乌达煤田尘土汞溯源分析

本文采用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICPMS)分析了乌达煤田9号火区的不同煤层煤、落尘和地表土汞同位素比值,以探讨煤火区地表汞的可能来源煤层。结果表明,煤、落尘和地表土δ^(202)Hg均值分别为-1.98‰、-1.30‰、-1.26‰,皆具明显偏负特征;地表汞Δ^(199)Hg、Δ^(201)Hg值也显示了偏负异常,如落尘分别为-0.13‰、-0.11‰,地表土分别为-0.11‰、-0.10‰。对比分析汞同位素组成特征,尘土δ^(200)Hg、δ^(202)Hg、Δ^(200)Hg值均介于9号煤层与10号煤层之间,趋于9号煤且偏负,表明9号火区尘土汞主要来源于9号煤层,而非10号煤层。尘土δ^(202)Hg值较9号煤显示明显偏负现象是煤燃烧和加热过程中动力分馏效应及地质层析效应的综合结果。汞同位素可有效判别煤火区地表汞来源煤层,添加汞同位素分析可有利于提高地下煤火监测效果。

逐年全量秸秆炭化还田对水稻产量和土壤养分的影响

为探究逐年全量秸秆生物质炭化还田模式对水稻产量及土壤养分的影响,在浙北一处中产单季稻田连续开展4年(2013—2016)的田间试验。试验包含三个处理:CK:对照(无任何水稻秸秆或生物质炭还田);RS:水稻秸秆全量还田(8 t·hm^(-2)·a^(-1));RSB:全量水稻秸秆炭化还田(2.8 t·hm^(-2)·a^(-1))。收获期测定水稻株高、籽粒产量、土壤pH、阳离子交换量(CEC)、总碳(TC)、总氮(TN)、有效态营养元素P、K、Ca、Mg、Zn、Al、Fe和Mn含量,并在此基础上探究全量秸秆炭化还田对水稻产量和土壤养分的影响机制。结果表明:RSB能显著提高水稻株高和籽粒产量(P<0.05),且增幅大于RS;RSB能明显提高土壤TC、TN、有效态P、K、Ca、Mg含量,降低过量有效态Al、Fe、Mn含量;RSB对土壤养分的提高更大程度上是由于秸秆生物质炭间接增强了土壤C、N元素及速效养分的累积;RSB增产的关键因素是土壤TC、TN、有效态K、Mg含量的提高以及有效态Al含量的降低。逐年全量秸秆生物质炭化还田持续增产增肥效果显著,是稻田生态系统极具潜力的秸秆资源利用模式。

淹水条件下外源含硫有机物对稻田土壤铜形态转化的影响

含硫有机化合物是水稻典型根系分泌物之一,土壤重金属具有优先与含硫有机官能团结合的趋势,研究含硫有机化合物对重金属铜的形态转化及生物有效性的影响可深入了解土壤铜的生物地球化学循环过程。通过室内淹水模拟实验,研究两种典型含硫有机化合物(半胱氨酸和甲硫氨酸)对铜形态转化的影响及其作用机制,以不添加任何含硫有机物的土壤作为对照,设置半胱氨酸(50、100 mg?kg^(-1))、甲硫氨酸(50、100 mg?kg^(-1))4个处理,保持5 cm左右的淹水层28 d,分别在淹水7、14、21、28d采集土壤样品,分析土壤理化性质及土壤中铜的化学形态。结果表明:随着淹水时间的延长,土壤pH先降低后升高,但含硫有机物的施加对pH影响不显著。淹水21 d后,施加含硫有机物提高了土壤CaCl_2提取态铜含量,而降低DTPA提取态铜含量,然而,淹水28 d后,DTPA提取态铜含量升高。同步辐射X射线近边吸收谱学(XANES)表明,淹水21d后,土壤铜的主要化学形态由缬氨酸铜、针铁矿铜及硫化亚铜组成,半胱氨酸和甲硫氨酸处理组中土壤缬氨酸铜类化合物占比分别增大15.9%和8.5%,与此同时针铁矿结合态铜占比分别降低19.3%和11.4%,且铜主要与缬氨酸的-NH_2结合。

污水处理好氧颗粒污泥生产运行中的结构与稳定性

在过去的20多年里,好氧颗粒污泥(AeGS)技术在污水生物处理领域得到广泛研究和实际应用.目前,国内外已在AeGS形成机制、工艺参数优化、功能菌群解析、微生物代谢分泌强化等方面取得了研究进展,尤其在揭示颗粒化机理和加速颗粒化过程上成果显著,基于AeGS形成过程的四步理论和三大假说,已能实现AeGS在30 d甚至更短期内的快速培养.但是,实际生产运行中颗粒易失稳的问题始终未得到解决,成为AeGS工艺工程应用长期稳定运行的主要技术瓶颈.围绕AeGS生产运行过程中结构失稳及其影响因素进行了文献考察,从传质阻力、优势微生物结构和功能、EPS分泌与组成、颗粒内聚力等方面开展分析与讨论,总结了强化颗粒结构稳定的主控因子,包括颗粒粒径控制、功能菌群结构优化(通过慢速生长微生物富集、丝状菌及内核厌氧菌抑制)、EPS分泌特性调控、群体感应调控和颗粒内核外源强化(通过添加金属离子、成核剂,接种颗粒污泥或EPS),以期为AeGS工艺实际生产应用的长期稳定运行提供有效的调控策略.未来有必要结合表位表征技术、先进的分子生物学工具以及新型生物化学和生物物理学方法,深入挖掘颗粒失稳诱因和机理,为维持AeGS长期结构稳定指明方向.

全规模原水生物膜预处理系统细菌结构特征

生物膜工艺因其处理成本低、运行性能高和二次污染少等优点,近年来常作为预处理工艺逐渐应用于污染原水净化,其生物膜菌群结构受到多种因素制约并影响系统去污性能.定期收集浙江某全规模原水预处理生物曝气池的生物膜样品,分析其菌群时空变化特征.结果表明,在原水生物膜预处理工艺中,生物膜菌群结构受运行时间和系统位置变化的影响较为明显.系统启动初期生物膜菌群多样性指数较低,随着系统运行逐渐增加,生物膜主要菌群为Proteobacteria、Bacteroidetes、Planctomycetes、Firmicutes、Actinobacteria、Verrucomicrobia、Acidobacteria和Gemmatimonadetes,其中Proteobacteria占优势地位.值得注意的是,原水生物膜预处理工艺生物膜生长有一定比例的蓝藻和病原菌,但其相对丰度较低.综合分析认为,原水生物膜预处理系统运行过程中有机物和氮素的去除由多种菌群相互作用共同完成.(图6表4参28)