满江红对含卡马西平与吉非罗齐的生活污水的净化效果

药品和个人护理品（Pharmaceuticals and personal care products,PPCPs）的环境危害及修复治理日益受到重视,为揭示满江红对含PPCPs生活污水的净化效果,以典型PPCPs吉非罗齐、卡马西平及满江红为供试材料,采用室内模拟培养试验,研究满江红在不同培养时间（1、2、4、8 d）和不同PPCPs初始浓度（0、1、10、100、1 000 μg·L^-1）生活污水中的生长状况,以及对常规污染物[氨氮（NH₃-N）,硝态氮（NO3-N）,总磷（TP）,化学需氧量（COD）]和PPCPs的去除率。结果表明,随着生活污水中PPCPs初始浓度的增加,满江红相对生长率及其耐受指数呈先增加后降低的趋势,且满江红在100、1 000 μg·L^-1 PPCPs处理下生长受到抑制;与对照相比,1、10 μg·L^-1 PPCPs处理下满江红对氮、磷的去除效果显著增强（P<0.05）,但100、1 000 μg·L^-1PPCPs处理下对氮、磷的去除效果显著减弱（P<0.05）;在不同PPCPs初始浓度处理下,满江红对COD去除作用显著,且COD去除率随PPCPs初始浓度的增加而增加;满江红对吉非罗齐和卡马西平去除效果随培养时间的延长而增强,吉非罗齐去除率随PPCPs初始浓度的增加而增加（1 000μg·L^-1 PPCPs处理除外）,而卡马西平去除率随PPCPs初始浓度的增加而降低。满江红对PPCPs有良好的去除效果,对生活污水中NH₃-N以外的常规污染物也有很好的去除能力,可作为含典型PPCPs生活污水的修复治理植物。     

不同钾肥对再生水灌溉条件下土壤-作物系统Cd的影响

为了探明再生水灌溉条件下不同施钾肥处理对土壤-作物系统Cd的影响及差异性,通过田间微区试验研究了不同施钾肥处理对再生水灌溉番茄植株、果实以及根际土与非根际土Cd含量的影响。结果表明:再生水灌溉条件下,施钾肥处理可提高番茄果实产量,施加KCl较K2SO4增产效果明显,分别较不施肥处理可增产6.10%～24.00%和1.36%～13.16%;不施钾肥较不施肥处理番茄果实Cd含量降低,但降低幅度小于施加钾肥处理,施加KCl较K2SO4处理番茄果实Cd含量较低,Cd含量分别较不施钾肥处理分别减少58.33%和8.33%,且各处理均未超0.05mg/kg的限值标准;不施钾肥处理较不施肥处理土壤pH、Cd含量有所降低,降低幅度小于施钾肥处理,有效态Cd有所增加,施加KCl和K2SO4较不施肥处理有效态Cd降低,施加KCl和K2SO4较不施钾肥处理根际土和非根际土pH、Cd含量和有效态Cd含量均有所降低,其中施加KCl根际土和非根际土Cd含量分别降低2.96%～3.11%和5.75%～14.22%,施加K2SO4分别降低4.14%～5.90%和8.10%～8.29%;施加KCl根际土和非根际土有效态Cd含量分别降低10.75%～16.19%和13.98%～28.74%,施加K2SO4分别降低15.97%～20.55%和19.91%～24.70%。因此,再生水灌溉条件下,可通过选择施加适宜的钾肥种类,调控重金属Cd在土壤-作物系统的分布及其生物有效性,施加K2SO4较KCl相比,可一定程度降低土壤Cd全量及有效态Cd含量。     

基于可公度性理论的干旱预测方法研究

【目的】为可公度性理论在干旱预测预警领域的拓展和应用提供依据。【方法】以河南省为例,并依据该省1961―2016年历史干旱数据,基于可公度性理论,采用层次分析法和MATLAB、SAS软件进行干旱发生年份预测,并与前人预测结果及蝴蝶结构图预测结果进行对比验证。【结果】基于可公度性理论的三元、四元和五元可公度预测模型,预测2014年河南省发生严重干旱的频数最高,即发生干旱可能性最大,这与实际相符;基于上述数据,预测河南省2030年前发生严重干旱的年份为2023年,这与蝴蝶结构图预测结果相符,并与前人研究结果一致。【结论】该方法用于区域性干旱发生年份的预测时具有较强的实用性;层次分析法及MATLAB、SAS软件的应用,大大提高了模型计算速度,并降低了主观因素对预测结果判别的人为影响,提高了计算结果的准确程度。     

再生水灌溉不同滴头布置方式下PPCPs在土壤和番茄中的累积

随着药品和个人护理品(Pharmaceuticals and Personal Care Products,PPCPs)生产和使用量的增加,PPCPs及其代谢产物在再生水中的检出种类、检出量不断增多,再生水灌溉可影响PPCPs在土壤-作物(蔬菜)系统中的分布及累积,但其规律及驱动机制尚不明确。为探明再生水滴灌条件下滴头布置方式对PPCPs在土壤-作物(蔬菜)系统累积的影响,该研究采用盆栽试验比较2种滴头布置方式(在番茄根部、在两番茄中间)对土壤剖面及番茄各器官中PPCPs累积量的影响,并进一步分析PPCPs在土壤-作物(蔬菜)系统累积的驱动机制。结果表明,再生水灌溉条件下不同滴头布置方式造成了PPCPs在土壤、作物(蔬菜)中累积规律的差异性,滴头布置在两番茄中间处理较其他处理而言增加了0～5cm土层吉非罗齐累积量(P0.05),降低了番茄叶部卡马西平和根部吉非罗齐的累积量(P0.05),较滴头布置在番茄根部处理降低了番茄叶部吉非罗齐和根部三氯生的累积量(P0.05);不同再生水灌溉方式通过影响土壤微环境指标导致了土壤中PPCPs分布规律的差异性,滴头布置在植株中间处理较其他处理增加了0～5 cm土层pH值,导致该土层下吉非罗齐的累积量高于其他处理(P0.05)。研究可为基于新兴污染物PPCPs防控的再生水农业安全利用提供理论依据。     

硝化抑制剂、脲酶抑制剂与生物炭复配对土壤温室气体排放的影响

为揭示外源物质生物炭、硝化抑制剂、脲酶抑制剂复配对温室气体排放的影响,采用室内培养试验,比较外源物质不同组合[对照（CK）、生物炭（BC）、硝化抑制剂（NP）、脲酶抑制剂（NB）、生物炭+硝化抑制剂（BCNP）、生物炭+脲酶抑制剂（BCNB）、硝化抑制剂+脲酶抑制剂（NPB）、生物炭+硝化抑制剂+脲酶抑制剂（BCNPB）]对温室气体排放的影响,同时监测土壤pH、NH⁺₄-N、NO^-₃-N等影响因子的变化规律。结果表明：与CK相比,各处理均抑制了土壤N2O排放,其中NPB处理抑制效果最显著;所有处理均促进了土壤CO2排放;除BC处理为负效应外,土壤CH4排放效应与CO2结果类似;除BCNB处理外,其他处理对全球增温潜势有一定的抑制作用,其中NPB处理的抑制效果最佳。培养结束时,与CK相比,除NP处理提高了土壤pH外,其他6个处理均降低了土壤pH;在无机氮含量方面,与CK相比,各处理均增加了土壤NH⁺₄-N含量,BCNPB、NP、NPB处理减少了NO^-₃-N含量,NB、BC、BCNP、BCNB处理增加了NO^-₃-N含量。综合考虑全球增温趋势和土壤性质,本试验条件下硝化抑制剂＋脲酶抑制剂处理为抑制温室气体排放的最优外源物质处理。     

基于Hydrus-3D模型的再生水涌泉根灌模拟及布置参数预测

为了探寻再生水果树涌泉根灌条件下灌水器的最优布设埋深和间距,以饱和―非饱和土壤水分运动理论为依据,选取了典型研究区一年和多年生桃树,利用Hydrus-3D模型对再生水涌泉根灌土壤水分入渗过程进行数值模拟,并将模拟结果与田间试验实测结果进行对比验证,同时预测了双源涌泉根灌灌水器的最优布置参数。结果表明,Hydrus-3D模型对再生水涌泉根灌湿润锋运移距离以及灌水结束后不同时刻含水量分布的模拟值和实测值之间决定系数R 2均大于临界决定系数,均方根误差RMSE分别小于1.5和0.05,且F检验P值均在0.05以上。说明Hydrus-3D模型可以用于再生水双源涌泉根灌土壤水分运移的模拟;利用Hydrus-3D模型预测结果表明,1,5,10年生桃树再生水双源涌泉根灌灌水器最优布设埋深分别为35,35,45 cm,最优布设间距分别为40,50,40 cm。