝化速率,而且也取决于那些影响反硝化产物N2O/N2比值的参数。在植物根际这一特殊土壤区域中,反硝化作用受NO-3C及O2的综合影响。豆科作物根瘤是一个特殊的根际系统,根瘤菌的反硝化作用及N2O释放应引起更大的关注。植物根际不仅对反硝化作用产生影响,而且对N2O释放也起了重要的通道作用,特别是对渍水土壤有重要的意义。文章最后指出了一些尚需深入研究的问题。

好氧颗粒污泥短程硝化处理养殖废水及N_2O释放特性

好氧颗粒污泥可通过特殊的厌/好氧空间结构实现短程硝化,而短程硝化和好氧颗粒结构都可能导致温室气体N_2O释放.试验研究了处理养殖废水过程中好氧颗粒污泥短程硝化性能,及利用微电极探针定量分析N_2O过程释放特性.稳定运行期间,COD与氨氮平均去除率分别为76.8%和94.4%,短程硝化效率可达88.9%.根据微电极探针和气相色谱分析结果,好氧颗粒污泥系统厌氧和好氧阶段N_2O生成量分别占46.4%和53.6%,但短程硝化系统的N_2O释放主要来源于曝气吹脱作用;系统内N_2O中氮的释放量占进水氮的比例为2.1%,好氧颗粒污泥并未显著强化N_2O释放.

温度、湿度及通气状况对土壤中N_2O释放量影响的研究

采用乙炔抑制法,利用气相色谱仪测定土壤中 N_2O 释放量,并研究其影响因素。测定结果表明:温度、湿度及通气状况对土壤中 N_2O 释放量的影响具有显著差异,并且交互作用的差异也达到极显著水平。由温度、湿度与土壤中 N_2O 最大释放量的逐步回归方程式看出,在嫌气条件下温度对反硝化作用的影响比湿度的影响较为显著,而好气条件下湿度的影响要比温度的影响显著。