施用稻壳炭对黄棕壤氮磷淋失及微生物生物量碳氮含量的影响

【目的】为减少农田氮磷淋失,提高土壤肥力,探究高孔隙度的稻壳炭在增强黄棕壤对养分元素吸附的特征。【方法】采用室内土柱淋溶试验,研究不同稻壳炭施用量(质量占比分别为0、1%、4%、8%、12%)条件下,黄棕壤总氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)、磷酸根(PO_4~(3-))及可溶性有机碳(DOC)的淋失变化,并对黄棕壤氮磷养分和土壤微生物生物量的变化进行分析。【结果】随着施用量的增加,稻壳炭对黄棕壤TN、NO_3~--N、NH_4~+-N、DOC淋失的抑制效应增强,最佳施用量为12%时,TN、NO_3~--N、NH_4~+-N及DOC的淋失量与对照相比分别减少了85.41%、85.16%、92.61%、32.02%;随其施用量的增加,稻壳炭对黄棕壤中P淋失的抑制效应不显著,TP和PO_4~(3-)的淋失量反而增加,TN、NO_3~--N、有效磷(AP)及土壤微生物生物量碳氮(SMBC、SMBN)含量增高,而NH_4~+-N含量减少。【结论】稻壳炭可以有效抑制黄棕壤氮素及DOC的淋失,对磷素的淋失抑制效果不显著。     

不同碳源作用下厌氧氨氧化耦合多菌系统脱氮效能

为探究不同碳源对厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌耦合好氧氨氧化菌(AOB)以及ANAMMOX菌耦合短程反硝化菌脱氮性能的影响,在进水NH_4~+-N与NO_2~--N质量浓度比为1.0∶0.6和KHCO3质量浓度为1.25～2.50 g/L的条件下运行系列ANAMMOX耦合AOB血清瓶。研究结果表明:当KHCO_3质量浓度分别为2.00 g/L和2.50 g/L时NH_4~+-N去除率为100%,可积累NO_2~--N质量浓度达12.0 mg/L以上。在进水质量浓度ρ(NH_4~+-N)/ρ(NO_3~--N)为1∶1的条件下运行ANAMMOX耦合短程反硝化序批式反应器(ASBR),第80 min时NH_4~+-N去除率为100%;当进水质量浓度ρ(NH_4~+-N)/ρ(NO_3~--N)为1∶2,COD质量浓度为405.1 mg/L时,最高可积累NO_2~--N质量浓度达82.2 mg/L,第120 min时NH_4~+-N去除率为100%;当ASBR中过量通入NO_3~--N时,可使NO_2~--N的积累时间延长,此时颗粒污泥形态较完整。ANAMMOX耦合短程反硝化菌可利用葡萄糖作为电子供体进行短程反硝化,经过葡萄糖驯化后,NH_4~+-N去除率提高到43.8%。     

污水排海口底泥厌氧氨氧化菌的富集培养与脱氮效果

以污水排海口区域底泥作为接种污泥,采用厌氧序批式反应器(anaerobic sequencing batch reactor,ASBR),利用本地海水调配的模拟含氮污水(盐度约26,NH_4~+-N和NO_2~--N质量浓度均为70 mg·L-1)对沉积物中的厌氧氨氧化菌进行富集驯化培养。在pH值7.5~7.9和温度30℃条件下,经过55 d的富集驯化培养,成功启动了厌氧氨氧化反应器。该反应器运行70 d后达到稳定,对模拟污水中的NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率均达到了98%以上。当模拟污水中的NH_4~+-N和NO_2~--N质量浓度提高到140 mg·L-1时,NH_4~+-N的平均去除率为74.7%,而NO_2~--N的平均去除率仍达到99.2%,此时二者的去除量之比为1∶1.33,非常接近厌氧氨氧化反应的理论化学计量关系。把ASBR运用于实际污水的脱氮处理时,其NH_4~+-N和NO_2~--N的平均去除率分别降为67.0%和85.1%。     

组合人工湿地系统对养殖废水净化效果的研究

采用垂直流和水平潜流人工湿地构成复合型人工湿地系统,对水产养殖废水进行处理,研究该复合型人工湿地系统对污水中TP、TN、NH_4~+-N和NO_2~--N的去除效果。结果表明:TP的去除率为82.45%至99.79%,平均去除率为92.75%;TN的去除率为74.09%至84.63%,平均去除率为79.33%;NH_4~+-N的去除率为35.27%至99.13%,平均去除率为67.84%;NO_2~--N的去除率为53.62%至75.98%,平均去除率为63.38%。该复合型人工湿地系统对TP去除率优于TN,并对重富营养化水体的净化效果优于异常营养化水体。     

新型悬浮填料强化硝化作用试验研究

提出了一种包裹沸石粉与硝化细菌的新型悬浮填料,用于城镇污水厂的强化硝化模拟试验研究,并根据有无沸石粉和硝化细菌设计出3组试验装置.通过监测3组试验装置进出水NH_4~+-N、NO_2~--N和NO_3~--N的浓度变化情况评价新型悬浮填料的强化硝化性能,并结合新型悬浮填料生物膜中的微生物群落多样性来解析其硝化机理.结果表明:相比仅包裹沸石粉或硝化细菌的单一悬浮填料,同时包裹沸石粉和硝化细菌的复合悬浮填料在试验装置中对水体中NH_4~+-N的平均去除率最高(68.3%),且NO_2~--N平均浓度最低(12.62 mg/L)、NO_3~--N平均浓度最高(7.81 mg/L),表明沸石粉和硝化细菌的组合能够明显提升填料的硝化性能,且沸石粉对微生物的硝化过程可能具有促进作用;新型悬浮填料中沸石粉的加入更有利于硝化相关菌属的富集和生长,从而造成微生物物种多样性的降低;用于强化硝化的新型悬浮填料的生物膜中的Nitrosomonas菌属占绝对优势,从而为体系中NH_4~+-N的转化提供有力保障,而填料中沸石粉的引入能够进一步促进Nitrospira菌属比例的提高,从而减少体系中NO_2~--N积累的可能性.本研究旨在为该填料的工程化应用提供依据和参数.     

不同土地利用类型土壤动物对土壤氮矿化季节变化的影响

以苏北沿海地区3种土地利用类型(杨树人工林、农田、杨农复合林)为研究对象,通过设置不同驱除土壤动物处理(撒萘驱除所有土壤动物、撒噻唑磷驱除土壤线虫、未驱除即对照),采用顶盖埋管法测定土壤矿质N含量及净N矿化速率,研究土壤动物对N矿化季节变化的影响。结果表明:1不同土地利用类型土壤NH_4~+-N、NO_3~--N、土壤总矿化N(TMN)含量均呈显著的季节变化(P0.05),驱除线虫和所有土壤动物显著降低了不同季节的土壤NH+4-N、NO_3~--N和TMN含量,但并没有改变它们的季节变化基本趋势。3种土地利用类型土壤NH_4~+-N含量的季节变化均表现为夏秋春冬;对于NO_3~--N和TMN含量的季节变化,杨树林和杨农复合林均表现为夏秋春冬,而农田则表现为秋夏春冬;2不同土地利用类型净N矿化速率季节差异显著(P0.05),杨树林和农田的净N矿化速率最大值出现在秋季(分别为0.25、0.29 mg/(kg·d)),杨农复合林净N矿化速率最大值出现在夏季(0.45 mg/(kg·d))。驱除线虫和驱除所有土壤动物显著降低了所有土壤利用类型春、夏、秋季的土壤净N矿化速率(P0.05),而未改变杨农复合林净N矿化速率的季节变化趋势。驱除所有土壤动物改变了杨树林和农田的净N矿化速率的季节变化趋势,杨树林和农田驱除所有土壤动物的季节变化表现为夏秋春冬,而对照表现为秋夏春冬。重复测量方差分析表明,季节和驱除土壤动物处理对净N矿化速率有显著的交互作用(P0.01),表明驱除土壤动物可能会影响净N矿化速率的季节变化。     

近海养殖水体硝化作用动力学研究

采集近海养殖水体在实验室进行无机氮(NH_4~+-N,NO_3~--N,NO_2~--N)的连续测定,并设定不同温度进行培养,研究水体的硝化作用动力学.结果表明,硝化作用属于连串反应;近海养殖水体中的硝化作用、以及其亚硝化、硝化的分步反应均符合一级反应动力学.总反应速率受亚硝化的影响较大.硝化作用反应速率常数、以及亚硝化、硝化的分步反应速率常数均随温度升高而增大.温度越高,NH_4~+的残留率越低,水体中的硝化作用以动力学控制为主.实验还测得该水体的活化能为7.363×10~4J·mol~(-1),硝化作用速率方程为,温度系数Q_(1)为3.02.     

解磷菌的筛选及培养基成分对解磷能力的影响

解磷菌能使土壤中难溶性或不溶性的磷转化为可被植物吸收利用的有效磷,从而提高土壤中磷的利用率.从山东夏玉米根际土壤中筛选出1株高效的解磷菌TCCC150015,经过形态学、生理生化实验、16S r DNA序列同源性比对及系统发育树的分析,确定为分散泛菌(Pantoea dispersa).以不同浓度的碳源、氮源、NaCl及pH配制培养基,研究其对分散泛菌TCCC150015解磷能力的影响.结果表明:以葡萄糖为唯一碳源时分散泛菌TCCC150015表现出最强的解磷效果,可溶性磷含量达254.10,mg/L,是对照组的24.42倍.同时研究发现,当以NH_4~+-N和NO_3~--N分别作为氮源时,可溶性磷含量分别为258.25、248.48,mg/L,显著高于以NH_4~+-N和NO_3~--N共同作为氮源的可溶性磷含量,分别是其3.56倍、3.43倍;此外,实验发现,培养基初始NaCl质量分数和p H对分散泛菌TCCC150015的解磷能力影响比较显著(P0.05).     

酚酸类化感物质对杨树人工林土壤硝化作用的影响

以连作I-107杨树(Populus×euramericana‘Neva’)人工林一代林非根际土为实验材料,采用室内培养的方法,在梯度酚酸浓度环境下,通过向土壤中施加铵态氮,分析酚酸浓度对硝化过程中NO_3-N和NH4-N的影响,采用NO_3-N和NH4-N的硝化作用动力方程模型,以阐明酚酸对土壤氮素循环的影响。研究结果表明:随着酚酸浓度的增加,NO_3-N的累积渐近值、NH4-N的消耗渐近值均逐渐减小;NO_3-N增加的最大速率逐渐减小,而NH_4-N消耗的最大速率并没有显著差异;NO_3-N增加和NH_4-N减少达到最大速率的时间均显滞后现象;土壤pH升高幅度逐渐增大,硝化回收率逐渐减小;对土壤硝化能力的抑制性加强。     

填料对厌氧化装置启动的影响研究

目的研究不同的填料对厌氧氨氧化装置启动的影响,选出最有利于厌氧氨氧化反应启动的填料,解决厌氧氨氧化装置启动时间过长的问题.方法取三套生物反应器厌氧氨氧化装置,分别填入弹性填料、火山岩、陶粒3种不同填料,均接种沈阳某污水厂二沉池污泥,自配模拟废水,装置水体温度为(35±1)℃,调节pH值为7.8~8.2.结果经150 d的运行调试,三套厌氧氨氧化装置均启动成功.其中弹性填料装置经过149 d的运行,NH_4~+-N与NO_2~--N的去除率均达到91%和90%;火山岩填料装置经129 d的运行,NH_4~+-N与NO_2~--N的去除率达到96%和97%;陶粒填料装置经过135 d的运行,NH_4~+-N与NO_2~--N的去除率达到93%和94%.结论火山岩和陶粒两种填料与弹性填料相比,具有装置启动时间较短,去除率相对高等优势.     

不同氮肥对不结球白菜生长及品质的影响

为确定氮肥对不结球白菜生长及品质的作用效果,采用室内盆栽的方式,以不施用任何氮肥为ck,研究了施用CO(NH2)2,NH4HCO3,(NH4)2SO4,NH4Cl,NH4NO3等氮肥对不结球白菜生长状况及品质作用效果的影响。结果表明:与ck比较,施用氮肥使不结球白菜的鲜重、叶绿素含量、硝酸盐含量、氨基酸态氮含量均有所增加;使Vc含量、可溶性固形物含量有所降低。其中,施用(NH4)2SO4能显著提高不结球白菜鲜重和叶绿素的含量;施用NH4NO3显著提高不结球白菜的硝酸盐含量,并使不结球白菜的Vc含量降低得最少;施用CO(NH2)2使不结球白菜的可溶性固形物含量降低的最少;施用NH4Cl对不结球白菜的氨基酸态氮含量影响最大。     

微生物菌剂对城市污泥堆肥过程中氮素转化的影响研究

以稻草、木屑为填充料,分别添加EM原露、腐秆灵、金宝贝生物发酵剂、阿姆斯生物发酵剂和纤维素分解菌5种微生物菌剂,采用人工翻堆好氧堆肥工艺,进行城市污泥堆肥试验,通过测定堆肥过程中温度、pH值及NH_4~+-N、NO_3~--N和总氮含量,研究了5种微生物菌剂对城市污泥堆肥进程及氮素转化的影响,结果表明:添加微生物菌剂后堆体达到高温期和最高温度的时间较对照提前了1～2 d,降温阶段的降温速率提高了0.54～0.74℃/d,达到室温时间提前了5～6 d;各堆体50℃以上均保持了7 d以上,满足堆肥卫生学指标.添加微生物菌剂能促进有机氮的分解,促进硝化细菌的生长,有利于NH_4~+-N向NO_3~--N的转化和堆肥的腐熟进程.由于添加微生物菌剂提高了堆体升温速率、延长了高温期的维持时间和增加了堆体的pH值,导致更多的氮素损失.堆肥结束时,堆体氮含量降低39.8%～44.8%,较未添加微生物菌剂的堆体降低量多9.8%～14.8%.综合各项指标,金宝贝生物发酵剂和阿姆斯生物发酵剂具有较好的应用前景.     

水产养殖水体好氧同时硝化-反硝化脱氮的研究

利用筛选和分离的7株脱氮微生物，在好氧条件下将氨氮转化为亚硝酸氮，随即在好氧反硝化茵的作用下还原为氮气排放．将上述菌株固定在PVA凝胶膜中，研究了水产养殖水体中氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮在PVA凝胶膜中的扩散性能和转化脱氮过程，结果表明，氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮在PVA浓度为15％，细胞浓度为40g／L凝胶膜中，扩散系数分别为0．55m^2／s，0．46m^2／s，0．45m^2／s．整个生物脱氮过程历时较短，36h内对200mg／L的氨氮去除率达99％，而且无中间产物亚硝酸氮的积累，固定化微生物生长的适宜pH范围为7～9，最适温度为30℃；与游离的硝化细菌和反硝化细菌相比，固定化硝化茵是游离硝化茵对氨氧化速率的70％，固定化反硝化茵是游离反硝化茵对亚硝酸氮还原速率的74％．经过20d的连续处理，固定化微生物的稳定性远大于游离微生物，28d后，游离微生物在反应器内的浓度几乎为零，而固定化微生物的浓度和活性几乎不变．     

钼酸铵浸种对不同氮源下鲜食油菜产量、品质及对氮磷钾吸收的影响

采用盆栽试验,研究了不同氮源条件下,钼酸铵浸种对油菜产量、品质及氮磷钾(NPK)吸收的影响。结果表明:NH4NO3+Mo对提高鲜食油菜的鲜重和干重具有显著作用;NH4Cl+Mo对油菜Vc含量和叶绿素含量具有显著的提高作用,NH4NO3和(NH4)2SO4与钼配施效果不及NH4Cl。同一时期内的油菜植株Vc含量与叶绿素含量呈正相关;在NPK的吸收方面,不同种类氮肥的阴、阳离子与钼互作效应不同,硝酸铵与钼配施时,钼与NPK均表现协同作用,而NH4Cl和(NH4)2SO4与钼配施时,钼与氮、磷表现协同作用,而钼与钾表现拮抗作用。     

榆中旱地施用氮、磷肥对春小麦生长和产量的效应

在干旱山区瘠薄的旱地上进行春小麦施用氮、磷化肥对其产量影响的研究.结果表明,在施用磷肥的基础上分别施用硝酸铵、碳酸氢铵、尿素和磷酸氢二铵对春小麦的生长和产量的增产效应非常显著.     

石灰性土壤对氮肥吸持力实验方法改进的实践

将先进仪器应用于实验教学之中,用连续流动分析仪测定土壤对氮素的吸附平衡液中NO3--N、NH4 -N,不但避免了以往用传统方法超学时严重,实验结果偏离真值的现象,同时,使学生扩大眼界,增强了创新意识,并使所学知识得到综合运用。     

再生水工艺中曝气生物滤池的启动特性

对再生水工艺中曝气生物滤池的启动进行了试验研究,试验结果显示。启动8天后,滤柱出水的COD稳定在40 mg/L,去除率为60%;16天后,氨氮去除率稳定在54%左右:滤池出水水质可达到市政杂用水要求。     

不同模式对虾养殖水体中硝酸盐和亚硝酸盐的变化特征及其影响因素

于2001年10月15～19日在广西海洋研究所曲湾养殖基地,选择养殖南美白对虾(Penaeus vannamei)的8个封闭式的工厂化养殖池和4个开放式的水泥底普通养殖池,连续5d取样分析不同模式、不同密度、不同面积养殖水体中硝酸盐和亚硝酸盐的变化及其与环境因子之间的关系。结果表明,工厂化养殖水体中,硝酸盐和亚硝酸盐含量显著偏高,平均值分别为11．31mg／L和4．70mg／L;硝酸盐和亚硝酸盐含量随时间增加而升高,随养殖面积增大而下降。普通养殖水体中,硝酸盐和亚硝酸盐含量显著偏低,平均值分别为0．017mg／L和0．060mg／L,硝酸盐和亚硝酸盐含量在时间变化上无明显规律性。养殖水体中硝酸盐和亚硝酸盐含量与COD呈显著的正相关,与叶绿素a含量呈显著负相关关系,突出体现化学作用的输入影响及生物吸收的输出影响。     

净化槽水质改善与植物生理日变化关系的研究

试验设定曝气和非曝气的两组工况植物净化槽,在一天中不同时间点测定净化槽的出水水质及植物根组织过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性与叶片可溶性蛋白(SP)、叶绿素(Chla)含量.分析了污染物去除与植物(睡莲)生理特性日变化的相关性及曝气对水质净化及植物生理的影响机制.结果表明:两组工况净化槽内植物生理特性与水质理化指标均在一定程度上受到光强变化的影响,植物根组织POD,CAT活性及叶片Chla,SP含量与净化槽DO浓度,CODCr,NH4+-N和TP去除率间呈正相关;曝气对植物根组织POD,CAT活性及叶片SP,Chla含量影响显著;曝气净化槽的出水DO浓度,CODCr,NH4+-N和TP去除率分别高出非曝气净化槽2.54mg/L,21.0%,16.6%和14.1%.     

单扫描极谱法测定硝酸根

在Kcl--Hcl、NH_4cl介质,PH约为3的溶液中,硝酸根被锌还原为亚硝酸根,再用单扫描极谱法测定亚硝酸根与二苯胺形成的化合物。在硝酸根的浓度为6.4×10~-7～2.6×10~-5M的范围内与极谱波高有良好的线性关系,检出限为13PP~ b。测定2.8PP~m硝酸根的水样时相对标准偏差为2.5％,百分回收率为96.3～101.0％,可见此方法准确可靠。