冬小麦-夏玉米轮作条件下氮素反硝化损失研究

  在北京潮土上研究了冬小麦-夏玉米轮作体系下土壤氮素反硝化损失。结果表明，不同氮肥用量处理，土壤氮素反硝化损失量为4.71～9.67 kg·ha-1。夏玉米生育期是反硝化损失的关键时期。氮肥施用后的1～2周是氮素反硝化损失的最剧烈阶段。土壤N2O的生成、排放与反硝化作用有相似的规律性，N2O可能大部分来自于硝化作用。     

双氰胺对水稻根系及合特性和经济性状的影响

为研究硝化抑制剂双氰胺的效应及其在水稻配方肥中的应用，以中稻培两优93为材料，采用盆栽法，研究了双氰胺对水稻根系、光合特性以及经济性状的影响。结果表明，低剂量的双氰胺（7.5和15kg/hm^2)能显著增加根系体积，改善根系的吸收性能。7月5日测定的根系活力随双氰胺用量的增加而增强，随后，各处理差别不明显。双氰胺能使叶绿素含量略微增加，并能改善水稻植株下部叶片光合性能，而对蒸腾速率、气孔导度影响不大。低剂量双氰胺处理有利于水稻植株干物质积累，促使水稻增产14.9%-25.74%。认为在水稻专用配方肥中添加双氰胺时，以不超过15kg/hm^2，即配方肥用量的2％左右为宜。     

以棉花为碳源去除地下水硝酸盐的研究

采用室内试验装置,研究了以棉花为碳源和反应介质的生物反应器去除地下水中的硝酸盐。结果表明,以棉花为碳源的反应器启动快。在室温25℃±1℃,进水硝酸盐氮浓度为22.6mgN·L-1,水力停留时间不小于9.8h时,反应器对硝酸盐氮可以100%去除,出水未检出亚硝酸盐。反硝化反应受温度变化及水力停留时间影响大:14℃的反硝化速率不到25℃的1/2;当水力停留时间为7.2h,N去除效率只有45%。反硝化反应受pH值和DO的影响小,当pH值在6～9,进水DO在2～6mg·L-1范围变化时,反应器去除效率没有变化。在反应进行过程中,棉花也被消耗掉。     

田间施用硝化抑制剂DMPP对小青菜贮藏过程中硝酸盐与Vc含量的影响

采用田间施药方法,研究了施用硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(3,4-dimethylpyrazolephosphate,DMPP)对冰箱贮藏条件下小青菜可食部分硝酸盐、维生素C(Vc)含量变化的影响。结果表明,在贮藏过程中,施与不施DMPP2种处理小青菜硝酸盐含量呈现先降低后略有升高的趋势,Vc含量呈降低的趋势;DMPP在贮藏前期能够有效地降低硝酸盐含量,延缓Vc含量的降低。贮藏2d后,DMPP处理小青菜硝酸盐、Vc含量分别降低了74.4和9mg·kg-1,而对照处理分别降低了54.4和50mg·kg-1,处理间硝酸盐、Vc降幅差异均达5%显著水平。贮藏2～4d中,DMPP处理硝酸盐、Vc含量分别降低了20.1和91mg·kg-1,而对照处理分别降低了144.7和84mg·kg-1,处理间硝酸盐含量降幅差异达5%显著水平。贮藏4～6d中,对照处理硝酸盐含量升高了60.6mg·kg-1,DMPP处理升高了76.2mg·kg-1,Vc含量分别降低23和117mg·kg-1,且处理间降幅差异达5%显著水平。蔬菜贮藏时间不要过长,以不超过4d为宜。     

氧化还原介体对短程反硝化细菌亚硝氮积累影响研究

【目的】亚硝酸盐的稳定获得对于厌氧氨氧化工艺的研发和应用具有重要意义。期望通过筛选投加合适的氧化还原介体将反硝化控制在亚硝氮的阶段,实现稳定的短程反硝化,并优化反应条件进一步增加亚硝氮的积累量,为厌氧氨氧化工艺应用提供一种新的亚硝氮供给方式。【方法】通过序批式试验分别考察了不同浓度2-羟基-1,4萘醌(ME)、蒽醌(AQ)和1-氯蒽醌(1-AQ)的投加对短程反硝化细菌亚硝氮积累的影响,并且通过酶促动力学实验对其影响机制进行了深入探索,最后通过16S rDNA分析,对短程反硝化细菌菌群群落结构进行了深入分析。【结果】首先,相比对照,投加75μmol/L AQ和1-AQ分别导致亚硝酸盐氮的积累量提高了74.8%和1.06倍,但是ME的投加几乎没有增加亚硝氮的积累;其次,试验结果表明,当投加C/N比为2时,亚硝氮积累量最多,使得投加1-AQ效果最好,亚硝氮积累量最高达到了52.98 mg/L(初始硝氮为100 mg/L);再次,酶促动力学试验揭示了1-AQ使得亚硝酸盐迅速积累的原因在于其提高了69.13%的硝酸盐还原酶活性,却仅仅将亚硝酸盐还原酶活性提高了36.74%;最后,16S rDNA结果显示,本试验所用菌群中具备短程反硝化能力的菌群有Yersinia frederiksenii、Thauera、Hydrogenophaga、Trichococcus、Klebsiella和Dechloromonas。【结论】合适的氧化还原介体投加能够明显增加短程反硝化细菌亚硝氮的积累量,氧化还原介体筛选的关键在于其对硝酸盐还原酶活性的增加速率高于亚硝酸盐还原酶。     

碱度及Do对亚硝化反应的影响

[目的】研究碱度和DO浓度对亚硝酸盐积累及半硝化的影响。[方法】采用自制的立方形SBR反应器,反应器温度控制在28～33℃,进水氨氮浓度控制在80～110mg／L,研究碱度和DO2个因素对亚硝酸盐积累的影响。[结果]水体中适当的碱度有益于亚硝酸盐的形成。低DO有利于亚硝酸盐的积累,但不利于氨氮的转化。当DO〈0．5mg／L时,氨氮去除率不高,仅50％左右,适合于半硝化反应,但亚硝酸盐积累率很高,最高可达99％;当DO〉1．5mg／L时,亚硝酸盐的积累率逐渐降低;DO在0．5～1．5mg／L时,氨氮的去除率和亚硝酸盐积累率都很高,适合于进行亚硝化反应。[结论]在温度为28～33℃和进水氨氮浓度一定的情况下,控制碱度和DO能使亚硝酸盐在反应器内得到很好的积累。     

潮汐流-水平潜流组合人工湿地的污水处理效果

利用室内潮汐流和水平潜流人工湿地装置,构建潮汐流-水平潜流(TF-HF)和水平潜流-潮汐流(HF-TF)2种不同组合的人工湿地系统,探讨不同组合方式的水平潜流和潮汐流人工湿地复合系统对污染物的去除效果。研究结果表明:在进水条件相同、潮汐流人工湿地淹没排空比均为12h∶12h、水平潜流人工湿地水力停留时间(HRT)均为4d、系统回流比均为1∶1条件下,潮汐流-水平潜流人工湿地系统和水平潜流-潮汐流人工湿地系统对总有机碳(TOC)的去除率分别为90.2%和91.3%,无明显差异;对NH4+-N的平均去除率分别为19.5%和39.2%,总氮(TN)的平均去除率分别为10.3%和30.5%,水平潜流-潮汐流人工湿地系统表现出较好的运行效果。     

高负荷活性污泥法对生活污水的处理效果

[目的]探究高负荷活性污泥法与短程硝化和TN去除率之间的关系。[方法]采用A/O小试装置处理低C/N实际生活污水,将水力停留时间(HRT)降低至7.00和3.50 h,考察该方法对生活污水中氮的去除效果。[结果]在低HRT高负荷工况下,DO需要高达3.00 mg/L才能将NH_4~+-N完全去除。低HRT对于亚硝化率有一定影响,但进水NH_4~+-N浓度仍是影响亚硝化率的主要因素。在一定范围内,较低的NH_4~+-N去除率对TN去除没有影响。COD的去除不受低HRT影响。在高COD负荷下,提高DO浓度可以预防污泥膨胀,但会降低TN的去除率。[结论]低HRT对亚硝化率有一定影响,但影响亚硝化率最主要的因素是NH_4~+-N浓度。     

利用膜进样质谱仪测定水稻土几种厌氧氮转化速率

为了在同一体系下区分和测定水稻土反硝化、厌氧氨氧化(Anammox)和硝酸根异化还原成铵(DNRA)过程发生速率和相互关系,并获取近似原位情况下的净脱氮速率,本研究通过将~(15)NH_4~+化学氧化法测定DNRA速率和添加尿素模拟原位土柱测定净脱氮速率与膜进样质谱法(MIMS)进行联用,完善了一套基于膜进样质谱法(MIMS)的稻田硝态氮转化测定方法体系,利用该方法测定了5种典型的水稻土[辽宁营口(YK)、江苏宜兴(YX)、浙江金华(JH)、广西桂林(GL)和四川广安(GA)]的反硝化、Anammox、DNRA和净脱氮4种氮转化速率。结果显示:基于MIMS的方法体系可实现对水稻土中反硝化、Anammox、DNRA和净脱氮速率的测定,5种水稻土反硝化、Anammox、DNRA和净脱氮速率范围分别为(358.63±25.37)～(479.96±22.12)、(-14.81±0.22)～(5.29±1.22)、(25.76±12.71)～(109.87±3.88)g N·hm~(-2)·h~(-1)和(33.33±11.16)～(72.74±14.18)g N·hm~(-2)·h~(-1),相关结果与其他方法研究结果具有可比性。相关性分析显示:水稻土NO_3~-、可溶性有机碳(DOC)和土壤Fe~(2+)含量是反硝化过程的主要限制因素;NO_3~-是Anammox的关键限制因素;而土壤DOC和Fe~(2+)含量是DNRA过程的主要限制因素。基于MIMS的方法体系可以在短时间内(1周)测定水稻土四种厌氧氮转化速率,且所需样品量低、精确度高,在稻田或湿地土壤厌氧氮转化过程研究中有很好的应用前景。     

好氧反硝化细菌的筛选

采集江安河及府河淤泥样本,采用BTB培养基与N-(1-萘基)-乙二胺光度法筛选出20株具有反硝化能力的好氧菌株.选取其中5株反硝化能力较强的DM1、DM2、DM3、DM4和DM5菌株,进行NO3--N去除率测定,其48 h NO3--N去除率均达到了30％以上.其中DM1、DM2、DM3和DM5菌株氮去除率依次为43.9％、47.6％、47.9％和51.3％.对DM5菌株进行生长曲线测定,进行pH值和温度对反硝化速率影响测定,试验结果表明在pH 7.0～7.4,温度20～30℃时,DM5菌株反硝化效果较好.