COD、NO_3^--N与后置曝气对A_2SBR反硝化除磷的影响

为考察COD、硝态氮及后置曝气对反硝化除磷系统的影响,采用A2SBR工艺进行长期实验室研究.结果表明:在进水COD质量浓度为200～250 mg/L和磷酸盐质量浓度为4～6 mg/L时,厌氧段出水COD去除率达80%,缺氧段磷酸盐去除率达92%;在缺氧段,硝态氮进水质量浓度为35 mg/L时,磷酸盐出水质量浓度最低为0.34 mg/L,NO3--N去除率达98.4%.后置曝气能够有效去除水中残余磷酸盐,使磷酸盐的去除率高达99%,并且能够明显改善污泥的沉降性能.

COD/NO_3^--N对厌氧同时反硝化产甲烷的影响

采用间歇试验,以葡萄糖为碳源,加入不同量硝酸盐的人工配水进行不同m(COD)/m(NO3--N)下厌氧同时反硝化产甲烷研究。当m(COD)/m(NO3--N)≥7时,发生厌氧同时反硝化产甲烷反应;而m(COD)/m(NO3--N)=3或5时,反硝化不完全,未发生产甲烷过程。进一步通过与单独产甲烷体系对照,发现反硝化过程对产甲烷过程存在抑制。随着m(COD)/m(NO3--N)的增大,体系对NO3--N的去除率越高,直到100%。且发现同时反硝化产甲烷体系中,优先利用丙酸,乙酸积累,而后被利用。

碳源性质和COD/NO_3^--N对硝酸盐还原途径的影响

通过批次试验考察了实际工业有机废水的碳源性质和COD/NO_3^--N对硝酸盐还原途径的影响。研究结果表明,木薯酒糟中含有大量的大分子易发酵有机物(如碳水化合物和蛋白质等),更易发生异化硝酸盐还原为铵(DNRA)过程;而葡萄糖合成废水和木薯酒精废水厌氧出水中,硝酸盐还原途径主要是通过反硝化进行的。虽然基质不同,但COD/NO_3^--N对硝酸盐还原途径的影响却呈现出相同的规律,即随着COD/NO_3^--N增大,反硝化所占的比例逐渐减小,DNRA占的比重逐渐增大。

滴灌施肥对冬小麦农田土壤NO_3^--N分布、累积及氮素平衡的影响

【目的】黄淮海平原高产麦田水肥资源的大量投入带来了水肥利用率低、氮素损失量大等一系列问题,本文研究了滴灌施肥对黄淮海平原冬小麦大田氮素利用和损失的影响,以期为小麦高产高效施肥提供新的技术手段。【方法】以尿素、NH4H2PO4和KCl混合的水溶性肥料为材料,在山东桓台进行冬小麦主要生育期测墒补灌并随水施肥的田间试验,设置4个施氮量处理,即N0(不施肥)、N1(94.5 kg/hm2)、N2(189 kg/hm2)和N3(270 kg/hm2),分析了大田土壤NO-3-N空间分布、剖面累积及氮素的平衡。【结果】1)滴灌施肥24 h后,随施氮量的增加,在滴头周围水平方向上土壤NO-3-N从在湿润土体边缘聚集逐渐变化为在滴头下方聚集,当施氮量为189 kg/hm2时,滴灌施肥后滴头下方和湿润土体边缘的NO-3-N含量差异不显著,在滴头周围水平方向上均匀性最好;NO-3-N在滴头下方土壤内随水运移深度主要在60 cm以上,滴灌施肥后滴头下方垂直方向上NO-3-N没有在湿润体边缘聚集。2)冬小麦收获后,0—100 cm土壤剖面NO-3-N累积量随施氮量的增加而逐渐增加,且施氮量超过N 189kg/hm2后,土壤剖面NO-3-N累积量的增加幅度加大,0—40 cm土层的NO-3-N增加量显著高于其他土层,N0、N1、N2和N3处理0—40 cm土层NO-3-N累积量所占比例分别为66%、72%、72%和71%。3)随着施氮量的增加,冬小麦吸氮量和籽粒产量先增加后下降,而0—100 cm土层氮素残留量、表观损失量不断增加,滴灌施肥条件下氮素表观损失量较低,N1、N2和N3的表观损失率分别为20%、17%和16%。【结论】滴灌施肥措施下,合理的灌溉量可以调节滴灌施肥后硝态氮主要向下运移至作物根区范围,集中在作物根系最密集的0—40 cm范围内,肥液浓度对硝态氮运移深度影响不大。施入适宜量氮肥有利于提高滴头下方湿润体内水平方向上NO-3-N分布的均匀度,从而促进作物对氮素的吸收。施氮量为189 kg/hm2的N2处理获得了最高的籽粒产量和氮肥利用效率,播前和收获后根区土壤NO-3-N累积量基本达到平衡,是试验筛选出的最佳滴灌施氮模式。

肥液浓度对单膜孔入渗NO_3^--N运移特性影响的室内试验研究

该文通过室内入渗试验,研究了不同浓度的单膜孔肥液入渗NO3--N的分布特性。研究表明:不同浓度的膜孔肥液入渗土壤NO3--N浓度的湿润锋运移距离与土壤水分运动的湿润锋一致;肥液浓度越大,相同入渗时间的NO3--N浓度锋运移距离越大,土壤剖面NO3--N浓度最大值越大,相同深度处土壤NO3--N浓度也越大。肥液入渗土壤NO3--N浓度分布特征与湿润体深度符合分段函数模型。供水入渗过程中,NO3--N浓度锋运移距离和浓度最大值均随时间的延长而增大;再分布过程中,NO3--N浓度锋运移距离继续增大,而NO3--N浓度最大值逐渐减小。

喷灌冬小麦农田土壤NO_3^--N分布特征及作物吸氮规律

以传统地面灌溉(畦灌)为对照,2002~2003和2003~2004两个生产年度田间试验分析喷灌对冬小麦农田土壤NO3--N分布和作物吸氮的影响。试验结果表明:喷灌与地面灌溉相比,土壤NO3--N含量峰值迁移较浅,土壤NO3--N主要分布在冬小麦主要根系分布层0~40 cm土层内。与喷灌相比,在冬小麦根系层下部,地面灌溉土壤NO3--N存在不同程度的累积。试验期间地面灌溉土壤NO3--N累积淋失量分别为8.68 kg/hm2和7.70 kg/hm2,喷灌条件下没有明显的土壤NO3--N淋失,最大累积淋失量只有地面灌溉条件下的3%。2003和2004年喷灌冬小麦地上部分吸氮量分别为235.7 kg/hm2和161.7 kg/hm2,分别比地面灌溉高7.0 kg/hm2和34.7kg/hm2。与地面灌溉相比,喷灌有利于冬小麦后期吸收氮素,喷灌不同生育期冬小麦吸氮量年际之间的差异都小于地面灌溉。

灌溉条件下包气带黄土层中NO_3^--N的深部运移

通过渭北黄土塬地区NO3--N的原位运移试验,测定了10 m范围内黄土超根层中NO3--N浓度随时间的变化,对NO3--N和土壤含水量的运移通量及运移速率进行了定量分析。结果表明:微孔隙渗流的水分运移速率为44~65 mm/d,优先流的运移速率可达450 mm/d以上;NO3--N在施肥灌溉及作物吸收等因素的综合影响下形成积累峰值带,并向下运移,其平均运移速率为56.3 mm/d;在作物生长缓慢的冬季大定额灌溉条件下,施入农田的尿素并不能被作物完全吸收,上层土壤吸附的NO3--N会被大量淋洗,50%以上的NO3--N随入渗水流运移到作物根层以下,成为深层土壤和地下水的NO3--N污染来源。

酸性环境下作物幼苗对NO_3^--N和NH_4^+-N的吸收特征

以水稻、小麦、玉米3种作物的不同品种为试验材料,采用溶液培养方法研究介质pH对幼苗根系铵态氮(NH_4^+- N)和硝态氮(NO_3^--N)吸收速率的影响。结果表明:植物幼苗根系对2种无机氮素的吸收速率受介质pH的影响大,影响程度与作物的种类、品种和苗龄有关。多数作物品种在pH 4.0条件下对NO_3^--N的吸收速率高于pH 6.0,而介质pH对NH_4^+-N吸收速率的影响与此相反。水稻幼苗对NO_3^--N的吸收速率随苗龄的增大而减慢,但对NH_4^+-N的吸收速率则逐渐加快。小麦和玉米对NO_3^--N和NH_4^+-N的吸收速率均随苗龄的增大而加快。

植物性硝化抑制剂对莴笋NO_3^--N和品质的影响

通过盆栽试验 ,研究了 2种植物性硝化抑制剂 (P 5 ,P 7)对莴笋NO3 --N和营养品质的影响。结果表明 ,P 5 3种用量处理对莴笋NO3 --N含量均有降低作用 ,尤以P 5 -M效果最佳 ,使莴笋叶、茎NO3 --N含量分别降低 4 1.8%和2 6 .1% ;P 73种用量处理以P 7-M处理效果最好 ,降低叶片NO3 --N含量 2 2 .8% ,而其Vc和氨基酸含量分别提高2 7.2 %和 15 .6 %。

不同灌水和施氮对黄土性土壤中NO_3^--N迁移和淋失的影响

通过室内土柱渗透试验,研究了不同灌水和施氮对黄土性土壤中NO3--N迁移和淋失的影响。结果表明:土壤含水量随灌水量增大而增大,大灌水定额时,在近饱和土壤水分条件下,氮素淋失严重;在小灌水定额条件下,0-35 cm土层含水量显著减小,NO3--N未发生淋失;施氮量一定时,土壤剖面NO3--N含量随灌水量增大而减小,随土层深度增加呈显著增加趋势;土壤剖面NO3--N含量随施氮水平的增加有递增趋势、与土壤含水量成消长关系。土壤NO3--N累积量与施氮量、土层深度、渗透时间成正比,与灌水量成反比,符合多元非线性模型。因此,为减小NO3--N淋溶损失,从经济和环境效益方面考虑,黄土性土壤适宜灌水量应小于121 mm,次施氮量不宜高于2.40 mg/cm2。

河套灌区春小麦-萝卜复种模式下土壤NO_3^--N动态

研究了河套灌区春小麦-萝卜复种模式下,土壤、土壤溶液和地下水NO3--N浓度的动态变化.结果表明:随着试验时间的延长,土壤表层NO3--N含量降低,深层(100~150cm)增加;土壤溶液中、下层NO3--N浓度(70、120cm)显著高于上层(30cm),尤其是在萝卜生长季.当前的灌溉条件下,不同年度、不同生长季土壤NO3--N淋失量的多少与土壤水分的下渗量密切相关,且输入的氮素中有30%以上以NO3--N的形式淋失掉.施肥区地下水NO3--N浓度显著高于未施肥区,且65.5%的水样超过WHO规定的上限(11.3mg/L).总之,经过连续2a的春小麦与萝卜复种可使表层土壤NO3--N含量明显降低,但由于中、下层土壤剖面中残留大量的NO3--N,因此在当前灌溉措施下,短期内NO3--N淋失是不可避免的.

氮肥施用对冬小麦土壤残留NO_3^--N含量及根系分布影响

通过6个氮水平试验,研究了不同氮肥用量对冬小麦土壤剖面NO3--N含量及其与根系空间分布对应关系的影响;探索了土壤剖面NO3--N含量与氮肥施用量的趋势规律,以及冬小麦施用氮肥对地下水造成污染的成因、规律及最危险时期.

长期定位施肥对无石灰性潮土0~100cm土层NO_3^--N动态变化的影响

在无石灰性潮土26年的定位试验进行过程中,在12个不同处理CK、N1、N2、M1、M1N1、M1N2、M2、M2N1、M2N2、NP2K、N2P和N2K中,于2003研究了长期定位施肥对非石灰性潮土0~100 cm土层NO3--N动态变化的影响,结果表明,长期单施有机肥及其配施无机氮肥,氮磷钾或氮磷以适当比例配施,可减少土体中NO3--N的积累。单施氮肥以及氮钾配施的土壤剖面中NO3--N积累增加,对土壤环境和地下水构成潜在污染。降水、灌溉、氮肥用量及作物吸收利用是影响土壤NO3--N淋洗、积累的主要因素。

NO_3^--N/NH_4^+-N配比对小白菜生长及硝酸盐含量的影响

利用NO3--N/NH4+-N不同配比的营养液对11个小白菜品种进行水培试验。结果表明,不同的NO3--N/NH4+-N配比对不同品种小白菜生长和的硝酸盐含量有着显著的影响,同一氮源培养下不同的小白菜品种间表现出显著的差异,在5.0∶5.0(B)处理条件下,各品种小白菜表现良好;供试的小白菜品种的硝酸盐积累量随着铵态氮比例的增加而下降,表明适当地配施铵态氮较纯硝态氮营养液培养小白菜能获得较低的硝酸盐积累量,但不影响生长。

田间土壤NO_3^--N含量空间变异性初步研究

对具有代表性的 3个地块的土壤 NO- 3 -N含量实测资料进行了分析 ,结果表明田间土壤 NO- 3 -N含量存在明显的空间变异性。 3个地块的土壤 NO- 3 -N含量在置信水平β=0 .0 5下均服从正态分布。由实测资料进行的自相关及半方差分析表明 ,3个地块的土壤 NO- 3 -N含量自相关性不显著 ,且无规律性 ,因此在田间一般距离取样的土壤 NO- 3 -N含量可作为独立的随机变量。并将 NO- 3

不同耐铵性植物幼苗离体根对NO_3^--N和NH_4^+-N选择吸收速率及叶片NRA的研究

以黄瓜、番茄、小麦、水稻和莴苣５种植物为材料，研究了幼苗离体根在１～５ｍｍｏｌ／ＬＮＨ４ＮＯ３吸收液中选择吸收ＮＯ－３—Ｎ及ＮＨ＋４—Ｎ的速率。黄瓜、番茄选择吸收ＮＯ－３＿Ｎ较ＮＨ＋４－Ｎ多；水稻、莴苣选择吸收ＮＨ＋４—Ｎ较ＮＯ－３—Ｎ多；小麦对两种Ｎ源选择吸收性不强，在０．０５和０．１ｍｏｌ／ＬＫＮＯ３底物诱导下，黄瓜叶片的硝酸还原酶活力明显高于水稻叶片的硝酸还原酶活力。吸收能力及还原能力的差异。

近海养殖水体中NO_3^--N、NH_4^+-N和环境因子的关系

对福建近海养殖水体的NO-3-N、NH+4-N及氧化还原电位、化学需氧量COD、叶绿素a、浊度等进行测定,分析NO-3-N、NH+4-N与环境因子的相关关系,并计算不同环境因子和水体中NH+4-N相对含量的灰色关联度值.结果表明:氧化还原电位及COD值均与NH+4-N的浓度呈负相关,与NO-3的浓度呈正相关;叶绿素a浓度及浊度均和NH+4-N的浓度呈正相关,与NO-3-N的浓度呈负相关.各环境因子与NH+4-N的相对含量的灰色关联度值无明显差异.COD和氧化还原电位在丰水期的灰色关联度值比枯水期高,叶绿素a和浊度在丰水期的灰色关联度值则比枯水期低.

不同3D-BER反应器去除地下水中NO_3^--N的研究

采用平板式、中心式2种构型的三维生物膜电极反应器(3D-BER)对模拟的污染地下水中的NO_3^--N进行处理,研究了水力停留时间(HRT)、电流、进水NO_3^--N浓度和pH这4种影响因素对2种反应器脱氮效果的影响。结果表明:平板式、中心式3D-BER反应器适宜的HRT均为12 h,最佳的电流范围均为40~50 mA,对应的最大NO_3^--N去除率分别为82.67%、71.89%,理想的进水NO_3^--N分别为35~55、20~35 mg/L,平板式3D-BER反应器对进水NO_3^--N负荷具有更高的承受能力,中心式3D-BER反应器由于具有较好的阴极和阳极产物混合条件,对进水pH具有更强的缓冲能力。

基于连续光谱法联合测定NH_(3)-N、COD方法研究

针对地表水中Ⅰ—Ⅴ类水域、地下水、工业废水对氨氮及化学需氧量准确快速联合测定的需求,融合光谱分析法中的连续光谱法与顺序注射技术(SIA),基于地表水国家检测标准,以氨态氮(NH_(3)-N)、化学需氧量(COD)原位水质参数为检测对象,设计了一种小型微量原位水质NH_(3)-N、COD高效快速检测仪。该系统主要依据自主设计的基于紫外灯照射消解与加热密闭消解方法同时进行的消解池结构以及基于光谱扫描设计的的检测池结构,达到快速消解稳定检测的目的。同时系统基于分光光度法优化了检测流程,测定开始COD消解的同时,待检测池中的NH_(3)-N指数显色后的配位化合物进行光谱扫描测定,消解后,进行COD的测定,整个检测过程相比国标检测法缩短至少60 min,可以实现25min内自动完成NH_(3)-N及COD的测定,大大节约时间成本。绘制经光谱扫描显色反应后配位化合物的吸光度与连续波长曲线可得:NH_(3)-N、COD分别于690和445 nm处具有明显吸收峰,经读取峰的吸光度值,采用最小二乘法分别建立NH_(3)-N、COD回归建模,拟合回归方程并计算相关系数,绘制相应参数的吸光度-浓度工作曲线。实验结果表明:在0~2 mg·L^(-1)浓度范围内,NH_(3)-N标准工作曲线相关系数r≥0.9987,且浓度与吸光度成正相关。重复性相对标准偏差为1.36%~1.68%,加标回收率为97%~102%;在0~50 mg·L^(-1)浓度范围内,COD标准工作曲线相关系数r≥0.9978,浓度与吸光度呈负相关。重复性相对标准偏差为2.14%~2.48%,加标回收率为97.6%~102.95%。系统的测定结果准确、直线性与稳定性良好,具有较高的可行性与可靠性。基于SIA与连续光谱法联合测定NH_(3)-N、COD的方法研究,为拓宽光谱法在水质快速检测领域的应用、提高检测效率等方面的研究具有重大价值。

Tomato Growth and Organic Acid Changes in Response to Partial Replacement of NO_3^--N by NH_4^+-N

A hydroponic experiment was conducted to study the effect of partial replacement of NO-3-N by NH4+-N on the seedling growth and organic acid content of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.). A completely randomized design was established with three replications and five treatments, i.e., NO-3-N/NH4+-N of 100/0, 75/25, 50/50, 25/75 and 0/100. Results showed that 25% replacement of NO3--N by NH4+-N significantly (P = 0.05) improved fresh and dry weight, revealing that a proper percentage of NH4+-N was important for tomato nitrogen nutrition. This could increase the plant growth even though tomato was a crop that preferred nitrate nutrition. Also an increase in the proportion of NH4+-N in the nutrient solution led to a significant decrease (P = 0.05) in malate, citrate and fumarate. However, the 25% NH4+-N plus 75% NO3--N treatment had no significant effect (P = 0.05) on the 2-ketoglutarate, succinate or oxalic acid content, showing that only some organic acids in tomato plants were affected. Only pyruvate increased significantly (P = 0.05), and it only increased for 25% and 50% replacement of NO3--N by NH4+-N. Metabolism of these organic acids, especially malate, citrate and fumarate, should be further studied at the molecular level in vegetables applied with different nitrogen forms.