基于BaPS技术的高山草甸土硝化和反硝化季节变化

应用气压分离(BaPS)技术测定了川西北高山草甸土硝化和反硝化季节动态变化。结果表明:植物生长季节内,土壤总硝化、反硝化和N2O释放率的变化趋势一致,即从6月份(硝化率:N8.40mgkg-1d-1;反硝化率:N0.48mgkg-1d-1;N2O释放率:N84.48μgkg-1d-1)开始增加,7月份(N19.36mgkg-1d-1;N0.60mgkg-1d-1;N100.13μgkg-1d-1)达到最大值,然后开始下降,到9月份(N1.81mgkg-1d-1;N0.24mgkg-1d-1;N40.09μgkg-1d-1)降为最小值。氮素物质基础(NO3--N和NH4+-N)不是影响该高山草甸土硝化和反硝化的主要因素,土壤温度和湿度是该高山草甸土硝化、反硝化作用的主要影响因子。

不同处理方法对养殖池塘上覆水体可溶性氮含量的影响

以天津市东丽区和西青区养殖池塘为对象,取池塘的底泥和上覆水,采用对照组、添加沸石、酶抑制剂、芽孢杆菌、沸石与酶抑制剂组合、沸石与芽孢杆菌组合6种处理组,于实验室内进行5个月培养,每月测定1次上覆水中NH4+-N、NO3--N和NO2--N含量,同时对实际养殖池塘上覆水中NH4+-N、NO3--N和NO2--N含量进行监测。结果表明,两池塘上覆水体中NH4+-N和NO3--N含量随采样时间不同而变化,实际池塘与室内对照组两者含量相差不大;NO2--N含量在室内外及不同处理、不同采样期两池塘变化都很小且含量很高。芽包杆菌、沸石既能减少上覆水中NH4+-N含量,也降低了NO3--N含量。酶抑制剂处理组虽然使NH4+-N含量下降最多,但其上覆水中NO3--N含量较高。

微生物悬浮生长生物滤器对三态氮快速转化研究

为研究微生物悬浮生长生物滤器对三态氮的去除能力,对反应区和沉淀区分别进行NO3^--N、NO2^--N和NH4^+-N快速转化实验。结果表明,反应区通过反硝化作用去除一定量的NO3^--N,去除过程中会有NO2^--N的短暂积累且最高积累量随着NO3^--N初始含量的升高而升高,沉淀区对NO3^--N无明显的处理能力;反应区对NO2^--N的去除时间随NO2--N初始含量增加而增加,反应结束时有极少量的NO3^--N积累,沉淀区对NO2^--N去除能力较低;反应区对NH4^+-N的转化迅速且彻底,有少量NO3^--N积累,沉淀区对NH4^+-N处理能力较弱,并且有NO2^--N和NO3^--N积累。NO3^--N、NO2^--N、NH4^+-N的最大去除速率,反应区分别为1.97、0.76、8.10 mg/(L·h),沉淀区显著低于反应区,分别为1.61、0.29、1.16 mg/(L·h)。

有机无机肥配施对不同程度盐渍土N2O排放的影响

选取内蒙古河套灌区轻度盐渍土S1(EC为0.46 dS·m-1)及中度盐渍土S2(EC为1.07 dS·m-1)为研究对象,在等施氮量条件下,采用静态箱-气相色谱法研究了不同有机无机肥配施比例:CK(不施肥)、U1(240 kg·hm^-2化肥)、U3O1(180 kg·hm^-2化肥+60 kg·hm^-2有机肥)、U1O1(120 kg·hm^-2化肥+120 kg·hm^-2有机肥)、U1O3(60 kg·hm^-2化肥+180 kg·hm^-2有机肥)和O1(240 kg·hm^-2有机肥)对春玉米农田土壤N2O排放的影响,旨在明确不同施肥策略下土壤N2O排放特征,为制定盐渍化农田合理的减排措施提供理论依据.结果表明,2种不同程度盐渍化土壤N2O排放存在显著差异,同一处理S2土壤N2O排放总量较S1土壤高出11.86%~47.23%(P<0.05).各施肥处理对土壤N2O排放通量影响趋势基本一致,即施肥后出现排放高峰,基肥和追肥后累积排放量占整个生育期排放量60%左右.适当施入有机肥可以显著降低土壤N2O排放,S1和S2盐渍土分别以U1O1及O1处理N2O排放量最小,较U1处理显著降低33.62%和28.51%(P<0.05),同时可以获得较高的玉米产量.各施肥处理N2O排放通量与土壤NH+4-N呈极显著正相关关系(P<0.01),而与土壤NO-3-N含量呈负相关关系,表明硝化作用是盐渍化玉米农田N2O产生的主要途径,配施有机肥可以持续减少土壤NH+4-N供给而减少N2O的排放.从玉米产量及减少温室效应的角度,得到本地区适宜的施肥管理模式:轻度盐渍土为120 kg·hm^-2有机肥+120 kg·hm^-2化肥,中度盐渍土为240 kg·hm^-2有机肥.

单质硫自养短程反硝化耦合厌氧氨氧化强化脱氮

通过在厌氧氨氧化(ANAMMOX)连续流反应器中添加单质硫,试图引入单质硫自养短程反硝化(short-cut S0-SADN)来强化ANAMMOX过程中NO^-3-N的去除.在温度为(33±2)℃,pH为7.8~8.2条件下,探讨不同的进水NH^+4-N/NO^-2-N比对耦合系统中氮素转化以及NO^-2-N竞争特性的影响.结果表明,在不同的进水NH^+4-N/NO^-2-N比(1∶1.3、1∶1.5、1∶1和1∶1.1)下,耦合系统的TN平均去除率分别达到了96.78%、97.21%、94.68%和97.72%,均远远大于ANAMMOX理论TN最高去除率89%.其中,在进水NH^+4-N/NO^-2-N比为1∶1或1∶1.1条件下,耦合系统能够实现单质硫自养短程反硝化耦合ANAMMOX深度脱氮的稳定运行.在最佳进水NH^+4-N/NO^-2-N比1∶1.1、NH^+4-N和NO^-2-N浓度分别为240mg·L^-1和265mg·L^-1条件下,TN去除速率达到1.50kg·(m^3·d)^-1,ANAMMOX和S0-SADN途径的TN去除率分别稳定在(95.68±1.22)%和(2.04±0.77)%.在整个运行过程中,ANAMMOX在底物NO^-2-N的竞争过程中一直占据着绝对的优势,ANAMMOX菌的活性(以NH^+4-N/VSS计)稳定在(0.166±0.008)kg·(kg·d)^-1.