石油烃类污染物降解动力学和微生物群落多样性分析

为了探讨不同初始浓度石油污染土壤堆腐化修复机制,以石油降解菌剂和腐熟鸡粪为调理剂,研究了初始浓度分别为5 000(T1)、10 000(T2)和50 000 mg/kg(T3)的石油污染土壤堆腐化修复过程石油烃类污染物降解动力学特征和微生物群落多样性。结果表明:堆腐化修复过程石油烃类污染物降解符合一级反应动力学,反应常数分别为0.012、0.094和0.050 d-1,半衰期分别为6.79、7.37和13.86 d。整个堆腐过程石油烃类污染物平均降解速率分别为112.08、230.05和887.93 mg/(kg·d)。3个处理的孔平均颜色变化率(average well color development)和碳源利用率(除芳香烃类化合物外)随堆腐进程的推进逐渐升高,在堆腐中、后期达到最大,T3处理显著高于T1、T2处理。多聚物类和糖类代谢群是堆腐体系中的优势菌群。主成分分析表明3个处理的微生物群落差异显著(除第9天外),起分异作用的碳源主要是糖类和羧酸类。微生物群落的丰富度指数和均一度指数随堆腐进程的推进逐渐升高并在堆腐后期达到最大,与T1处理相比,T3处理分别高了0.21%和17.64%,差异达到显著水平(P0.05)。微生物群落优势度指数在中期达到最大,T1处理分别比T2、T3处理高2.12%和9.44%,3个处理间差异不显著(P0.05)。堆肥结束时3个处理的种子发芽指数(seed germination index,SGI)分别比堆腐初期提高了18.26%、20.42%和36.41%。该研究结果为黄土高原不同程度石油污染土壤堆腐化修复的应用提供参考依据和理论基础。     

堆体大小对猪粪堆肥影响和袋装堆肥的研究

研究了堆体大小对堆肥的影响以及堆制10 d的物料袋装堆肥的可行性。试验将猪粪和秸秆按一定比例混合均匀后分800 kg、400 kg和200 kg三种规格堆制40 d，另设800 kg组物料堆制10 d后转移分装到袋中继续堆制至40 d。每天上午、下午测定堆温，并于堆制第1、5、10、20、30和40 d取物料测定C/N比、水溶性碳、总腐殖质、氨态氮和硝态氮。结果表明，400 kg和800 kg组经40 d左右可以达到腐熟，而200 kg组不能完成彻底的有机质分解。与非袋装组比较，袋装堆肥堆制结束(40 d)物料的C/N比较低、腐殖质和氨态氮相近、水溶性碳和硝态氮较高。袋装法简单经济，占地少，便于畜牧场和农村推广应用。     

城市污泥与玉米秸秆堆肥中多环芳烃(PAHs)的研究

将城市污泥与玉米秸秆进行自然通风堆肥处理，应用GC/MS检测方法对污泥堆肥中的多环芳烃化合物(PAHs)进行了分析。污泥堆肥中PAHs的含量较低，ΣPAHs和ΣPAHs_carc分别为0.561 mg/kg和0.107 mg/kg，绝大部分PAHs化合物的含量低于0.050 mg/kg，含量较高的主要是中、低分子量的化合物。PAHs的降解效果显著，ΣPAHs和ΣPAHs_carc的降解率在80%左右，绝大部分化合物的降解率在50%以上，中等分子量的3个和4个苯环的化合物的降解效果相对较好。污泥堆肥中PAHs的含量、分布模式及其降解效果与原污泥中PAHs的特征密切相关。     

猪粪堆肥臭气产生与调控的研究

通过两次室外中型堆肥试验，研究在相同水分条件(68.8%)，不同调理剂、不同碳氮比(C/N)、不同通气方式以及不同添加剂对猪粪堆肥过程中臭气产生与控制的影响。研究表明：猪粪堆肥中，臭气的主要形式是氨气，主要产生在堆肥的升温及高温期。降低堆肥的pH值、增加微生物对NH⁺₄-N的固定等是控制臭气的有效措施；过磷酸钙添加量为1.5%时，可以降低堆肥的pH值，使NH₃浓度减小，促进NH⁺₄-N向其它形式的氮转变，且不影响堆肥的腐熟；除臭剂试验组堆肥过程中臭味小，堆肥结束后的物理性状最好，不影响猪粪堆肥进程，可在生产中推广。     

绿洲灌区固定道耕作对土壤盐分动态的影响

解决节水灌溉与控制土壤次生盐渍化的矛盾,对干旱内陆绿洲灌区农田节水、防止土壤次生盐渍化和保证绿洲农业稳定持续发展具有重要意义。本研究以传统翻耕(CT)、垄作沟灌(FRB)、固定道保护性耕作(PRB)和固定道平作(ZT)4种耕作方式为研究对象,研究了固定道耕作模式下的土壤盐分特征。结果表明:与播前相比,收获后FRB处理0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm和60~100 cm土层土壤含盐量分别提高83.3%、77.2%、47.6%和84.0%,PRB处理分别提高62.6%、46.3%、28.2%和103.6%。ZT和CT处理0~200 cm土壤含盐量呈"脱盐"和"聚盐"交替变化趋势,0~60 cm各土层土壤含盐量随灌水显著降低,而60~200 cm各土层土壤含盐量随灌水显著增加。0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层是PRB和FRB处理土壤盐分的主要累积区,ZT和CT处理土壤含盐量随灌水最终积累在100~160 cm土层。从头水后至收获各个时期,PRB处理0~200 cm各土层土壤含盐量均高于FRB处理,且差异显著。ZT处理0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm和60~100 cm土层土壤含盐量均显著高于CT处理。垄床不同位置土壤盐分运动水平方向上均呈"垄边向垄中"迁移特点,但PRB处理迁移能力强于FRB处理。垂直方向上,FRB处理在土壤60~80 cm处形成积盐峰,而PRB处理在土壤40~60 cm处形成积盐峰。随灌溉水分入渗再分布后FRB处理土壤盐分向垄沟中部和垄床表层迁移,PRB处理土壤盐分在垄床40~60 cm土层处形成一个积盐层。结果说明,垄作方式能显著增加土壤剖面盐分累积。随着垄作年限增加,盐分向垄床中部积累的能力和含量均增强,由此垄作种植应考虑适时漫灌以达到淋洗土壤盐分的目的。     

碳源调理剂对黄瓜秧堆肥进程和碳氮养分损失的影响

由于中国蔬菜产地的黄瓜秧无害化处理与循环利用缺乏针对性的使用技术,这类废弃资源多成为当地的环境污染源。该文以黄瓜秧为原料(空白对照,CK)进行高温好氧堆肥,并在此基础上设置2组处理,即把玉米秸秆(CS)和木本泥炭(WP)作为辅助碳源调理剂,按照C/N比为25添加到物料中。通过对比分析不同处理的CO2和氨气的排放速率和累积量、物料损失率、有机质含量、p H值、电导率(EC)、发芽指数等指标,研究外加碳源对黄瓜秧堆肥过程和碳氮氧分损失的影响,以期实现对黄瓜秧堆肥化进程进行工艺优化,并降低碳氮元素以气态形式的损失,进而减少温室气体排放。结果表明:玉米秸秆和木本泥炭作为外加碳源调理剂,可以减少物料损失量,加速堆肥腐熟进程,其中尤以玉米秸秆效果更佳。但是,玉米秸秆的添加会增加整个堆肥过程中有机质的降解和CO2的排放强度,提高累积排放量(100g/kg),而木本泥炭会减少有机质的降解总量和CO2的累积排放量(77g/kg);玉米秸秆和木本泥炭都有利于控制堆肥过程中氨气的排放,且作用时间和机理不同。综合考虑堆肥进程和气体损失,木本泥炭作为碳源调理剂的改良效果更优于秸秆,应进一步研究两者联合使用的效果。     

温度与回流量对含酚废水厌氧处理的影响

采用厌氧膨胀床反应器处理含酚有机废水，在中温条件（３０℃）下达到稳定状态。温度降到１５℃，处理效率明显下降；２０℃时影响很小；２３℃时有机物去除率、沼气产率与３０℃时持平，增加回流量对提高处理效率作用不大。结果表明，该工艺在常温和低回流量条件下运行依然有效，并且可以保持较高净产能量。     

黄姜皂素废渣废水制备有机肥的研究与应用

以黄姜皂素废渣和高浓度皂素废水作为主要原料,经高温堆肥发酵制备成有机肥料,为皂素废渣和高浓度皂素废水的治理和资源化利用提供了一种有效的方法.试验结果表明,高浓度皂素废水中含有堆肥发酵所需要的营养,与皂素废渣和少量的发酵辅料混合后接种复合微生物菌剂,采用高温堆肥发酵方式可生产出合格的有机肥料.经小麦盆栽试验和油菜田间试验证明,皂素渣有机肥料具有显著肥效.     

鸡粪与不同秸秆高温堆肥中氮素的变化特征

以鸡粪与小麦秸杆和玉米秸杆为堆肥原料,在自制的强制通风静态垛堆肥反应器中进行堆肥试验,研究堆肥制作过程中各种氮素形态的变化及迁移特征。结果显示,堆制中堆温变化分为高温期、降温期、稳定期3个阶段;含水量的减少量较低;两处理铵态氮含量在高温期增加,在降温期降低,整个堆制期间分别减少了69.9%和57.0%;硝态氮含量在高温期分别降低了0.236和0.254g/kg,降温期和稳定期增加,堆制结束时较初始分别增加了1.52和3.04倍;有机氮在高温期和降温期增加,在降温后期和稳定期降低,堆制期间分别减少了1.4%和20.7%;堆制结束时总氮分别减少了7.7%和22.2%,渗沥液中硝态氮和有机氮的浓度较高。堆制期间有机碳分别降解了37.9%和37.3%;pH值在高温期分别达9.16和9.37,堆制结束时分别为8.05和8.27。综合分析表明,氮素的损失主要是降温期氨的挥发和稳定期硝态氮与水溶性有机氮的淋失。     

四种石油污染土壤生物修复技术研究

在实验室小试和现场中试的基础上 ,采用预制床处理工艺对辽河油田4种不同类型石油污染土壤进行实用规模的生物处理技术研究。工程运行结果表明 ,当稀油、稠油、特稠油和高凝油污染土壤中石油烃总量 (TPH)为25.8—77.2g·kg-1时 ,经过84d的运行 ,TPH去除率为38 %—60 %。TPH的降解速率除与微生物的生长环境有关外还与石油的理化性质密切相关。4种油污染土壤的降解速率依次为 :稀油>高凝油>稠油>特稠油 ,TPH的组分对其降解速率有重要影响。本研究为大规模石油污染土壤异位生物修复提供了技术支持