几种湿地植物净化生活污水的效果比较

[目的]比较几种湿地植物对生活污水的净化效果。[方法]通过水培试验,研究了水葫芦、美人蕉、花叶芋、剑兰和万寿菊5种植物对生活污水的净化效果。[结果]5种植物对污水都有一定的处理效果,其中水葫芦和万寿菊的处理效果最好。在人工土柱运行试验中,水葫芦对COD、BOD,、NHi—N、TN、TP的去除率比对照分别提高了12．7％、10．9％、II．5％、4．1％和15．7％;万寿菊对COD、BOD5、NH;-N、TN、TP的去除率比对照分别提高了16．2％、8．9％、9．2％、7．4％和11．7％。在种植植物的人工土柱中,选择干湿比为1：5,配水周期为2d的运行方式更经济,更符合对水污染的处理要求。[结论]该研究可为控制水体污染和水体富营养化提供理论基础。     

螯合诱导植物修复中污染土壤的重金属淋滤行为

采用土柱淋滤试验,研究乙二胺二琥珀酸(EDDS)和乙二胺四乙酸(EDTA)诱导植物修复过程中的土壤重金属淋滤行为,同时比较了香根草(Vetiveria zizanioides L.)和玉米(Zea mays L.)在减少重金属淋滤方面的作用.结果表明,在25 d内经过480 mm降雨的淋洗, EDDS处理的土柱(80 cm土层)没有出现重金属的淋滤;而EDTA明显导致表层土壤重金属向下层土壤迁移,该迁移行为与降水量的大小、种植植物与否关系密切.香根草和玉米可明显延缓EDTA引起的土壤重金属向下层土壤的淋滤,且香根草的延缓效果好于玉米.上述结果表明,EDDS诱导的高生物量植物修复是相对安全的,而使用EDTA需要考虑当地的降水条件.     

不同双氰胺用量对稻田土壤氮素淋失的影响

通过水稻土柱模拟渗滤试验研究了不同双氰胺用量处理(双氰胺用量为施入尿素总量的1%,2%,3%,4%,5%)对水稻产量、氮肥利用率及稻田氮素淋失的影响。结果表明:与农民常规施肥(FP)处理相比,增施双氰胺各处理产量增加幅度为2.48%~39.11%,氮肥利用率提高幅度为1.26%~10.22%,其中,DCD3、DCD4处理的产量、氮肥利用率显著高于其他处理,产量分别达到9 520.79,9 066.06kg/hm2,氮肥利用率分别达到38.50%,36.42%。整个水稻生育期全氮淋失量降低了23.68%~37.94%,铵态氮淋失量降低了30.94%~46.69%,硝态氮淋失量降低了25.46%~39.77%,其中,DCD4处理氮素淋失降低幅度最大。硝态氮是氮素淋失的主要形态,各处理的硝态氮淋失量分别占全氮淋失量的68.46%~74.48%。综合考虑,DCD4用量硝化抑制效果最佳,使得氮肥在生育关键期充分发挥作用,在保证水稻产量的同时降低了氮素淋失,提高了氮肥利用率。     

土壤添加不同颗粒组成沸石粉对玉米生长及养分吸收的影响

采用土柱试验,研究不同颗粒组成的沸石粉添加到0~20 cm砂壤土耕层对玉米生长、养分累积的影响,为改良沙地提供理论依据。本研究共设8个处理:CK0:不施肥+0 g沸石粉体(简称粉体);CK:施肥+0 g粉体;A:施肥+8 g粉体a;B:施肥+8 g粉体b;C:施肥+8 g粉体c;D:施肥+8 g粉体d;E:施肥+8 g粉体e;F:施肥+8 g粉体f。结果表明,处理A、B、C、D、E、F与CK之间的玉米株高均不存在差异;但其生物量均高于CK,粉体颗粒构成中0.002 mm的含量最高的两个处理E、F达显著水平,分别比CK高71.36%和63.69%。结果还表明,生物量与不同粉体颗粒5个粒级分布的百分比x1、x2、x3、x4、x5即0.05~0.25 mm、0.02~0.05 mm、0.01~0.02 mm、0.002~0.01 mm、0.002 mm百分率之间存在多元回归方程Y=3.69-0.050 6x1+0.082 5x2-0.093 4 x3-0.009 44 x4+0.064 86 x5,表明了玉米生长与颗粒组成之间的密切关系;方程系数表明生物量与细小颗粒含量呈极强的正相关,而与粗颗粒含量呈负相关。与CK处理相比,加粉体处理A、B、C、D、E、F均促进了氮和钾的吸收,但只有处理F对氮的吸收以及E和F处理对钾的吸收达显著水平。显著促进吸收的氮量达74.52%、钾量分别达63.39%和63.62%,而对磷没有显著促进作用。由此可以推论,在此土壤条件下,只有沸石粉体粘粒级颗粒含量高于39%时才显著促进玉米生长发育以及增加植株对氮、钾的吸收和利用。     

不同CDE模型对硒在黄绵土中运移特性的模拟研究

污染物在土体运移是影响土体和地下水污染的一个重要的因素。为了研究不同因素对亚硒酸根离子在土体中运移的影响,在室内不同实验条件下,采用垂直土柱易混置换法对亚硒酸根离子在黄绵土土柱中的运移进行了研究,获得了不同容重及不同土柱高度条件下亚硒酸根离子的穿透曲线,通过STANMOD软件,应用确定性平衡CDE数学模型和确定性非平衡两区模型对穿透曲线进行拟合,研究结果表明:容重增大,阻滞因子R值减小,弥散系数D值则是先增大后减小;随着土柱高度的增加,弥散系数D值减小,而阻滞因子R变化不大。非平衡两区模型对于亚硒酸根离子运移参数的拟合优于平衡模型。穿透曲线能较好地反映出离子在土壤中运移的参数值,曲线越靠近y轴、初始穿透时间越小则弥散系数D越大;曲线越平缓则R值越大。     

耐盐菌联合化学复合改良剂协同改良黄河三角洲盐碱土壤的效果

为探究生物和化学方法联用对黄河三角洲地区盐碱土的改良效果,首先进行粉煤灰的改性和土著耐盐菌的筛选,选取其中2株耐盐菌(BY-4、BY-8)与化学复合改良剂(改性粉煤灰+脱硫石膏+腐殖酸(FSZ))通过联合配施的方法开展室内土柱淋溶试验,研究渗滤液和土壤中盐基阳离子、可溶性有机碳(DOC)、土壤钠吸附比(SAR)以及土壤有机质等的变化规律。结果表明：BY-4和BY-8除具有明显的耐盐和产吲哚乙酸能力,还分别具有较高的溶磷与解钾能力;与对照(CK)处理相比,添加化学复合改良剂(FSZ)能显著促进水溶性Na⁺的淋洗,降低土壤中水溶性Na⁺的总含量和SAR值,提高土壤中DOC和有机质含量,且耐盐菌BY-8联合化学复合改良剂的处理(FSZ8)效果最好;与CK相比,FSZ8处理下土壤水溶性Na⁺总量下降33.30%,耕层土壤SAR下降79.76%,DOC淋溶损失下降34.60%,耕层土壤有机质含量上升79.47%。研究结果有助于理解耐盐菌在改良盐碱土壤中的作用,并可为生物和化学复合改良剂的研发和利用提供理论和数据参考。     

施加脱硫石膏对盐碱土固碳的影响

增加陆地生态系统碳固定能力能有效缓解大气CO 2升高引起的温室效应。以干旱区典型盐土和碱土为研究对象,通过室内土柱模拟试验,研究不同施用量脱硫石膏(0,10,20,21.78,30,40 t/hm²)对盐土和碱土生态系统碳储量(包括土壤碳储量和生物量碳储量)的影响。结果表明:与对照相比,施加脱硫石膏盐土总碳储量(C)降低8.78%~15.72%,其中以土壤有机碳储量降低为主;碱土总碳储量(C)增加5.00%~23.94%,其中以土壤无机碳增加为主。脱硫石膏施加后盐土总生物量碳储量(C)较对照平均降低23.14%,碱土总生物量碳储量(C)较对照平均增加30.44%。施用脱硫石膏碱土生态系统碳储量(C)较对照增加0.09~0.42 kg/m²,而盐土生态系统碳储量(C)较对照降低0.33~0.56 kg/m²。相关分析结果表明,脱硫石膏施加量、土壤电导率以及由脱硫石膏施加引起的土壤含水量变化是影响盐碱土生态系统固碳的主要因素。总体上,施加脱硫石膏后,盐土生态系统碳储量显著降低,碱土生态系统碳储量显著增加,其中施加量30,40 t/hm²处理对盐碱土生态系统碳储量影响效果最大。研究结果可为增加干旱区生态系统碳固定提供科学参考。     

新型大球包膜控释肥在土壤中的淋溶特征

通过土柱淋溶模拟试验研究果树专用新型大球包膜控释肥在土体中的淋溶特征以及对土壤淋滤液pH、EC变化和N、P、K、Mg等养分淋失的影响.结果表明,新型大球包膜控释肥处理淋滤液pH值显著高于未包膜肥料处理,但与不施肥处理和其他2种控释肥处理差异不显著.在整个淋溶过程中,新型大球包膜控释肥处理淋滤液EC值和淋滤液中无机态氮、水溶性磷、水溶性钾含量在淋溶前期显著低于速效肥料处理,但在淋溶后期显著高于其他2种控释肥处理.新型大球包膜控释肥无机态氮、水溶性磷和水溶性钾的淋溶损失率分别为38.72％,1.91％和24.76％.新型大球包膜控释肥与未包膜肥料相比显著减少了养分的淋溶损失,降低了施肥对地下水质的影响.     

不同淋洗条件下黄河三角洲盐渍土脱盐规律研究

【目的】探索黄河三角洲地区盐渍土在不同淋洗条件下土壤脱盐规律。【方法】通过室内土柱淋洗脱盐模拟试验,设置2种淋洗方式(连续淋洗和间歇淋洗),分析了在连续淋洗和间歇淋洗条件下土壤淋洗耗水量、淋洗滤液的矿化度随时间、滤液累积量的变化规律和滤液的脱盐速率,同时分析了0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm土层的电导率、SAR(钠吸附比)的变化过程。【结果】①不同淋洗方式条件下,土体脱盐共有3个过程,分别为盐分峰值初步形成过程、盐分峰值向下移动过程和土柱底层土体盐分峰值消失过程;连续淋洗和间歇淋洗土柱为达到一般农作物(计划湿润层为0～60 cm)生长所需淋洗水量为472.70 mm和411.60 mm,间歇淋洗较连续淋洗省水14.8%。②连续淋洗和间歇淋洗滤液矿化度随时间均表现为幂函数关系;连续淋洗和间歇淋洗的滤液脱盐效率分别为18.45 g/L2和28.49 g/L2,连续淋洗的滤液脱盐效率为间歇淋洗的64.7%。③连续淋洗土柱和间歇淋洗土柱淋洗后含盐量是淋洗脱盐前的11.89%和8.39%(以40～60 cm土层为例),间歇淋洗土柱中各层pH值增量均小于在连续淋洗土柱中pH值的增量,并且在间歇淋洗后各层土壤pH值虽有增加,但是还在一般植物生长的允许范围内;间歇淋洗土柱中SAR减小量大于连续淋洗土柱中SAR的减小量,RSC增量小于连续淋洗土柱中RSC的增量,SAR和RSC均在一般植物生长的允许范围内。【结论】盐渍土经过淋洗脱盐可以达到植物生长的要求,同时,间歇淋洗明显比连续淋洗节约水,在生产实践中采用间歇淋洗土壤脱盐效果更好。     

土柱入渗性能自动检测装置研制与试验

为实现室内竖直土柱入渗性能的自动检测,研制了一种土柱入渗性能自动检测装置。该装置主要由传感器位置调节装置、土样盛放装置、供水装置、检测和控制模块、电源模块和上位机显示存储模块组成,采用压力应变式传感器检测入渗过程的累积入渗量,采用介电常数土壤水分传感器检测土壤含水率的变化,进而推断湿润锋的运移位置。基于这2种传感器,实现土柱入渗过程自动检测。采用水头为10 mm,容重为1.15、1.20和1.25 g/cm~3的红壤土进行室内土柱入渗试验,检验该装置的性能。结果表明:1)9个试验和18个检测位置,土壤水分传感器进出土柱成功率为100%,表明该装置运行可靠;2)与烘干法相比,土壤水分传感器检测得到土壤含水率的最大相对误差为-4.4%,检测结果比较准确;3)与人工观测湿润锋位置相比,土壤水分传感器推算出的湿润锋位置最大相对误差为-12.9%,说明土壤水分传感器检测湿润锋的运移效果比较明显;4)压力应变式传感器检测累积入渗量与人工实测得到的数据对比,最大相对误差为2.27%。该装置可作为土柱入渗自动检测试验平台。