改性沸石吸附柱去除和回收脱磷尿液废水中氨氮试验研究

经鸟粪石沉淀法回收尿液中磷后的废水中仍含有高浓度的氨氮,若直接排放,不仅会造成水体污染,也导致氮资源浪费。本文在5％HCl浸提,400℃焙烧,结合微波处理改性沸石以提高氨氮吸附能力的基础上,研究了改性沸石吸附柱高度（H）、吸附柱串联数量（N）以及水力停留时间（T）对脱磷尿液废水中氨氮去除效果的影响,评价了HCl溶液、NaCl溶液及其组合对吸附氨氮饱和的沸石的再生效果。结果表明：HCl-焙烧-微波改性沸石对氨氮的平衡吸附量为17．9mg·g-1,是天然沸石对氨氮平衡吸附量（6．9mg·g^-1）的2．6倍。当柱高H=35cm,水力停留时间亚2．0h,吸附柱串联个数N=3时,改性沸石对脱磷尿液废水中氨氮的去除效果最佳。当吸附柱内氨氮负荷小于6370mg时,吸附柱出水中氨氮浓度低于30mg·L-1。10％HCI＋5g·L-1 NaCl混合液作为沸石再生剂时,氨氮洗脱率达到88．3％,再生沸石的平衡吸附量可达16．4mg·g-1,为改性沸石的91．6％。可见,改性沸石吸附柱可有效去除脱磷尿液废、水中氨氮,同时10％HCI＋5g·L-1 NaCl混合溶液能够有效实现沸石再生和氨氮回收。研究结果为脱磷尿液废水中氨氮处理与回收中试试验奠定了基础。     

桑园土壤—桑叶—蚕茧系统硫素相关规律研究

采用典型地区桑园面上调查取样和实验室分析相结合的研究方法对长江中下游地区典型桑园的硫素状况进行研究。结果表明 :表土 ( 0～ 2 0cm)有效硫含量为 2 5 1～87 73mgkg- 1(均值 1 8 34± 1 5 2 5mgkg- 1) ,底土有效硫含量比表土有所增加 ,二者极显著正相关。缺硫土样占 5 5 77% ,以皖、赣、鄂、闽等省红砂岩、花岗岩母质形成的土壤为典型缺硫土壤 ,其次为赣、湘、苏的河流冲积物母质土壤。桑园土壤有效硫含量与桑叶全硫含量呈极显著二次曲线相关 (R2 =0 1 773 ,n =5 2 ,a <0 ) ;桑叶全硫含量与茧层全硫含量呈显著二次曲线相关 (R2 =0 2 1 0 1 ,n =2 6,a <0 )、与蛹全硫含量呈极显著直线正相关 (R2 =0 2 5 1 5 ,n =2 7)。高产桑园土壤有效硫含量及桑叶、茧层、蛹、蚕沙全硫含量均比低产桑园高     

农业面源污染控制工程的“减源-拦截-修复”（3R）理论与实践

在点源污染逐步得到控制后,面源污染问题日益突出,在一定程度上已经严重影响到中国生态环境健康、良性发展,甚至在一定程度上制约了中国经济社会的可持续发展。结合30多年的面源污染控制经验,剖析了中国农业面源污染总体形势,并从农业面源污染产生、发展和发生的特征上,基于中国的经济发展模式提出了农业面源污染控制的策略性理论——“减源-拦截-修复”理论。在阐述了该理论后,从太湖流域和滇池流域典型区域农业面源污染控制的实践案例进行验证。期望“减源-拦截-修复”理论的建立,能从根本上扭转农业面源污染控制工程至今无策略性指导理论的局面,为中国乃至世界类似经济发展模式的地区农业面源污染控制提供有益指导。     

绰墩遗址新石器时期水稻田、古水稻土剖面、植硅体和炭化稻形态特征的研究

绰墩遗址第六次发掘的300 m2范围内出土22块古田块,通过对其田埂、灌排系统(水口、水沟、水井)等结构特征的观察研究,对古田块和水沟中出土的灌溉用具——陶罐和陶盆碎片的鉴定是属于马家滨文化时期的器物;从田块表土层中淘洗出大量的炭化稻粒,每克土壤中检测到有上万至十余万颗水稻植硅体,这些结果证明所发现的田块是马家滨时期的灌溉稻田。对出土的炭化稻粒和土壤有机质的14C定年结果表明其年龄分别为5 907 a BP和6 280 a BP,是新石器即晚马家滨文化时期的水稻文明。对在遗址挖掘的两个整段剖面(P-01和P-03)的研究发现,P-01剖面上42~103 cm层位埋藏有马桥文化-商朝初期(3 320 a BP)和在103~200 cm层位埋藏有马家滨时期(6 280 a BP)的两个古水稻土剖面,这一结果佐证了前人关于8 000年来长江三角洲地区曾有过几次大的洪水泛滥而使人类耕作活动中断的气候变化事件的结论。然而距P-01仅15 m的P-03整段剖面上仅出现了马桥-商朝初期的古水稻土剖面(40~100 cm),未发现马家滨时期古水稻土剖面(100~200 cm),说明当时的生产力非常低下,仅能利用低洼平坦的地方种稻,稍高一点的居住点附近的坡地就无法改成梯田种植水稻了。这两个埋藏的古水稻土剖面均已经发育了水稻土的明显特征。对出土炭化稻粒的形态学研究表明,外型多为椭圆形,长宽比的变异较大,稃面有方格凹陷结构、周边有稃毛,顶端残留有稻芒的基部,基部有护颖而没有小梗,"钝形"的双峰乳突、浅平的凹陷乳沟等均显示其为人工栽培的粳型水稻。结果与丁颖20世纪50年代在黄河流域发现的汉代的炭化稻粒的特征是吻合的,从而支持了关于"我国长江流域与黄河流域古代最早栽培的水稻都是粳稻品种"的论点。     

黄土区村级农田土壤养分空间变异特征研究

本研究选择黄土高原地区陕西省新集村为研究对象。在219hm2耕地上用网格法采集364个表层(0~20 cm)土壤,研究了该村土壤pH,有机质和速效养分(N,P,K,Ca,Mg,S)空间变异性。结果表明:该村98.9%耕地缺N,缺K,缺P比例占11.5%和4.4%。地统计学分析结果表明:土壤有机质、有效N、P、K、Mg、Ca、S具有中等的空间相关性,空间变异程度依次为:OM>P>Ca>K>Mg>N>S,土壤pH的空间相关性很弱。有机质、有效N、S最大相关距离大,达到1853m,pH值最小,为148m,K、Ca、P、Mg最大相关距离分别为717m、720m、1032m和1344m。施肥是导致该村土壤养分空间变异性的主要原因。基于土壤养分状况和空间分布特征,目前仅需要考虑对该村土壤K,P进行分区管理。     

太湖流域典型蔬菜地土壤氮磷钾养分空间变异性及分布规律

采用传统统计和地统计学相结合的方法,以太湖典型地区宜兴市大浦镇湖滨公路以东50hm2蔬菜地为研究对象,网格法(50m×50m)采集表层(0~20cm)土壤156个,研究了土壤主要肥力参数(N、P、K)空间变异特征和分布规律。结果表明:全P、全N、NH4 -N、速效P和速效K有明显的空间变异结构,且在一定范围内存在空间相关性,其含量具有一定的渐变分布规律。研究区域土壤速效P普遍盈余,土壤N、K丰缺并存。Kriging插值法绘制了土壤养分空间分布图,研究结果为最终实施氮磷养分的分区管理和养分重点控制区的确定提供依据。     

室内模拟水分管理对土壤溶液磷质量浓度影响研究

[目的]探究不同水分管理模式下、不同土层土壤溶液磷的环境行为.[方法]本研究采取土柱试验研究了3种水分管理模式下(模式1—模式3土壤含水率均恒定分别为:50％、75％、100％)84 d剖面土壤(表层0～10 cm、中层10～20 cm、下层20～30 cm)溶液磷质量浓度变化规律及其与土壤溶液中TOC、总铁、总铝、总...     

雨季白洋淀地区散养鸭粪中氮素去向研究

散养是白洋淀地区养鸭的主要方式,散养过程中产生的大量鸭粪因不够集中、难以收集而残留于土壤表面。借助小区模拟试验,研究了白洋淀雨季(6～9月份)残留在土壤表面的鸭粪中氮素动态变化及环境影响因素。结果表明:鸭粪中部分氮素以NH3的形式挥发,挥发期为45d左右,挥发量约为8.72kg·hm-2;NH3挥发主要集中在鸭粪排出后的7d内,挥发初期随温度降低、湿度增加和光照减弱逐渐降低,随着挥发的减弱其与环境因素相关性不明显。模拟小区地表径流中总氮(TN)流失负荷为10.05kg·hm-2,以颗粒态氮(PN)为主;可溶态氮(TDN)中,以无机氮为主。淋溶水中总氮淋失负荷为19.30kg·hm-2,以NO3--N为主。自然状态下,鸭粪中约10%氮素以NH3挥发、地表径流和淋溶流失;部分氮素残留于土壤中,另有部分未矿化鸭粪存在于土壤表面,约占鸭粪总量的45.09%。残留于土壤中的氮素一旦达到土壤临界值,将威胁当地水环境安全,因此必须采取有效措施,防止养鸭带来的过量氮素累积造成的环境污染。     

轮作对设施蔬菜大棚中次生盐渍化土壤盐分离子累积的影响

2007 年8 月在江苏省宜兴市采集10 个典型大棚土壤及其邻近露地蔬菜地土壤调查其离子组成和电导率, 并选择2 个土壤具有次生盐渍化特征的大棚研究轮作(蓖麻-白菜-蓖麻、辣椒-白菜-辣椒)对土壤电导率(EC)和离子组成的影响。结果表明, 大棚蔬菜地土壤EC 显著高于露地蔬菜地土壤, 20%的大棚土壤已发生次生盐渍化(EC>500 μS·cm^-1); 大棚土壤的SO₄^2-、NO₃^-离子浓度显著高于露地蔬菜土壤, 说明SO₄^2-、NO₃^-是影响大棚次生盐渍化的主要离子。2 年3 茬大棚蔬菜地轮作试验结果表明, 蓖麻-白菜-蓖麻轮作导致土壤EC 下降5%, 辣椒-白菜-辣椒轮作使土壤EC 下降33%, 表明后者对土壤次生盐渍化改良效果优于前者。两轮作系统盐分离子累积差异主要在于SO₄^2-, 辣椒-白菜-辣椒轮作能降低土壤SO₄^2-的累积, 而蓖麻-白菜-蓖麻轮作则不然。建议根据次生盐渍化土壤主控盐分离子以及不同作物对盐分离子吸收累积偏向性选择合适的轮作系统, 实现轮作改良次生盐渍化最佳效果。     

白洋淀湖心岛分散式鸭养殖污染控制技术研究

白洋淀分散鸭养殖产生的污染物是导致其水体污染的主要来源之一。依据"减量化、就地处置资源化、养分循环"思路,提出湖心岛分散鸭养殖污染控制模式,主要包括:鸭粪收集系统(收集网、径流和冲洗水收集沟)、鸭粪沼气发酵与利用系统、沼液湿地净化和沼渣利用系统。选择安新县安新镇王家寨村占地5 000 m2养殖1 500只鸭的湖心岛建立综合控制示范工程。2010年4～11月,示范工程在典型降雨日和非降雨日排水的COD、总氮、总磷分别为351 mg/L、74.2 mg/L、7.1 mg/L和214 mg/L、42.1 mg/L、5.3 mg/L,水质符合《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001);这是由于源头收集系统收集了陆上活动区40%的鸭粪,同时末端处理系统(沉淀池+人工湿地)对养鸭废水污染物的高效削减。沼气池产生的沼气和剩余的沼液沼渣可以作为能源和肥料加以利用。本文集成湖心岛分散鸭养殖污染控制模式简便、适用,具有推广价值。