Methane oxidation kinetics of bio-cover sewage sludge modified by coal ash for landfill

在实验室模拟条件下,以粉煤灰改性污泥为垃圾填埋场生物覆盖材料,分析了初始甲烷浓度、初始氧气浓度对甲烷氧化效率的影响,并测定了甲烷氧化动力学方程及动力学参数,旨在为材料实际工程应用提供理论依据.结果表明:初始CH4、O2浓度制约生物覆盖材料的甲烷氧化效率,初始CH4、O2浓度越高,材料甲烷氧化能力越强;甲烷氧化过程符合2级动力学方程-dV(CH4)/dt=kV(CH4)V(O2);利用Michaelis-Menten模型得出覆盖层材料的最大氧化速率Vmax为2.54 μmol g-1h-1,半速常数Km为0.49 μmol.     

氮素形态对小麦幼苗生长及根系生理特性的影响

在水培条件下分别施用铵态氮、硝态氮、酰胺态氮及20%铵态氮+80%酰胺态氮,研究了3种氮素形态4种处理对小麦苗期生长、根系生理特性及氮素积累的影响。研究结果表明:氮素形态对小麦幼苗生长有显著的影响,在硝态氮处理下,小麦叶重、总生物量最高,日增重高于铵态氮34.5%;硝态氮肥可以提高根干重和根冠比,并可提高根系中的可溶性糖、硝酸还原酶(NRA)活性,氮素吸收效率和偏生产率最高。较好地印证了在水培条件下,小麦喜好硝态氮营养,硝态氮的增效优于其他氮素形态,混合氮源次之,铵态氮略高于酰胺态氮,但两者差异不显著。     

硝态氮和铵态氮对翠菊根系生长的影响

本试验在温室内营养液培养条件下,研究不同浓度的氮(NO3-:1,10,30mmol·L-1;NH4+:1,5,10mmol·L-1)和不同形态的氮(NH4+和NO3-)分别进行处理20和44d后对翠菊植株、根系形态和根系生物量的影响.以验证以下2个科学假设:1)20d处理,随着硝态氮和铵态氮浓度升高,根系长度、根系体积、根系表面积和根生物量分别有下降趋势;2)44d处理,随着硝态氮和铵态氮浓度升高,根系长度、根系体积、根系表面积和根生物量分别显著下降(p<0.01).结果显示:随着处理时间的增长,硝态氮处理,根系长度、表面积、体积、根系干质量随浓度升高显著下降(p<0.01),但根冠比和根系直径没有显著变化;铵态氮处理结果与之相同;相同浓度处理下,尤其是10mmol·L-1的铵态氮对根系抑制作用显著比硝态氮强(p<0.01).上述结果表明,翠菊对不同浓度氮和不同形态氮的适应性表现为根系形态和生长发育的变化.     

甜玉米对氮素的吸收

采用"银皇后"以氮--50％硝态氮、50％铵态氮的比率!在溶液中栽培生长,从而确定甜玉米生长周期中对氮素吸收的数量和氮素需要的时期。硝态氮和铵态氮的吸收作用同玉米的抽雄时期相类似。当抽雄时期,硝态氮比铵态氮吸收的比率较大。然而,当果穗形成期,铵态氮比硝态氮吸收的比率较高。当抽雄--果穗形成期氮的吸收占整个生长周期总计氮素吸收的60％时,进行氮素需要的估价。这些结果表明,采用"银皇后"由于氮素吸收相关比率和特殊生长时期,施用氮素化肥能够获得较大的效应。     

华北平原4种主要农作物非根际和根际土壤活性碳氮和酶活性特征

以两种豆科作物(大豆和花生)和两种非豆科作物(玉米和甘薯)为研究对象,对比研究不同作物非根际土和根际土无机氮、微生物量碳氮含量及与活性碳氮转化有关的酶活性的季节变化特征.结果表明:不同生长期内豆科作物根际土铵态氮和硝态氮含量显著高于非豆科作物;玉米生长季内非根际土硝态氮含量显著高于根际土,其他3种作物非根际土硝态氮含量小于根际土;4种作物根际土微生物量碳(MBC)含量显著高于非根际土,根际土微生物量氮(MBN)在苗期显著高于非根际土;作物非根际土铵态氮与硝态氮和蔗糖酶存在显著负相关关系;非根际土硝态氮与蔗糖酶、脲酶和β-葡萄糖苷酶活性存在显著正相关关系;根际土铵态氮和硝态氮与MBC,MBN、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶都存在显著正相关关系.     

初始 pH 值对废水反硝化脱氮的影响

为探讨pH值对硝态氮反硝化体系的影响,设定初始pH范围为4～10,对反硝化过程中NO3－‐N、NO2－‐N、TN、TOC和△TOC／△TN的变化规律、反硝化动力学以及抑制机理进行研究．结果发现：最适宜的反硝化pH值为8,过酸过碱都不利于反硝化过程的进行．在pH＝8时,反应时间最短,硝态氮的去除率为99．4％,TN的降解率为95．5％．亚硝态氮积累量在pH＜7时小于1mg／L;pH＞7时,随pH的增大而增大,最大积累率为22％．硝态氮比反硝化速率在pH＝8时最大,为2．52mgNO－x‐N／（gMLVSS·h）;亚硝态氮比反硝化速率在pH＝7时最大,为1．66mgNO－x‐N／（gMLVSS·h）．因此,反硝化最佳的pH值为7～8．     

不同氮源处理对红松苗木根际pH及养分有效性的影响

用根垫法研究了不同形态氮源对红松苗木根际pH及养分有效性的影响。结果表明,铵态氮处理使根际pH降低,硝态氮处理使根际pH升高。pH变化的方向与幅度主要取决于氮源及其浓度,且在同一浓度时铵态氮处理使根际pH下降的幅度大于硝态氮处理使根际pH升高的幅度。受根际pH变化的影响,铵态氮处理使苗木根际微量元素Fe、Mn、Cu、Zn的有效性增加,硝态氮处理则使根际Fe、Mn、Cu、Zn的有效性降低,而两种氮源处理对根际Ca、Mg有效性的影响均不大。     

氮源对杜鹃花菌根真菌氮吸收及硝酸还原酶活性的影响

采用菌丝干重法、半微量凯氏定氮法和磺胺比色法分别测定了HD19、ZT13和D1 3个树粉孢属杜鹃花菌根真菌菌株在铵态氮、硝态氮和有机氮培养基中的生物量、含氮量和硝酸还原酶活性。结果表明:3个菌株在3种氮源培养基中生长良好,而且无机氮培养基中菌株生物量和氮吸收量均显著高于有机氮培养基; 其中菌株HD19在硝态氮培养基中氮吸收量显著高于铵态氮,而菌株ZT13和D1在铵态氮培养基中氮吸收量较高; 菌株在硝态氮培养基中硝酸还原酶活性均较高,说明树粉孢属杜鹃花菌根真菌不仅具有较好的利用硝态氮的能力,还可以吸收利用其他形态的氮源,外源硝态氮可以诱导该类真菌硝酸还原酶活性的提高。     

贵州喀斯特地区植被修复对土壤氮素的影响

喀斯特地区正开展一系列的生态恢复工程措施,研究生态修复过程与土壤氮循环过程的交互作用对喀斯特地区生态系统植被修复具有重要的科学意义。本研究以贵州草海保护区不同地貌(非喀斯特、喀斯特及植被修复)为研究对象,采用时空互代法研究地貌环境对土壤氮组分(全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮)分布特征的影响,并分析它们与土壤理化因子之间的关系。结果表明：(1)非喀斯特样带氮含量与喀斯特样带对比,前者土壤氮素累积呈现向上富集的规律,在土壤表层呈表聚现象,土壤硝态氮和铵态氮含量均高于喀斯特样带,铵态氮占无机氮主要部分;(2)喀斯特样带由于地质条件、植被覆盖度低、凋落物归还量少和土壤侵蚀导致活性有机碳较低,进而影响土壤氮素累积;植被恢复初始阶段,土壤中氮素供应强度会得到改善,土壤硝化和氨化速率均有显著提升,土壤侵蚀作用减弱,土壤对养分的固持能力加强,进而土壤硝态氮和铵态氮含量显著高于喀斯特样带。     

氮肥形态对冬小麦干物质积累与产量的影响

采用不施氮(对照)、施用等氮量的铵态氮(硫酸铵,AS)、硝态氮(硝酸钠,SN)和2∶1的硝态氨、铵态氮(SN与AS质量比为2∶1)处理,同时在洛阳3个试验点上进行了田间试验,研究了铵、硝态氮对冬小麦干物质累积量﹑产量构成因素及产量的影响。研究结果表明:施肥处理平均比对照组干物质累积量增加36.2%,单施硝态氮干物质累积量最大,硝态氮比铵态氮处理成熟期增加6.5%。硝态氨、铵态配合次于硝态氮而高于铵态氮。氮肥形态主要影响小麦产量构成三因素中的穗数。单施硝态氮穗数、穗粒数和粒重分别比对照组增加15.6%3.6%和5.4%;比施用铵态氮肥穗数增加6.1%。硝态氨、铵态氮配合效果次之。氮肥形态对小麦地上部分生物量、产量构成因素的显著作用最终影响了籽粒产量:施用硝态氮肥比对照组平均增产21.1%,比铵态氮增产9.2%;硝态氨、铵态氮配合比对照增产13.1%。     

硝态氮、氨态氮与三峡库湾水体富营养关系探析

以三峡库区瀼渡河库湾为研究对象,连续五年逐月监测水体硝态氮、氨态氮、叶绿素a浓度.采用spearman秩相关系数法分析水体富营养化与硝态氮、氨态氮的关系,结果显示硝态氮与富营养化呈负相关,氨态氮则与富营养化无显著意义,由此表明三峡库区支流库湾水体硝态氮是藻类等浮游植物繁殖吸收的主要价态氮.     

几种植物浮床的水质净化及水华防治效率

分别构建香根草Vetiveria zizanioides、黄菖蒲Iris pseudacorus、西芹Apium graveolens浮床及其不同组合的植物浮床,并在水体中加入6种不同种类的浮游植物及一种水生动物-斑马鱼Danio rerio,研究不同浮床系统对水质的净化效应及其对水生生物的影响。结果显示三种植物在浮床上能健康生长,其生物量、株高和根长均明显增加,且香根草和黄菖蒲的长势优于西芹。植物浮床均能有效防止水体的中化学需氧量(CODMn)的上升,但各生态浮床植物之间无显著性差异;植物浮床能显著去除水体中的氮(N)、磷(P)营养盐,其中,香根草的去除效果最好,而西芹的效果相对较差。总体而言,在系统中添加斑马鱼能在一定程度上提高浮床系统对水体的净化功能。香根草浮床能显著抑制水体中浮游植物的生长,相对而言其他类型的植物浮床对浮游植物的抑制能力较弱或无显著影响,且不同种类浮游藻类对植物浮床的敏感度不同。香根草和黄菖蒲对生态浮床系统中斑马鱼的生物量具有促进作用,香根草的促进作用大于黄菖蒲。综上所述,香根草是一种优良的浮床植物,可广泛用于水体净化及水华防治,而黄菖蒲可用于城市景观水体的净化。     

宽垄沟灌肥液入渗水氮运移特性分析及数值模拟

为研究宽垄沟灌肥液(硝酸铵)入渗过程中水氮运移特性，利用HYDRUS-2D模型对不同肥液浓度条件下土壤水力特性参数和溶质运移参数进行数值反演，模拟不同含水率、肥液浓度条件下的水氮运移.结果表明：运用数值反演方法得出的参数具有较高的准确性，可以使用HYDRUS-2D模型模拟沟灌水氮运移；硝态氮易随水分运动、铵态氮更易被土壤吸附；累积入渗量、湿润锋运移距离在肥液浓度为600mg·L^-1时相较于300mg·L^-1时分别增加了7.51%和3.98%,在肥液浓度为900mg·L^-1时相较于300mg·L^-1时分别增加了14.36%和9.6%;硝态氮、铵态氮质量分数在肥液浓度为600mg·L^-1时相较于300mg·L^-1时分别增加了101.6%和84.62%,在肥液浓度为900mg·L^-1时相较于300mg·L^-1时分别增加了224.7%和176.71%;土壤中硝态氮、铵态氮经过5d再分布后，浅层土壤中的硝态氮、铵态氮质量分...     

稻虾共作模式下水体及土壤氮磷变化特征研究

稻虾共作模式是一种新型的生态种养模式,研究不同生长阶段水体及土壤氮磷含量的变化特征对农业面源污染防治具有指导意义.以江西省新建恒湖垦殖场稻虾基地为研究对象,分别于不同生长期采集灌溉水、田间水、排水及土壤,检测3类水体及土壤中的硝态氮、铵态氮、总氮及总磷的含量.结果表明:水体中氮磷等物质均为排水>田间水>灌溉水,铵态氮及硝态氮在抽穗期及灌浆期远高于其他生长期,总氮在整个生长周期中变化不大,总磷为逐渐上升;土壤中硝态氮在分蘖期及成熟期最大,土壤全氮在成熟期最大,土壤铵态氮及全磷变化不明显.可见,应针对不同生长期合理施肥,在抽穗期及灌浆期减少肥料的投入,同时加强农田排水氮磷的防控.     

降水变化对樟子松人工林土壤无机氮和净氮矿化速率的影响

在北京大学地球环境与生态系统塞罕坝实验站的樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林内, 采用野外降水控制实验和顶盖埋管法, 在生长季内分0~5, 5~10, 10~20和20~30 cm 4层, 研究穿透雨增加或减少30%对土壤无机氮(铵态氮与硝态氮之和)及净氮矿化速率的影响。结果表明, 樟子松人工林地下0~30 cm无机氮含量为6.70±2.31 mg/kg, 其中铵态氮5.59± 1.78 mg/kg, 硝态氮1.11±0.77 mg/kg。不同土壤深度的无机氮含量无显著差异, 3种穿透雨处理间的土壤铵态氮和无机氮含量无显著差异, 增雨处理的硝态氮含量显著低于对照。0~30 cm的土壤净氮矿化速率为?0.24 (?6.65~10.24) mg/(kg?30d)。穿透雨处理和土壤深度对净氨化速率无显著影响, 0~5 cm的净硝化速率和净氮矿化速率显著高于其余3层, 增雨和减雨处理的净硝化速率和净氮矿化速率显著高于对照。研究结果说明降水变化对土壤铵态氮及氨化作用的影响弱于对硝态氮及硝化作用的影响, 这有助于更准确地评估降水变化对人工林生态系统服务功能和氮素生物地球化学循环过程的影响。     

高等植物氮素转运蛋白研究进展

土壤中植物所利用的主要外源氮素形态是硝态氮和铵态氮,NRT,AMT转运蛋白分别介导它们在植物根系的吸收及体内的运输,氨基酸、酰脲和多肽类等有机态氮也可在相应的转运蛋白的作用下被植物吸收利用.本文概述了近年来在硝态氮、铵态氮及有机氮素转运蛋白生物学功能与调控及其与植物氮营养等方面的最新研究进展,并对今后关于氮素转运蛋白研究的方向做了展望.     

生态护坡植物对水质的影响研究

通过模拟植物在流动河水中的生长,测定护坡植物对水中有机物、氮、磷等污染物的吸收作用,分析不同植物的净化效果,优选出合适的护坡植物。结果表明,香根草的COD去除率和TN去除率均最高,狗牙根的TP去除率最高。综合来看,香根草的水质净化效果最好,狗牙根和麦冬的水质净化效果次之。     

丛枝菌根真菌对氮素的吸收作用和机制

丛枝菌根真菌可以与绝大多数陆生植物共生,它可以吸收铵态氮、硝态氮、一些氨基酸和一些复杂的有机氮素,吸收的氮素在根外菌丝中转化成精氨酸,并以这种形式运输到根内菌丝,在根内菌丝和根细胞界面,精氨酸再进一步转化为NH4^＋后转移到宿主植物体,参与植物氮素代谢,而转移的氮量及对宿主植物氮营养的贡献与宿主植物、真菌以及基质养分和水分条件有关．     

氮负荷对烟气脱硫脱硝废水反硝化过程的影响

依据烟气脱硫脱硝废水的主要特征配制模拟废水,研究不同硝态氮负荷对该废水反硝化过程中C和N的变化规律及脱氮效果的影响．间歇式批次实验结果表明：氮负荷为50～400 mg/L时,经过12 h后硝态氮去除率达到95％以上,反应过程中有10％～20％硝态氮转化为亚硝态氮．随着氮负荷的增加,T OC的消耗量也在增加,但降解率逐渐减小,去除每毫克硝态氮所需TOC依次为5．40、4．03、3．15、2．96、2．88、2．32和1．9 mg ． TN的去除包括硝态氮、亚硝态氮和部分有机氮的去除,亚硝态氮完全去除时TN也基本去除．反应结束时,不同氮负荷下所需的△TOC/△TN为1．9～4．0．氮负荷从50 mg/L增加至400 mg/L ,容积反硝化速率由2．73 mg NO－3‐N /（L· h）增加至21．90 mg NO3－‐N /（L · h）．△TOC/△TN与容积反硝化速率、氮负荷之间都呈良好的线性关系．     

孔石莼对养虾废水营养盐吸收的研究

研究了孔石莼对不同浓度养殖废水的水质净化效果.结果表明,孔石莼对水体中氮、磷营养盐的清除效果明显:对NO3--N、NO2--N、NH4+-N、PO43--P移除率分别可达99.8%、99.6%、95.9%、98.7%;对总无机氮的移除率可达98.6%.孔石莼在吸收氨氮同时对硝态氮和亚硝态氮也有吸收,但NH4+-N的吸收大部分在第1天完成,而NO3--N和NO2--N的大部分吸收需要2 d或3 d完成.孔石莼在养殖废水中生长良好,鲜质量逐日增加,日生长率均较大.