腐殖质电子传递机制及其环境效应研究进展

腐殖质通过充当微生物的电子受体和氧化物的电子供体可以加速微生物与胞外电子受体间的电子传递速率.腐殖质的电子传递能力受自身结构、来源和外界条件等多种因素的影响.腐殖质不仅能够很大程度地加速电子传递进程,且具有结构和性质稳定等特点,是自然环境中较理想的电子穿梭体.与经过化学提取、纯化后的腐殖质相比较,土壤固相腐殖质更能反映实际环境中的电子传递过程.目前,已有很多研究将腐殖质的电子传递应用于土壤污染治理、温室效应的缓解和水污染处理等多个领域.但在腐殖质电子传递机制及其环境应用的研究中还存在诸多不足,需要广大学者做更进一步的探究.

能源农场—中国可持续农业新模式

分析了我国能源短缺,农业废弃物的污染和自然生态环境的现状,由此引出能源农场的概念,并详细阐述了国内外对于能源农场的研究现状及进展,着重分析了我国建设能源农场的意义,并展望了我国未来能源农场的发展趋向。

水-硅油双相系统筛选分离多环芳烃降解菌

利用水 硅油双相系统筛选、分离了 3种多环芳烃的降解菌 ,对 7种主要的多环芳烃进行了降解试验 ,结果表明从水 硅油双相系统筛选出来的混合菌对多环芳烃降解效果较好 。

活性污泥层在新型复合生物系统中的作用

主要研究了在新型复合生物系统中活性污泥层对有机物的去除作用,并考察了该系统对高有机负荷、低pH污水和有毒物质的抗受能力。试验结果表明,活性污泥层对有机物的去除发挥了很大的作用,对复杂有机物的去除效果更显著,并且可以提高系统的稳定性。

北京及周边地区植物叶的碳氮磷元素计量特征

通过测量北京及周边地区358种植物的叶碳、氮和磷(C,N,P)含量,系统分析了该区域不同生长型植物的叶C,N,P的计量规律。结果显示,本区植物叶C,N,P的几何均值分别是45.1%,2.61%和0.20%(干重),且叶片中C,N,P含量分别是叶柄中相应元素含量的1.1,2.4和1.8倍,反映了与器官功能相适应的元素计量分配关系。草本相比于木本植物具有高叶N(P)低C的特点,而针叶树的叶N(C)显著低于(高于)阔叶树,但二者P含量没有显著差异。叶的C,N,P彼此显著相关,其中C和N(或P)负相关,N和P正相关;叶C∶N,C∶P和N∶P的几何均值是17.3,242和13.9。

河北省集约化养殖场畜禽粪便中重金属含量及变化特征

通过对河北省全省区域典型集约化养殖场的主要畜禽粪便采样,分析测定畜禽粪便中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、As、Hg、Ni 8种重金属含量并进行数据分析,结果表明河北省集约化养殖场畜禽粪便中8种重金属的含量(中位值)均符合德国腐熟堆肥标准和中国有机肥料标准,但数据离散且呈偏态分布。按德国腐熟堆肥标准和中国有机肥(NY 525—2012)的标准,河北省畜禽粪便的Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、Hg和As超标率分别为41.73%、50.39%、31.50%、5.51%、0.79%、7.87%、4.63%和12.60%。鸡粪重金属超标率顺序为Zn>Cr>Cu>Ni>As>Cd>Pb>Hg,其中,Cu、Zn、Cr超标率分别为22.22%、40.74%和33.33%。猪粪重金属超标率顺序为Cu>Zn>Cr>As>Ni和Cd,其中,Cu、Zn、Cr和As超标率分别为80.43%、78.26%、30.43%和21.74%,Pb和Hg不超标。牛粪重金属超标率顺序为Cr>Hg>Zn,其他重金属均不超标。按施用量15 t·hm^(-2)推算出猪粪、鸡粪和牛粪的最严格土壤安全施用年限分别为26、79年和207年。因此,施用集约化畜禽粪便有机肥带来的环境风险需要引起足够的重视。

我国城市污水处理厂污泥中重金属分布特征及变化规律

对由中国知网数据库和维普中文科技期刊全文数据库报道的近30年来我国城市污水处理厂污泥中重金属分布特征和年代变化规律进行了分析.结果表明:近30年来城市污水处理厂污泥中w(Cd)、w(Pb)、w(Cr)、w(As)、w(Hg)、w(Cu)、w(Ni)、w(Zn)平均值或中位值均符合GB 18918─2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中污泥农用时污染物控制标准限值,但数据离散且呈偏态分布.依据GB 18918─2002,1980─1989年我国城市污水处理厂污泥中重金属质量分数75%分位值中有w(Cd)、w(Cu)、w(Ni)、w(Zn)超标,90%分位值中有w(Cd)、w(Pb)、w(Hg)、w(Cu)、w(Zn)、w(Ni)超标;1990─1999年城市污水处理厂污泥中重金属质量分数75%分位值中w(Ni)超标,90%分位值中除w(As)外其他重金属均超标;2000─2010年城市污水处理厂污泥中重金属质量分数75%分位值中w(Ni)超标,90%分位值中w(Cd)、w(Cr)、w(Hg)、w(Cu)、w(Zn)、w(Ni)超标.从年代变化看,我国城市污水处理厂污泥中w(Cd)、w(Cu)随年代逐渐下降,但w(Hg)、w(As)、w(Cr)、w(Zn)、w(Ni)、w(Pb)呈波动趋势.近10年数据表明,我国城市污水处理厂污泥中w(Ni)、w(Cd)、w(Hg)超标倍数最高,在进行污泥处置时需要优先关注.

加速碳酸化技术对城市垃圾焚烧飞灰重金属稳定性影响研究

对南方某城市生活垃圾焚烧厂新鲜焚烧飞灰对CO2的吸收及其碳酸化的过程进行了研究,实验从水分添加量、CO2的分压等因素,考察了飞灰中重金属Pb的稳定化效果,并利用X射线衍射实验(XRD)、扫描电镜实验(SEM)对反应机理进行了分析.结果表明,不添加水分时,焚烧飞灰对CO2的吸收效果较差;当水分添加量大于10%时,焚烧飞灰对CO2的吸收效果较好.焚烧飞灰对纯CO2的吸收效果较好,空气中的CO2含量较低,在反应1 d后吸收效果不是十分明显.XRD实验结果表明,CO2的吸收会使焚烧飞灰中大量的Ca(OH)2与CO2反应转化为CaCO3,从而降低焚烧飞灰的碱性;部分重金属的氧化物会被碳酸化成生相应的碳酸盐.SEM实验结果表明,经过碳酸化处理后的飞灰颗粒表面生成了片状和圆柱状的晶体物质.

潜流人工湿地改善官厅水库水质试验研究

为确定利用人工湿地改善官厅水库水质工程所需的设计参数,在官厅水库岸边建立了人工湿地,开展了潜流人工湿地系统处理官厅水库水的试验研究.试验表明,在水力负荷率为0.15～0.45m/d时,夏季CODMn和NH4+-N的去除率分别为50%和70%;冬季,分别可达到15%和50%,去除率随水力负荷率的提高和水温的下降而降低.由于渗漏和蒸发及植物蒸腾作用,系统的出水量为进水量的60%.研究结果表明,潜流人工湿地系统对微污染地表水有较好的净化效果,该系统在冬季低温条件下仍可以正常运行.

分析北京城市污泥中铅砷镉形态浓度的ICP-MS

城市污泥中重金属的难降解和高毒性限制了污泥的资源化利用。以北京G和Q污水处理厂的压滤出厂污泥为实验材料,采用BCR三步浸提法对污泥中铅砷镉Pb,As,Cd的三种形态进行提取,以HNO3-HClO4进行全量消解,利用ICP-MS检测Pb,As,Cd的全量和各形态的含量,从而为北京城市污泥的资源开发研究提供基础数据。实验结果表明,北京城市污泥中Pb和Cd含量比上世纪末明显降低:其中,G污泥中Pb,As,Cd的全量(干重)分别为19.60,37.96和1.34 mg.kg-1,而Q污泥中分别为19.58,23.46和2.30 mg.kg-1;两种污泥中Pb含量相差甚微,G污泥中As明显高于Q污泥,而Cd则显著低于后者;两种污泥中相应金属的三种形态的变化趋势基本一致:Pb与As以HAc酸溶态为主,H2O2可氧化态最少;而Cd主要以NH2OH-HCl可还原态存在,HAc酸溶态最少。三种重金属中生物毒性大的形态均占70%以上。

填闲作物防治菜田土壤硝酸盐污染的研究进展

探讨了通过调整蔬菜生产的轮作结构 ,运用生物修复的原理 ,引入适宜的深根系填闲作物对深层土壤硝酸盐吸收利用 ,以避免硝酸盐进一步淋失 ,提高氮素的利用率的可行性。填闲作物应选择生长迅速、生物量大、氮素累积能力强的作物 ,在考虑填闲作物防治硝酸盐淋溶的同时 ,要兼顾其经济利用价值 。

微污染水源水处理中超声波强化生物降解有机污染物研究

通过设置超声波的膜生物反应器与对照反应器净化微污染水源水的对比试验 ,研究了超声波对水源水生物净化的强化作用 .结果表明 ,通过一定强度的超声波处理 ,膜生物反应器的生物活性得到增强 ,反应器有机负荷增加 ,有机物净化效率提高 .通过设置超声波的反应器及其对照的TTC脱氢酶生物活性、进出水的有机物分子量分布的对比试验进一步证明了超声波处理促进了生物活性 .通过不同功率的超声波处理表明 ,功率为 10W的超声波促进生物作用的效果最为明显 .经超声波处理后效果能保持 2 4h ,可设置超声波处理的时间间隔为 2 4h .本文还分析了超声波促进生物活性的机理 .

菌、热及菌热联合对垃圾堆肥腐熟的比较分析

为研究菌剂、余热及其联合作用对堆肥腐熟度的影响,采用强制通风静态堆肥系统,以现有堆肥工艺为对照(CK),比较研究了添加菌剂(T1)、余热利用(T2)、添加菌剂并利用余热(T3)3种工艺垃圾对堆肥过程中腐熟度的影响。结果表明:从温度、pH、电导率(EC)、腐植酸光学特性(E4/E6)、水溶性碳(WSC)、固相C/N和发芽率指数(GI)来看,4个处理均达到腐熟;添加菌剂(T1)对EC、E4/E6、WSC、C/N和GI有显著影响;除E4/E6、WSC和C/N外,循环热风(T2)对其余腐熟度指标有显著影响,菌剂和余热的联合作用可显著提高堆肥的腐熟度,且二者对堆肥腐熟度的影响是一种协同作用。

人工湿地在我国北方地区冬季应用的研究

为确定利用人工湿地在北方地区冬季运行所需的设计参数,利用在官厅水库岸边建立的人工湿地,开展了潜流人工湿地系统处理官厅水库水的冬季试验研究。结果表明,在寒冷的冬季,潜流人工湿地系统在隔离层保护下可以正常运行,使用不同的覆盖物进行隔离保温,对系统的处理性能有很大的影响,在水力负荷率为0.25～0.45m·d-1时,冬季CODMn和NH4+-N的去除率分别为15%和50%,BOD5、TN和TP的去除率分别为65%、25%和35%。去除率随水力负荷率的提高而降低,当水力负荷超过0.4m·d-1时,去除率明显降低。潜流人工湿地系统在冬季寒冷低温条件下对微污染地表水有较好的净化效果。

膜一粉末炭反应器净化微污染源水

采用膜—粉末炭反应器处理微污染源水的试验结果表明,该工艺对水中的有机物具有较好的净化效果,在水温<10℃的条件下,处理可生化性很低的三家店水库水时对CODMn的去除率仍保持在65%左右;工艺对CODMn、UV254、UV410的去除效果依次增强。

氧化淀粉粘合剂的合成及其在新型肥料中的应用

通过正交试验确定了合成氧化淀粉粘合剂的最佳工艺及对粘合剂粘度影响显著的因素,分析了粘合剂的稳定性和生物毒性,同时对其在新型肥料中的应用做了一定研究。试验结果表明:氧化剂用量和温度对粘合剂的粘度影响显著,粘合剂的稳定性好、无生物毒性,粘度为30mPa．s的粘合剂成粒性能最好。

我国小城镇和乡村水体污染及控制对策

本文针对全国范围内小城镇和农村水体恶化的状况 ,阐述了农村和小城镇普遍存在的水体污染问题 ,分析造成农村地区水体污染深层次的原因 ,并在阐明水体污染带来的对植物、生态环境与人体健康危害的基础上 ,立足于农村和中小城镇的实际 。

超声波强化污水生物处理的可行性探讨

通过对超声波空化处理难降解有机废水机理和超声波辐射促进微生物活性作用机制的分析研究 ,提出将超声波应用于强化污水生物处理的可行性。同时设计了利用超声波空化反应单元作为污水生物处理的前处理工艺 ,提高污水的可生化性 ,和在生物处理反应器中直接进行超声波辐射提高生物处理能力的工艺。分析了超声波强化污水生物处理的影响因素 ,并对未来的研究方向进行了展望。

应用ICP-MS分析猪污物中铅砷镉的形态分布

为有效控制资源化过程中畜禽污物所含重金属对环境和人类健康的危害,需要监测污物中重金属的赋存形态和浓度。采集北京昌平种猪场的猪污物样品(鲜样和干清样),用BCR提取法、硝酸-高氯酸消化法和ICP-MS仪器检测铅砷镉(Pb,As,Cd)总量及各形态含量。结果表明,猪污物中Pb,As,Cd的总量分别为29.0,28.2和0.288mg·kg-1DW(鲜样)以及19.7,28.2和0.134mg·kg-1DW(干清样),均没有超过我国的城镇垃圾农用控制标准(As接近标准值)。两类样品中重金属的形态分布规律明显不同:鲜样中三种金属可交换态及碳酸盐结合态均超过50%,有机物及硫化物结合态则低于20%;而干清样中高生态毒性的可交换态及碳酸盐结合态和Fe/Mn氧化物结合态的比例较鲜样中都明显降低(降幅可达20%以上),表明干清样用于堆肥对农田更安全。该研究结果将为北京地区养猪场污物的资源开发和生态安全评价提供重要基础数据。

论有机畜牧业之发展

本文论述了有机畜牧业产生的背景,并明确了有机畜牧业的内涵。通过分析国外有机畜牧业发展历程、认证标准,着重探讨我国发展有机畜牧业的优势和必要性,并给出了切实可行的建议和思路。