上海市稻田耕作制度演变与绿色高质量发展进程

水稻生产不仅对于保障粮食安全意义重大,同时稻田作为一类特殊的人工湿地,对城市的可持续发展也至关重要。上海稻田耕作制度从20世纪80年代的三熟制转变为两熟制,到2010年代又从两熟制逐渐调整为一熟制。近年来,逐步形成了用地与养地相结合的耕作制度,部分地区成功探索了稻田种养结合的绿色生产模式,并逐步实现了品牌化生产。然而,上海水稻绿色生产也面临诸多挑战,包括粮食稳产压力、资源与环境约束以及高度依赖财政补贴、自身盈利能力不足等。针对上述问题,本文提出了今后稻田耕作制度绿色、高质量发展的对策：在确保耕地面积、稻田比例不下降与稳定单产潜力的基础上,稳定全市粮食产量;创新和集成绿色栽培技术,提升稻田湿地生态功能;深化稻米品牌建设,以品牌化实现生态产品价值,提升水稻绿色种植经济效益。     

长三角地区典型季节规模化奶牛场氨排放特征研究

为掌握长三角地区规模化奶牛场氨排放特征,通过在线高分辨率监测系统对典型规模化奶牛场的棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存环节进行连续监测,获取不同环节、不同季节的氨排放信息,并计算得到本地化氨排放系数及排放强度。结果表明：规模化奶牛场棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存3个环节的年均氨排放浓度分别为（2.53±0.88）、（2.68±1.72）mg·m^-3和（2.44±1.73）mg·m^-3,氨浓度季节变化趋势总体表现为夏季>秋季>春季>冬季,夏季为冬季的2.3~4.2倍。不同环节氨排放小时变化存在明显差异,主要受日气象因子变化、畜禽活动和清粪管理等因素影响。温度是影响奶牛养殖氨排放水平的主要气象因素,与棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存3个环节的氨浓度水平均呈极显著正相关关系,相关系数分别达到0.914、0.817和0.942,而风速和大气压强则与各环节氨排放浓度呈负相关关系。基于在线监测获得了奶牛养殖氨排放本地化系数,棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存3个环节的年均氨排放系数分别为（13.14±5.17）、（7.71±5.17）kg·头^-1·a^-1和（9.72±4.47）kg·头^-1·a^-1,全年合计氨排放系数为30.57 kg·头^-1·a^-1。采用本地实测氨排放系数,建立了长三角地区规模化牛场氨排放清单,2018年长三角地区规模化牛场氨排放总量为3.39万t,氨排放主要集中在安徽省中北部和江苏省北部等集约化畜禽养殖规模较大的地区,夏季氨排放总量和强度最高,达到了1.36万t和151 t·d^-1,是冬季的3倍多。     

全氟辛烷磺酸酶联免疫检测方法的研究

以人工合成的全氟辛烷磺酸免疫原免疫新西兰大白兔,制备多克隆抗体,用辛酸-硫酸铵沉淀法纯化抗体,选择包被抗原浓度为0.1μg/mL,抗体稀释度为1∶8 000,建立酶联免疫(ELISA)检测方法。交叉反应试验结果表明,除全氟癸烷磺酸和全氟己烷磺酸的交叉反应率偏高(16.2%,14.22%)外,与其他全氟化合物交叉反应率低于10%,即该抗体有较好的特异性。PFOS检测限为10μg/L,该ELISA方法的最佳工作范围在10~1 000μg/L之间,在此范围内平均回收率为101.62%,平均变异系数为2.4%,表明该方法准确度和精密度高,便于在线检测,可应用于对水体中全氟辛烷磺酸残留的酶联免疫检测。     

水稻基因型(94D-64)中磷对砷解毒生理机理的研究

水稻基因型94D-64是比较特殊的基因型,这是因为随着Pi浓度增加,根部和地上部As的浓度变化模式截然不同。随着Pi处理浓度的增加,水稻(Oryza sativaL.)基因型(94D-64)地下部As浓度降低,而地上部As浓度增加,为此采用水培养实验方法,研究了水稻94D-64根部和地上部各种生理指标的应答模式是否与组织As浓度密切相关。将水稻幼苗在4个Pi(10、50、150和450μmol·L~(-1)KH_2PO_4)浓度和10μmol·L~(-1)Na_3AsO_4处理11d,结果表明,随着Pi浓度的增加,(1)根部丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量降低,而地上部MDA含量则增加;(2)根部K和As的外渗降低;(3)地上部非蛋白巯基(Non-protein-thiols,NPT)和CAT含量亦降低。这些指标与根部As浓度降低而地上部As浓度增加的现象相吻合,说明植物具有良好的抵御重金属伤害的应答防御体系。     

设施农业土壤次生盐渍化污染特征

以上海郊区不同区域、不同种植年限的设施菜地为研究对象,针对茄果类和叶菜类两种主要作物轮作模式,通过现场调查和采样分析,研究了设施大棚土壤次生盐渍化现状.结果表明:设施菜地土壤含盐量平均为4.68 g/kg,比露天菜地和自然土高4倍左右,次生盐渍化现象明显,且茄果类种植的设施菜地土壤含盐量显著高于叶菜类.设施菜地土壤含盐...     

铬(Ⅵ)和菲单一及复合暴露对赤子爱胜蚓的急性毒性效应研究

采用人工土壤试验方法,研究了重金属铬(Ⅵ)和多环芳烃菲单一及复合暴露对赤子爱胜蚓的急性毒性效应.单一暴露试验结果表明:铬(Ⅵ)对赤子爱胜蚓7 d和14 d的LC₅₀分别为259.98 mg·kg^-1和241.13 mg·kg^-1;菲对赤子爱胜蚓7 d和14 d的LC₅₀分别为88.01 mg·kg^-1和60.96 mg·kg^-1.铬(Ⅵ)和菲对赤子爱胜蚓都表现出明显的时间-浓度-效应关系,而且铬(Ⅵ)和菲对赤子爱胜蚓均具有一定毒性,菲的毒性大于铬(Ⅵ).采用铬(Ⅵ)和菲等毒性单位进行复合暴露试验,结果表明铬(Ⅵ)和菲混合物对蚯蚓7 d-LC₅₀中铬(Ⅵ)和菲所含浓度分别为151.73 mg·kg^-1和37.93 mg·kg^-1;14 d-LC₅₀中铬(Ⅵ)和菲所含浓度分别为 137.69 mg·kg^-1和34.42 mg·kg^-1,根据等效应线图判定其联合作用表现为相加作用.     

浮萍净化氮磷污水生长条件研究

对分布在长江三角洲地区的5个浮萍品种，通过不同环境温度下氮磷模拟污水化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)三因素三水平正交试验，分别确定了5个浮萍品种在氮磷污水中的最佳生长条件，从而为进一步筛选长江三角洲地区高效净化氮磷污水的浮萍优化品种及其氮磷污水净化技术革新提供了基础。     

Aermod和ArcGIS在优化区域布局中的综合应用

Aermod是导则推荐的大气环境影响预测模式,在环境影响评价中得到了广泛应用,但其存在综合分析和空间呈现功能薄弱的问题。ArcGIS具有较强的空间叠置功能,可弥补Aermod的这一缺陷。将Aermod和ArcGIS综合应用于某工业区环境影响评价中,利用ArcGIS对Aermod大气模拟计算结果进行综合分析和空间叠加,最终将研究区域分为A、B、C 3类区,从大气环境的角度对这3类区域的规划布局提出了建议。最后,对Aermod和ArcGIS在优化区域布局中的应用进行了展望。     

加拿大一枝黄花生物炭对Cd2+的吸附特性及机理

以外来入侵种加拿大一枝黄花为原料,探究不同成分在不同热解温度下制得的生物炭的基本性质及其对水中Cd~(2+)的吸附能力、最优吸附工艺条件和吸附机制,以提高其资源化利用效率。结果表明:以茎叶混合作为原料在450℃下热解制得的加拿大一枝黄花生物炭(SCBC450)对Cd~(2+)吸附能力最优。正交结果显示,3种所选因素对生物炭吸附Cd~(2+)的影响程度依次为吸附质起始浓度pH温度;当pH=6、温度35℃、吸附质起始浓度50 mg·L~(-1)时,Cd~(2+)的吸附效率最高,可达(95.6±0.38)%。SCBC450对Cd~(2+)的吸附过程符合二级动力学模型,以化学吸附为主,且符合Langmuir等温吸附模型,最大理论吸附量达107.03 mg·g~(-1)。通过对生物炭吸附前后的XPS、FTIR和SEM-EDS分析可知,其对Cd~(2+)的吸附机制包括离子交换、络合反应、沉淀作用和物理吸附。因此,加拿大一枝黄花生物炭对Cd~(2+)的吸附具有极大的应用潜力。     

基于连续运行条件下的稻秸干法厌氧发酵中试研究

为了探索连续进料运行下秸秆干法厌氧发酵的产气情况,设计了一种适用于稻秸干法厌氧发酵中试系统,研究了牛粪单发酵启动试验、不同进料方式和氮源添加下的产气特征并且进行了技术经济性分析评估。结果表明:中试装置可实现含固率为20%的秸秆物料均匀混合,提高进料效率和实现连续发酵均衡产气。发酵启动试验阶段,牛粪单发酵29 d后具备处理稻秸所需的最佳厌氧微生物体系、适宜的发酵温度等,从而使连续进料阶段快速启动。在连续进料稳定运行阶段,秸秆进料量80 kg·d~(-1)并添加猪粪(干质量)4.54 kg·d~(-1)为补充氮源,单日CH4产气量从137.28 L·kg~(-1)VS达到227.8 L·kg~(-1)VS,并能连续维持20～22 m~3·d~(-1)。对于缺乏猪粪等氮源的地区可采用一次性投加的方式,单次补充68.1 kg猪粪(干质量)且定期补充时间为20 d。研究表明,该适用于稻秸干法厌氧发酵中试系统技术可行且可实现连续进出料和稳定运行产气,并产生可观的经济效益。