叶尔羌河流域荒漠河岸林胡杨根际微生物数量时空变化及其与根际土壤环境因子的关系

以叶尔羌河流域荒漠河岸林胡杨(Populus euphratica Oliv.)为研究对象,对不同河段、土层和季节的根际细菌、放线菌和真菌数量进行比较,对根际土壤环境因子特征进行分析,并对根际土壤环境因子与根际微生物数量进行Pearson相关性分析。结果表明:3个河段的根际细菌、放线菌和真菌数量的均值分别为49.50×10^(6)、8.32×10^(6)和4.52×10^(6)cfu·g^(-1),3种根际微生物数量的变异系数均在25%以上;并且,3种根际微生物数量在中游与上游和中下游间存在极显著(P<0.01)差异,但在上游与中下游间无显著差异。夏季3个河段及秋季上游和中游的3种根际微生物数量均随着土层深度增加而增大。比较而言,秋季各河段的根际细菌、放线菌和真菌数量高于夏季相应河段,并且,2个季节的根际微生物数量均表现为细菌最多、真菌最少,夏季和秋季的根际细菌数量分别占相应季节根际微生物总数的89.7%和72.4%。土壤环境因子检测结果显示:上游、中游和中下游的根际土壤总盐含量在夏季分别为0.8705、3.7186和2.6722 g·kg^(-1),在秋季分别为3.4367、2.9662和4.5915 g·kg^(-1),属于轻度盐渍化土壤,且根际土壤阳离子主要为K^(+)和Na^(+),阴离子主要为Cl^(-)和SO_(4)^(2-);除pH值外,其余9个土壤环境因子的变异系数多在20%以上。相关性分析结果表明:根际细菌数量与根际土壤含水率和CO_(3)^(2-)含量分别呈极显著正相关和极显著负相关;根际放线菌和真菌数量与根际土壤总盐含量和CO_(3)^(2-)含量呈极显著负相关,与根际土壤Ca^(2+)含量呈显著(P<0.05)负相关,与根际土壤HCO_(3)^(-)含量、含水率和pH值呈极显著正相关,与根际土壤Cl^(-)含量呈显著正相关,此外,根际放线菌数量还与根际土壤K^(+)和Na^(+)的总含量呈显著正相关。研究结果显示:叶尔羌河流域荒漠河岸林胡杨根际微生物数量分布极不均匀,具有明显的垂直分布特征和季节变化特征,而且其分布受到根际土壤环境因子的影响,其中,根际土壤放线菌和真菌数量受影响较大。

污水污泥无害化改性生物碳基有机肥的研究进展

污水污泥因其数量巨大,处理难度较高,探究处理新工艺已显得十分迫切。为深入解决污泥处置与矿物肥料紧缺的问题,以污水污泥无害化处理改性有机矿物肥料的研究为引导,简述了有机矿物肥料在改善作物生长与减少营养物质在环境中的损失方面的极大潜力。通过回顾近些年矿物肥料的需求量、价格与时间的关系,分析污水污泥的处置方式与所含有机成分对提高土壤肥力的作用,表明污水污泥无害化改性生物碳基有机矿物质肥料在提高土壤肥力的效果方面具有极大的应用前景。通过总结和对比可预测将污泥中提取的有机矿物肥料经添加矿物元素后进行有效改良,并加入一定量的酸或碱进行灭菌后,可显示出比常规肥料更加高效的作物产量反应值,同时营养物质的缓慢释放效应显示出更加高效和持久的肥效释放能力。

“双一流”背景下案例教学法在“水污染控制工程”课中的应用研究

在“双一流”背景下,作为工科必修课程的“水污染控制工程”教学方法面临着新的挑战和机遇。该课程的教学目标是让学生通过相应的学习之后具有一定的实践能力和应用能力,传统的教学模式过于重视理论知识的传授,学生缺乏解决实际问题的能力,因此,教师需要采用案例教学法解决这一问题。文章研究了案例教学法在“水污染控制工程”课中的应用,以期使学生能更加深入地了解实际问题的本质和解决方法,同时提高他们的实践能力和创新能力。

喀什地区温性荒漠类草地生物量动态研究

【目的】本文分析了喀什地区温性荒漠生物量动态规律。【方法】基于新疆维吾尔自治区草地类型图,结合喀什地区温性荒漠类草地区域19个采样点的生物量野外调查数据,对喀什地区温性荒漠生物量动态规律进行了分析。【结果】喀什地区温性荒漠类草地单位面积生物量空间分布具有高度异质性,总生物量在83. 63～4782. 79 g·m-2之间波动,均值为1123. 14 g·m^(-2);地上生物量以灌木为主,草本生物量随海拔增高而显著增多(P <0. 05),灌木生物量和地上生物量均随海拔增高而显著减少(P <0.05),地下生物量与海拔相关性不大;生物量在经纬向上均具有一定线性规律,但无显著相关性关系(P> 0. 05);喀什地区温性荒漠类草地根冠比较大,灌木NPP占比为62. 92%,草地生物量和NPP均与降水具有显著相关性(P <0. 05),但NPP与气温相关性不大(P> 0. 05)。降水是影响喀什地区温性荒漠类草地生物量分布的重要因素。【结论】经纬度的变化、不同的海拔梯度、降水量大小都在一定程度上影响了喀什地区温性荒漠类草地生物量动态分布。

农业废弃物制活性炭的研究进展及展望

综述了近年来农业废弃物制备活性炭的研究进展,包括制备活性炭的技术方法(物理活化法、化学活化法、预氧化法)、影响原材料活化过程的各种因素(活化剂、活化温度、活化时间、浸渍比等)以及制备的活性炭在不同领域的应用概况,并对农业废弃物制备活性炭的未来发展趋势进行了展望。

阳离子表面活性剂改性生物质炭对染料废水的吸附性能

对橘子皮进行加工,制备出生物质炭,并用氯化锌活化,十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)修饰。结果表明,吸附剂质量浓度为1 g/L时,在甲基橙溶液初始pH为6,初始质量浓度为100 mg/L,反应温度为25℃,吸附时间为35 min时,吸附达到平衡,甲基橙去除率为96.8%。利用扫描电镜和氮气吸附/解吸等温线研究了生物炭吸附剂的理化性质,化学活化/炭化过程活化了WP的孔隙,总孔隙体积达到1.132 cm^(3)/g,改性后比表面积扩大了9倍。通过动力学、热力学模型分析,发现该吸附是放热吸附且自发进行,以化学吸附为主,吸附反应符合伪二级动力学方程和Freundlich等温模型,最大吸附容量为666.67 mg/g。

基于水足迹理论的西北5省(区)水资源评价

基于水足迹理论,对西北甘肃、青海、陕西、宁夏和新疆5省(区)2000-2019年水足迹进行分析和比较,利用水足迹人口密度、水足迹经济效益以及水资源压力指数对水资源现状进行评价,为区域水资源可持续利用提供理论依据。结果显示,研究时段内陕西、甘肃、宁夏和新疆人均水足迹和人均虚拟水足迹均呈现波动增长趋势,青海呈现下降趋势;2019年甘肃、青海、陕西、宁夏、新疆虚拟水足迹作为水足迹的主要贡献者,占比分别为89.48%、86.00%、81.75%、80.88%、75.68%,其中农产品虚拟水占虚拟水足迹最高的是甘肃(71.47%),其次是陕西(65.40%)、新疆(54.30%)、青海(49.93%)、宁夏(49.92%);西北5省(区)水足迹人口密度除青海略有增加以外,陕西、甘肃、宁夏、新疆均表现为波动下降;水足迹经济效益逐年升高,至2019年最高的是陕西(125.88元/m^(3)),其次是宁夏(70.26元/m^(3))、青海(56.11元/m^(3))、甘肃(39.03元/m^(3))、新疆(43.40元/m^(3))。除2019年的宁夏外,其余时段及省(区)的水资源压力指数均小于1;研究时段内新疆、甘肃、宁夏水资源压力指数波动升高,增幅分别为93.58%、71.33%、27.12%;陕西、青海波动下降,降幅分别为5.46%、3.14%。研究表明,西北5省(区)水资源压力总体不高,水足迹经济效益逐年增加,但人均水资源拥有量的不均衡以及居高不下的人均水足迹,说明西北5省(区)水资源的可持续利用能力较弱。

植物修复环境污染技术应用研究进展

利用植物修复环境污染已成为解决环境问题的重要手段之一。通过分析总结植物修复技术的机理、强化植物修复技术手段和修复植物的选择,回顾近年来植物修复技术在土壤、水体及沉积物、大气污染中的应用,揭示植物在环境污染修复的效果方面具有极大的应用前景,并提出了植物修复技术目前面临的问题和今后研究的方向。

喀什地区畜禽养殖粪污土地承载力时空分布

【目的】研究作为农业污染源的畜禽粪污给农业生态环境造成的污染,为畜禽粪污资源化和区域畜牧业的可持续发展提供理论依据。【方法】为了解喀什地区畜禽粪污土地承载力,依据《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》提供的方法,在查阅《新疆统计年鉴》的基础上,对喀什地区1999—2020年植物养分粪肥需求量、畜禽粪污氮、磷养分供给量、畜禽粪污土地承载力的变化进行时空分析。【结果】1999—2020年喀什地区畜禽粪污排放量呈现增加趋势,增幅为19.25%,且主要以牛粪和羊粪为主;植物粪肥氮、磷养分需求量和畜禽粪污氮、磷养分供给量均呈现逐年增加趋势,增幅分别为137.56%、189.33%和21.80%、22.26%;以氮、磷计的畜禽粪污土地承载力指数(Ⅰ)均呈逐年递减趋势,且到2020年土地承载力指数以氮计均小于0.7,以磷计均小于0.4,各县、市以氮、磷计的畜禽粪污土地承载力指数除泽普县略有增长以外,其他县、市均呈现下降趋势,塔县畜禽养殖粪污对环境存在污染风险,以氮计除疏附县和叶城县以外,其余9县、市I值均小于0.7;以磷计除塔县以外,其余11县、市Ⅰ值均小于0.7。说明除塔县、疏附县和叶城县以外,其余县、市畜禽养殖粪污均未超载。【结论】喀什地区畜牧业存在较大的发展空间,在不断发展畜牧业的同时也需要以种植业为基础,只有做到种养结合,才能实现畜牧业的绿色、可持续发展。

微生物-微米零价铁工艺的脱氮效果及机理

采用微生物-微米零价铁(mZVI)工艺脱除水中氮。与单独微生物或mZVI工艺相比,微生物-mZVI工艺的脱氮效果最好。在废水pH为7.0、初始硝酸盐氮质量浓度为25.00 mg/L、mZVI投加量为0.20 g/L的条件下,加入驯化好的复合微生物BP350菌液50 mL/L室温下反应5 d,硝酸盐氮去除率达100%,氨氮和亚硝酸盐氮的总生成率为5.00%。ESEM表征结果显示,mZVI在水中为微生物生长提供了附着基质,增大了微生物与废水的接触面积,有效防止了微生物流失。高通量测序结果表明,甲基娇养杆菌属(Methylotenera sp.)作为脱氮优势菌属在微生物-mZVI工艺体系中相对丰度最高,达41.81%,远高于单独微生物工艺体系。mZVI能够协同微生物提升脱氮效果。

基于IPCC方法的新疆畜禽温室气体排放时空分析

在IPCC方法的基础上,对1980-2016年新疆畜禽温室气体排放的时空变化特征进行了研究。结果表明:新疆畜禽温室气体从1980年的1224.01×10^4 tCO2-eq波动升高至2016年的2032.80×10^4 tCO2-eq,增幅为66.08%,年均增长1.41%;畜禽肠道发酵甲烷排放是新疆畜禽温室气体的主要贡献者,占温室气体排放总量的84%,其次是畜禽粪便管理氧化亚氮和甲烷的排放;而主要畜禽温室气体排放以牛和羊为主,其次是马、驴、猪、骆驼和骡;最后通过对2015年新疆畜禽温室气体排放空间变化分析可知,伊犁州直属县(市)温室气体排放量最大,为456.78×10^4 tCO2-eq,而温室气体排放量最小的克拉玛依市仅有4.37×10^4 tCO2-eq,说明新疆畜禽温室气体排放空间差异性较大。

聚合硫酸铁对某纺织服装城废水除磷效果的影响

采用聚合硫酸铁混凝剂对某纺织服装城污水处理厂调节池废水总磷进行处理,并研究聚合硫酸铁浓度、聚丙烯酰胺浓度、pH值、搅拌速度和搅拌时间等反应条件对废水总磷去除率的影响。其结果表明通过优化工艺,具有较高的处理效率,可以将该纺织服装城污水处理厂调节池废水总磷从初始的3.97mg/L降至《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287—2012)规定的排放限值(0.5mg/L)以下。

南疆环境工程专业应用型人才培养的课程改革与实践——以《固体废物处理与处置》课程为例

该文基于南疆经济发展过程中对生态环境的保护需求及对棉花秸秆等生物质固废资源化利用的需求,首先对喀什大学环境工程专业教学背景与现状进行分析,深入探析《固体废弃物处理与处置》课程存在的问题,并对原课程体系进行深入改革。其次根据《固体废物处理与处置》新型课程教学体系,完善以水、气、固废污染控制及环境监测为特色发展方向的教学体系,进一步修订原有的环境工程人才培养方案,以提高学生的工程应用和实践能力。最后结合学生专业理论知识和实践操作技能的掌握情况、用人单位对学生的信息反馈、在固废资源化利用方面做出的成效等综合评判环境工程专业应用型人才培养模式实施效果。

叶尔羌河流域胡杨叶片生理特性和对土壤水盐及pH值的响应

以叶尔羌河流域为研究区,研究了胡杨林下土壤水分、盐分和pH值的空间分布及其对胡杨叶片生理特性的影响.结果表明:叶尔羌河流域胡杨林下0~100 cm的土壤平均含水率以上游最高,下游最低,其中上游土壤含水量随着土壤深度的增加而增加.胡杨林下0~100 cm的土壤盐分以上游最高,中游最低,土壤盐分随着土壤深度的增加均呈递减趋势.0~100 cm的土壤平均pH值以上游最高,下游最低,垂直规律变化不显著.上游胡杨林下各层土壤含水率变异不显著;各层土壤盐分的变异明显;在中游土壤含水率随深度的增加其变异程度加大,随深度的增大,土壤盐分变异程度降低;在下游土壤含水率及盐分变异程度中等.上、中、下游的土壤各层pH值的变异程度均极小.胡杨叶片丙二醛含量及变异系数以下游最高,上游最低,变异程度均较弱;叶片可溶性糖含量以上游最高,下游最低;叶片可溶性糖的变异系数以下游最高,上游最低;叶片脯氨酸含量以中游最高,下游最低;叶片叶绿素含量及变异系数以中游最高,下游最低,变异程度均属于中低水平.胡杨叶片各生理指标与不同深度的土壤水分、盐分及pH值存在一定的相关性,脯氨酸与20~40 cm土壤含盐量之间有显著的负相关关系(P<0.05),脯氨酸与40~60 cm土壤含盐量之间有极显著的负相关关系(P<0.01);丙二醛与0~20 cm土壤含水率之间有极显著的负相关关系(P<0.01);脯氨酸与0~80 cm土壤pH值之间有显著的负相关关系(P<0.05),叶绿素与60~80 cm土壤pH值之间有显著的正相关关系(P<0.05).

磷酸二氢钾和羟基磷灰石对灌淤土壤中重金属的迁移影响

通过模拟灌淤土壤重金属污染,以大蒜盆栽实验对比分析磷酸二氢钾和羟基磷灰石对土壤中重金属Pb、Ni、Cr的迁移影响.结果表明:添加0.8 g·kg^(-1)磷酸二氢钾和羟基磷灰石分别使土壤pH下降14.32%和增加5.31%.磷酸二氢钾和羟基磷灰石均显著提高了土壤中速效磷含量,降低了土壤中Pb、Ni、Cr交换态含量,且羟基磷灰石降低重金属交换态效果比磷酸二氢钾略好.磷酸二氢钾和羟基磷灰石明显降低了大蒜地上、地下部分重金属Pb、Ni、Cr的含量.与对照相比,磷酸二氢钾和羟基磷灰石分别使大蒜地上、地下部分Pb、Ni、Cr最多降低了22.93%、33.49%、26.73%、32.06%、25.88%、33.11%和31.35%、56.74%、30.45%、40.82%、35.59%、61.86%,磷酸二氢钾和羟基磷灰石能有效地稳定土壤中Pb、Ni、Cr,且羟基磷灰石稳定效果比磷酸二氢钾略好.

南疆四地州畜牧业温室气体排放估算及特征分析

在IPCC和《省级温室气体编制指南》的基础上,对南疆四地州1999-2020年畜牧业温室气体排放时间、空间变化、温室气体排放结构以及单位畜牧业产值温室气体排放进行估算并对其变化特征进行分析研究。结果表明:1999-2020年南疆四地州畜牧业温室气体排放总量呈现波动上升趋势,从1999年的675.34×10^(4) t CO_(2)-eq波动升高到2020年的853.86×10^(4) t CO_(2)-eq,增幅为26.43%,2020年畜牧业温室气体排放最高的是喀什地区,其次是阿克苏地区与和田地区,最后是克州,各县、市畜牧业温室气体排放存在明显的区域性差异;畜牧业温室气体主要贡献者是畜禽肠道甲烷发酵,且主要来源于牛和羊的排放;单位畜牧业产值温室气体排放呈现下降趋势,从1999年的25.27 t CO_(2)-eq/10^(4)元下降到2020年的3.00 t CO_(2)-eq/10^(4)元,降幅为88.10%,年均下降9.46%,说明南疆四地州各区域畜牧业逐渐呈现低碳、可持续的发展。

不同结皮覆盖下土壤水盐及肥力特征分析

以新疆喀什市典型的物理结皮、生物结皮和盐结皮土壤为例,在不同结皮覆盖的区域采集不同深度的土壤样品,分析其土壤水分、盐分、有机质和有效氮的含量。结果表明,有结皮覆盖的土壤表层(0~20 cm)含水量均高于没有结皮覆盖下的土壤表层(0~20 cm)含水量,且含水量表现为生物结皮>盐结皮>物理结皮。结皮覆盖下的土壤总盐含量均低于无结皮覆盖的土壤;随着土壤深度的增加,物理结皮覆盖及盐结皮覆盖下的土壤总盐含量均下降,生物结皮覆盖下的土壤总盐含量增加。物理结皮及生物结皮覆盖下的土壤有机质及有效氮含量均随土壤深度增加而下降,且二者的土壤有机质及有效氮含量均大于无结皮覆盖;盐结皮覆盖的土壤有机质及有效氮含量随着土壤深度的增加而增加,且均大于无结皮覆盖土壤。

喀什地区土壤重金属污染评价及来源解析

文中采集喀什地区不同区域共计120个土壤样品,调查了Cd、Cr、Pb、Zn和Cu等5种重金属的含量。以新疆土壤背景值为参比,采用整合分析法、内梅罗综合指数法和潜在生态风险法研究评价了其污染状况;通过ArcMap 10.5表征重金属污染的空间分布特征;利用多元统计分析方法进行重金属的来源解析。结果表明:喀什地区土壤重金属Cd、Cr、Pb、Zn和Cu的平均含量分别为0.604、35.182、27.717、74.060和31.416 mg/kg,其中Cd、Pb、Cu和Zn 4种重金属含量高于新疆土壤背景值,且Cd的富集量较大。内梅罗污染指数和生态风险评估表明,研究区土壤达到重污染等级和中生态危害程度,且各重金属的污染状况依次为Cd>Pb>Cu>Zn、Cr,其中Cd达到重污染等级和较高生态风险程度,其余重金属为轻污染等级、低生态风险程度。多元统计分析表明,喀什地区土壤5种重金属分为3类,类别1为Cd和Zn、类别2为Pb和Cu、类别3为Cr;对应的污染源及其贡献率依次为工业和交通源(32.42%)>人为混合源(25.38%)>自然源(22.22%)。