搬迁化工场地土壤污染现状分析与电氧化修复研究

针对化工企业搬迁后遗留场地的污染问题,以江苏常州某搬迁化工场地污染土壤为研究对象,通过现状分析确定目标污染物为多环芳烃类易挥发性有机物及氯苯类有机物。针对有机复合污染场地特征,以1-萘胺、1,2-二氯苯和1,4-二氯苯为主要去除污染物,采用电氧化原位修复技术对土壤进行处理。结果表明,水土质量比、电氧化时间、电流强度是电氧化修复主要影响因子,当水土质量比为2∶1、氧化电极电流强度为300 A、电氧化时间为15 min时,土壤中的主要污染物1-萘胺、1,2-二氯苯和1,4-二氯苯去除率均达到90%以上;有机复合污染越重的土壤,在相同电氧化时间区间内去除率越高,说明方法适用于处理污染物浓度较高的土壤。经测算,处理1 t土壤,约需费用70.9元。研究可为该化工企业有机复合污染场地修复提供技术工艺参数和理论依据,并可为同类型的污染场地修复提供技术选择和工艺设计参考。     

农田水样中微囊藻毒素-LR拉曼检测方法的研究

本研究建立了基于表面增强拉曼散射技术(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)的农田水样中微囊藻毒素-LR(Microcystin-LR,MC-LR)的检测方法。采用柠檬酸钠还原法制备金种(Au nanoparticles,Au NPs),通过媒介增长法制备了刺状金纳米颗粒(Spiny gold nanoparticles,SGNPs),使用紫外-可见吸收光谱(Ultraviolet visible,UV-vis)、透射电镜(Transmission electron microscopy,TEM)和探针分子(对巯基苯甲酸,4-mercaptobenzoic acid,4-MBA)对SGNPs进行了表征及鉴定。研究以三角状金纳米颗粒作为基底,选择MC-LR在1 007 cm~(-1)和1 309 cm~(-1)处的特征峰作为定量峰,激光器激发波长为785 nm,积分时间20 s,建立检测方法。本研究建立的检测方法在1.0～100 000μg·L~(-1)的浓度范围内具有良好的线性关系,检测限(LOD)和回收率分别为1.0μg·L~(-1)和80%～102%,使用本方法对镇江市内运粮河及古运河的灌溉水样进行检测,MC-LR的检出率为40%,含量最高达1.81μg·L~(-1),检测结果与LC-MS/MS比对,相关系数为0.84。本研究建立的方法快速准确,前处理简单,能满足农田水样中MC-LR的现场快速检测的要求。     

菹草腐烂分解过程中污染物的动态释放

采用分解袋法,对典型沉水植物菹草进行了连续100天的室外腐烂分解试验,分析了菹草干物质的损失及营养元素释放的动态变化规律。结果表明:在100天的分解实验中,菹草干物质量急剧减少,且表现为前期损失快,后期损失减缓的趋势,第100天时,菹草干物质质量损失了92.51%,残留率为7.49%。采用Olson指数模型菹草枯落物干物质的动态变化,计算其分解速率常数(k)为0.028g/d,分解50%干物质所需时间为24.47天,分解95%干物质量所需时间为105.57d,年残留率为0,表明菹草枯落物在一年内能彻底分解。植物枯落物中氮磷含量随着分解时间的延长而呈波动变动,但氮磷营养元素的损失与干重的损失速率并不同步。分解初期氮含量上升,随后呈下降-上升的变化趋势,而磷含量总体呈现波动下降趋势。试验结束后,氮、磷元素分别释放了9.14%、32.02%。此外,菹草枯落物氮、磷元素积累指数(NAI)平均值分别为46.10和32.23,表明菹草在腐烂分解过程中,氮磷元素均以净释放为主。     

促进堆肥二次发酵真菌在堆肥中的应用效果

【目的】二次发酵是实现鸡粪等养殖废弃物功能价值提高的关键阶段,本研究旨在将前期筛选得到的真菌应用于鸡粪堆肥的二次发酵阶段,探讨其促进二次发酵的效果并对其进行鉴定,为今后鸡粪的高值化与资源化利用提供理论依据和支撑。【方法】以鸡粪一次发酵产物为原料,添加实验室前期筛选的2株真菌（分别为FCM1和FCM3）进行二次发酵试验。共设置3个处理,分别为对照CK：原料中加入1%（体积L∶干物质量kg）无菌液体培养基;F1：原料中加入1% FCM1菌液;F3：原料中加入1% FCM3菌液。在二次发酵的不同时期,分析测定堆体温度、pH、电导率（EC）、铵态氮、硝态氮、种子发芽指数以及腐殖酸等指标。【结果】与对照相比,添加真菌主要促进了二次发酵阶段快速升温和腐殖化过程快速进行。与未接菌处理相比,真菌FCM3使堆料提前8 d进入升温期,真菌FCM1效果不佳,且在一定程度上延后了鸡粪堆肥的二次发酵。F3处理高温阶段（>50℃）持续了13 d,堆料的GI比对照处理提前25 d达到80%,且腐殖化程度较高（PHA=74.58%,PHA：胡敏酸/总腐殖酸）。相关分析表明,GI与pH、PHA显著正相关,与EC显著负相关。经形态和ITS rDNA测序等方法鉴定,FCM3为链格孢菌。【结论】真菌FCM3能够在一定程度上促进鸡粪堆肥二次发酵的进行,提高堆料的腐殖化程度。     

基于趋势面模拟的城市用水量分析及预测

以山西省某市1999-2009年城市用水量为因变量,该市城镇化水平和GDP为自变量,建立了城市用水量变化趋势面模型,比较了不同阶次趋势面模型的拟合程度,并绘制了趋势面和残差等值线图.经分析得出,该市城市用水量与城镇化水平、经济状况等因素密切相关,并可通过预测将来某年的城镇化水平和GDP,进而预测所研究年份的城市用水量.     

基于贝叶斯网络的城市燃气管道安全失效概率

贝叶斯网络对不确定性问题具有强大的处理能力和自我学习更新能力,而贝叶斯网络软件的应用提高了基于贝叶斯网络风险预测的有效性。建立了基于贝叶斯网络的城市燃气管道失效概率分析模型,运用HUGIN和MSBNX软件工具,结合某市天然气管道案例,计算多态故障顶事件安全失效概率和各失效因素的结构重要度。运用BN的推理能力,对造成管道安全失效的自然破坏因素和腐蚀因素分别进行单因素和双因素修正。修正后的贝叶斯网络模型更加符合实际,对提高城市燃气管道安全失效定量分析的系统性、预见性和准确性具有更好的现实意义,也充分显示了贝叶斯网络在处理复杂系统风险分析中独特的优越性和适用性。     

趋势面分析方法在农业需水量预测中的应用

以山西省运城市1999～2009年农业需水量为因变量,相应播种面积和产量为自变量,建立了农业需水量变化趋势面模型,对不同阶次趋势面模型的拟合程度进行检验,并绘制了趋势面和残差等值线图。经分析得出,趋势面分析方法可以用于分析农业需水量变化的总趋势,并可用已建立的趋势面模型,通过预测该市未来年份的播种面积和产量来预测相应的农业需水量。     

腐熟堆肥回流对中药渣好氧堆肥进程及堆肥品质的影响

为明确腐熟堆肥回用对中药渣好氧堆肥腐熟效率及堆肥产品品质的影响,探讨堆肥过程中养分转化规律及腐殖质形态、组分、品质的动态变化,在工厂化条件下比较了中药渣自然堆肥与添加腐熟中药渣堆肥(质量分数10%)堆肥过程中碳氮磷硫和腐植酸类物质的动态变化特征。结果表明,添加腐熟堆肥比自然堆肥提前20 d进入高温期,且高温期平均温度高于自然堆肥5℃左右。较之自然堆肥,添加腐熟堆肥可以强化有机物降解,堆肥产品的总碳含量与C/N显著下降(P0.05),而全氮、全磷、全钾和全硫分别增加17.5%、17.8%、14.7%和9.4%;两个处理堆肥前后总腐植酸、游离腐植酸和水溶性腐植酸含量变化不大,但添加腐熟堆肥处理可提高腐植酸的活性,增加游离腐植酸(7.8%)及水溶性腐植酸含量(30.1%);堆肥过程胡敏酸组分不断增加,富里酸组分逐渐降低,添加腐熟堆肥处理可强化堆肥腐殖化进程,增加胡敏酸组分(15.2%),胡富比显著升高,堆肥产品的分子量、缩合度及芳构化程度提高。研究表明,腐熟堆肥回流能够显著促进中药渣堆肥腐熟效率,提高堆肥产品品质。     

外来植物入侵的生物多样性响应及其生态防控综述

生物多样性危机在外来物种入侵下愈演愈烈,研究入侵生境中各生物因素间的互作关系有助于更好地了解外来植物入侵下的生物多样性响应,确认该外来植物成功入侵的机制,以便探讨并采取综合长效的防控措施。在外来植物入侵背景下,笔者对植物、动物及土壤微生物各物种群落的响应进行了总结,并基于此探讨了利用构建群落生物多样性进行生态防控植物入侵的潜在手段与研究思路,以期为发展生物多样性和维护生态系统稳态奠定基础。     

基于文献计量的近30年国内外种植甘薯土壤研究进展分析

为了解国内外种植甘薯土壤的研究进展,借助VOSviewer、CiteSpace可视化分析软件对CNKI数据库和Web of Science中核心合集数据库中,1992-2021年国内外发表的种植甘薯土壤研究论文的发文量、被引频次、机构、关键词和研究热点等信息进行系统分析。结果表明,国内外在种植甘薯土壤研究领域的发文量均呈现出波动上升趋势,美国发文总量最多,其次是中国。美国农业部的发文量、被引总频次均位居第一,且同国内外各机构合作密切。涉农高校是国内研究种植甘薯土壤的中坚力量,但各机构间的合作较少。关键词聚类分析和突变检测发现,国内侧重于栽培技术的研究,国际上更倾向于甘薯土壤环境安全的研究。本文为了解种植甘薯土壤研究的现状和进展提供一定的参考价值。