黑龙江省水稻土壤污染现状分析与评价

黑龙江省是我国稻米主产区之一,水稻田土壤质量关乎国计民生,对黑龙江稻米产区的水稻土中的砷(As)、镉(Cd)、钴(Co)、汞(Hg)、镍(Ni)、锰(Mn)6种重金属元素,以及666总量(HCH)、滴滴涕总量(DDT)等的污染情况进行了调查和分析,并利用Spass软件和Excel对土壤质量进行评价。结果表明:研究区域内无机和有机污染物平均含量均较低,但其空间分布具有一定差异,各元素平均单因子污染指数均小于1,属于未污染,黑龙江省的水稻田土壤质量总体状况良好。双鸭山、佳木斯、鸡西市所属的三江平原和兴凯平原一带,因开矿和污水灌溉,存在重金属污染的风险,违禁农药的施用也导致部分水稻田里土壤DDT和HCH存在残留。     

响应面法优化生物炭与牛粪混合厌氧发酵工艺

为了提高厌氧发酵产气效率,在单因素试验基础上,采用响应面法对厌氧发酵工艺参数进行优化,通过Box-Behnken中心组合试验设计,以厌氧发酵产气量为响应值,研究发酵温度、总固体浓度和生物炭添加量3个因素对厌氧发酵的影响,建立相关数学模型,并进行试验验证。结果表明:3个因素对厌氧发酵产气效率的影响均达到显著水平,最优工艺条件为发酵温度41℃,总固体浓度8.9%,水稻秸秆炭7.9%,在此工艺条件下,厌氧发酵产气量达到2735 mL±37 mL,与预测产气量2693 mL,两者偏差在2.0%以内。因此,所建模型能较好地用于生物炭与牛粪混合厌氧发酵产气量的预测。     

东北地区秸秆燃料化利用发展模式探究

为了研究秸秆燃料化利用不同技术装备特点,探索适宜东北地区的秸秆燃料化利用模式与发展路径,通过实地调查,结合实际运行经验与成本效益,分析了东北地区秸秆燃料化利用现状、工艺特征与发展优势,归纳总结了适宜农村分散居住形式的“一村一厂”分户式秸秆压块利用模式;适宜村镇公共事业单位大面积的采暖生物质锅炉改造供热模式,与燃煤锅炉相比,采暖期节支成本约为30%;秸秆打捆直燃技术,适用于城市或乡镇大中型锅炉的集中供热模式,运行成本更加低廉,与燃煤锅炉相比,采暖期节支成本可达30%～36%。针对秸秆燃料化利用存在的关键问题,在强化组织领导、创新发展理念、健全市场化机制,注重技术支撑、加强宣传与意识提升方面提出对策与建议,从而为东北地区秸秆燃料化利用发展提供理论支撑。     

活性炭脱除模拟沼气中H2S的动态试验

利用动态试验,以模拟沼气为研究对象,研究了进气中H_2S的浓度、进气流速、吸附剂质量及吸附剂粒径等因素对吸附柱穿透时间及穿透吸附容量的影响。研究结果表明,提高进气中的H_2S浓度和进气流速,增加活性炭的粒径可以有效地缩短穿透时间。当其他试验条件保持不变时,进气中H_2S的体积分数分别为0.0124%和0.0454%时,其对应的穿透容量分别为1.20和1.86 mg/g;进气速度为0.15 L/min时的穿透容量为0.30 L/min时的1.6倍;粒径0.84~2.00 mm时的穿透容量只有0.42~0.84 mm时的58%。因此,提高活性炭对H_2S的穿透吸附容量可以通过提高进气中H_2S的浓度,降低进气速度、减小活性炭的粒径等方法实现。通过Bangham吸附速率方程的模拟可知,未经改性的活性炭对H_2S的吸附行为同样符合Bangham吸附速率方程。该研究可为未改性活性炭沼气脱硫装置的放大和实际应用提供参考。     

黑龙江省农业干旱灾害时空变化特征研究

为促进黑龙江省农业发展,利用Mann-kendall检验、Morlet小波法和GIS软件对黑龙江省1986-2015年的农业干旱灾害数据进行了分析,研究了农业干旱灾害的时空变化特征。结果表明:在1986-2015年,黑龙江省受干旱影响的面积最大,由其造成的受灾面积约占总受灾面积的50%以上。农业干旱导致的农业受灾率和成灾率总体呈下降趋势,但下降趋势不明显,发生中度干旱、轻度干旱、特大干旱和重度干旱的年数依次减少。通过Morlet小波分析可知,干旱受灾率在1986-2015年间呈周期性变化,变化的周期分别为3、5和14a,其中14a为变化主周期。在2016-2020年,黑龙江省干旱受灾率处于负相位,但有发生干旱灾害的可能,需要有关部门提前进行水利设施的维修、维护,做好防旱部署。通过GIS软件对基于降水距平百分率和受灾率的干旱指数进行模拟可知,黑龙江省西南部是干旱高危害区,须同时做好春旱和夏旱的防治工作。     

牛粪和农作物秸秆堆肥参数关系研究

堆肥是处理畜禽粪污、农作物秸秆等农业废弃物的传统技术之一，但目前关于堆肥参数之间的关系尚缺乏系统研究。因此，以牛粪为主要堆肥物料，研究了含水率(WC)、碳氮比(C/N)以及农作物秸秆种类对堆肥过程中的堆肥物理化学性质的影响，并对各参数之间的内在关系进行了系统研究。结果表明，N25处理(堆肥物料为牛粪和玉米秸秆，碳氮比为25∶1,含水率为65%)在堆肥初期的有机物降解速率高。N30处理(堆肥物料为牛粪和玉米秸秆，碳氮比为30∶1,含水率为65%)在堆肥初期升温速度快，初期之后更容易保持高温。有机物降解速率(R)与堆肥时间(t)和可挥发有机物(VS)在α=0.01水平上显著相关，与堆肥含水率(WC)、堆体温度(T)、电导率(EC)和有机物降解速率(R_d)在α=0.05水平上显著相关。有机物降解速率与其他参数之间符合公式R=0.533 31t-0.133 08WC-1.763 22VS-16.591 39pH-0.008 03EC+5.409 73R_d+0.533 1T+313.008 4。该研究可为寒区畜禽粪污堆肥进程的判定提供一定的参考。