氮硝化过程的生物监测

作者在生产性脱氮系统的活性污泥中发现,脱氮系统存在着一类有别于普通活性污泥的原生动物,它的出现及数量与脱氮效果呈一定规律.作者通过试验进行了验证,当系统中出现球形砂壳虫和(或)针棘匣壳虫时,表示硝化性能正在形成或初步形成;当出现半圆表壳虫时,表示硝化性能已处于良好状态.最后作者还初步建立了生物监测模式     

施用有机氮肥条件下地下排水中硝态氮流失的模拟研究

将改进的有机氮肥管理模型(MANIMEA)与广为应用的土壤水流运动模型(SWAP)相耦合,用于模拟评价施用猪粪条件下NO^-₃-N(硝态氮)通过地下排水的流失量。采用加拿大新斯科舍省农业大学试验站4个试验地块1999年的日地下排水量及NO^-₃-N流失量观测值对模型进行了模拟验证。模拟结果表明,预测的日地下排水量与观测的地下排水量吻合较好,相关系数在0.73～0.78之间;日NO^-₃-N流失量与地下排水量的关系密切,4个试验地块NO^-₃-N流失量模拟值与观测值平均误差在-0.017kg/hm²和005kg/hm²之间,绝对平均误差范围在0.087kg/hm²和0.152kg/hm²之间。模拟时段NO^-₃-N总流失量与观测值的相对误差在-0.5%和8.9%之间。总体来说,图形显示和统计指标分析表明,MANIMEA模型具有良好的模拟性能,模型能够较好的预测地下排水中NO^-₃-N流失量。     

亚热带农业小流域暴雨过程硝态氮迁移特征及水文示踪研究

为揭示亚热带丘陵区农业小流域暴雨过程中硝态氮迁移规律及其主要水文输送途径,本研究通过对紫色土丘陵区典型农业小流域典型暴雨过程跨尺度(从3~1 236 hm2)连续监测,分析径流硝态氮迁移动态特征及其尺度效应,并对比δ18O和硝态氮作为示踪剂的端元混合分析(EMMA)解析结果,探讨硝态氮作为暴雨过程水文示踪剂的可行性。结果表明:(1)两场暴雨事件中源头小流域苏荣小流域(含集镇污水)径流中硝态氮浓度最高,而到达梯级小流域出口处(万安小流域)硝态氮浓度最低,林地来水的贡献是较大尺度小流域径流硝态氮浓度降低的主要原因,坡耕地壤中流补给可能是径流消退过程中硝态氮出现浓度峰值的主要原因。(2)EMMA模型解析结果显示:δ18O与硝态氮均能示踪农业小流域径流消退期间壤中流补给过程;但硝态氮在受人居活动强烈影响子流域的示踪应用需谨慎。以农业为主的亚热带丘陵区小流域中,硝态氮具有同时作为环境效应指示剂和水文示踪剂的潜力,但其应用效果仍有待于进一步验证。     

降水产流非线性驱动下坡地硝态氮产污过程试验

为正确认识坡地氮素流失过程,同时为降水产流非线性驱动下流域污染负荷模型的构建提供理论依据,研发自动化程度高、接近天然降雨的人工模拟降雨产流产污试验装置,试验研究不同降雨强度和前期土壤含水率条件对产流及近地表土壤中硝态氮溶出过程的影响,利用演绎推理法探讨近地表土壤中硝态氮溶出系数与降雨产流及土壤含水率的关系。结果表明：降雨强度越大,前期土壤含水率越高,产流量、累积产流量越大;产流量以幂函数形式随时间不断增加趋于稳定,同时,降雨初期地表产流中硝态氮负荷及累计负荷量也越大;后期随着产流量的增加而呈幂函数形式衰减,最终又随着产流量的稳定而趋于稳定;近地表土壤中硝态氮的溶出系数受控于降雨产流,同时与土壤湿度存在指数函数关系。探讨的降雨产流-溶出系数-土壤含水率的数值关系对模拟高时间分辨率降雨产流非线性驱动下坡地硝态氮产污过程具有一定的参考价值。     

土壤硝态氮三种测定方法介绍与比较

文章对土壤中硝态氮测定方法做一介绍,并分析各种方法的优缺点,以便不同试验需要进行选择。     

附生硅藻作为指示生物的研究进展

通过筛选斯普林格、爱思唯尔和中国知网中关于硅藻良好指示特性的研究结论,按照指示变量的特征可归纳为水体环境变量、硅藻指数、生态毒理学、古环境古气候、土地利用和生态水文要素6个类目。大量研究结果证实,基于附生硅藻的种类分布和个体特征,使得硅藻具有上述变量的良好指示效应,特别在指示水体环境和古环境方面。     

不同水氮供应对菜地土壤硝态氮累积的影响

通过田间小区和土柱模拟试验相结合的方法研究了不同水氮供应对菜地土壤硝态氮淋溶的影响，结果表明，在田间小区和土柱模拟试验中，硝态氮在1m土层内出现一个累积峰，并且随着灌水量的增加累积峰逐渐下移；在相同灌水量下，随着氮肥施用量增加两个试验1m土壤中硝态氮储量均增多。在田间小区试验中，当施氮量低于270kg/hm^2时，相同的施氮量下，150、250、350mm^3个水平灌水量下1m土体内硝态氮储量多少为250mm〉150mm〉350mm，当施氮量超过270k加m^2时，土体内硝态氮累积量随着灌水量的增加而减少。在土柱模拟试验中，在相同的施氮量下，1m土体硝态氮的储量随着灌水量的增加而增加。     

环境条件与成土因素

特殊母质或母岩是成土的一个重要影响因素。在一定的生物气候条件下,某些母质或母岩的性质对土壤形成起很大的延缓作用,如风沙土、紫色土、石灰土、磷质石灰土、火山灰土等的形成都深受母质和母岩的影响。     

典型河口区硝态氮短程还原成铵的活性氮累积途径研究进展

为了揭示水体特有的,具生物活性的氮素积累而造成水生态恶化的内因,对河口区氮循环的非传统生物转化途径,即硝态氮异化还原成铵（ DNRA ）的活性氮累积途径进行综合分析。河口环境特征与相应的微生物生态学研究表明：相对高温高盐的滨岸带系统里夏季富营养化严重,生物活性氮素通量高;在浅水河口的DNRA是氮转化客观存在的“链节”（相应地成为反硝化的汇）。高盐环境下的沉积物有充足的碳源,具备DNRA菌糖代谢发酵的条件,从而可能具备与反硝化过程竞争的环境条件。认为应结合河口特征如气候、盐度、微生物种类等对DNRA的关联机制展开深入细致的研究,为我国河口地区的氮素总量控制管理及富营养化水平评价提供生物学基础。     

土壤中硝态氮迁移转化的数值模拟研究

为了揭示不同灌溉强度下土壤中硝态氮浓度的变化规律,选取常德市典型浅层土壤为研究对象,以动态土柱淋滤试验和静态反硝化试验为基础,运用HYDRUS-1D软件建立数值模型对不同灌溉强度下硝态氮浓度的变化进行模拟分析。结果表明:当灌溉强度大于4 cm/d时,灌溉强度超过土壤下渗能力,灌溉水按下渗能力下渗,多余的水会形成地面积水,进而形成地表径流,模拟10 d各组土壤中硝态氮的浓度差异不大;当灌溉强度小于等于4 cm/d时,灌溉水全部下渗到土壤中,模拟10 d后土壤中硝态氮的浓度随灌溉强度的增加而增大。     

固定化细胞去除废水中硝态氮的试验研究

通过对常用的聚乙烯醇-硼酸固定化方法优化改进,有效解决了固定化细胞技术在废水处理领域推广应用中所面临的机械强度小、易破碎、发胀粘连和带气上浮等问题。对包埋固定化反硝化菌与未包埋反硝化菌处理含硝态氮的废水进行比较,结果表明:固定化反硝化菌在不适宜的pH值、温度和有氧条件下均比未包埋菌具有明显的耐受性,表现出良好的反硝化特性,并且能和硝化细菌在同一反应器中进行单级生物脱氮,总氮去除率达到52%,因而在处理含氮废水中具有一定的实际应用价值。     

土壤中硝态氮淋洗的传递函数模拟和预报

运用传递函数模型(Transfer Function Model,TFM)作为随机模拟工具，对灌溉入渗重分布条件下非饱和土壤中硝态氮的运移进行了数学模拟。获得了实验条件下土壤中硝态氮迁移时间的概率密度函数和中值与均值迁移时间及运移体积分数，仿真了实验期间硝态氮的出流浓度动态，估算了硝态氮的累积淋洗量。     

考虑土壤中硝态氮转化作用的传递函数模型

本文运用传递函数模型，模拟了冬小麦从播种至返青期地中渗透计土壤2m出流处的NO-3N浓度动态。假设模拟时段内冬小麦的根系吸氮与累积实际蒸散量成正比，计算了冬小麦的吸氮动态(汇项)；联立由田间氮素平衡法所得的净矿化项(源汇项)从而获得净源汇项。在模型中将NO-3-N在土壤中的主要转化作用作为源汇项嵌入传递函数的模型中，建立了NO-3-N这一不稳定溶质在土壤中淋失的传递函数模型。通过对比实测资料，表明作者提出的考虑NO-3-NN主要转化作用的传递函数模型较通常保守溶质的传递函数模型具有更好的仿真精度。     

禹城市主要水体硝态氮监测及变化分析

地表水硝态氮(NO3--N)污染与人类健康以及水体生态环境密切相关。以潘庄灌区的禹城市主要水体为例,采集研究区内10个点进行长期监测,主要监测项目包括pH值及NO3--N等水质指标。结果表明,2004年-2009年,禹城市不同水体pH值变化在6.8～8.8之间,符合地下水环境质量标准(GB3838-2002)基本限值。地下水pH值有下降趋势。不同水体pH值最低值多在7月,高值多在10月或1月。2004年-2009年禹城市主要水体硝态氮变化总体呈逐年下降趋势,地下水中硝态氮各年份间变化不大。各采样点灌溉用地表水和地下水中硝态氮含量大多在7月及10月增高,主要原因是小麦或玉米播种前施基肥后随灌溉淋溶进入水体,而受降雨量的影响不大。本研究为该区域水质安全评价提供科学依据。     

考虑残留氮对非稳定流场硝态氮淋失贡献的传递函数模型

本文通过引入溶质迁移距离的概率密度函数的修正系数，将Jury等提出的模拟非稳定流条件下土壤保守溶质运移的传递函数模型理论扩展到考虑土壤剖面存在残留氮分布的土壤中，构造了一个能估算表施和残留氮对土壤硝态氮淋失动态贡献的传递函数模型。通过与野外地中渗透计实验资料的对比，表明该模型具有一定的仿真精度，模拟的土壤硝态氮累积淋失量的相对误差小于15%。     

位山灌区典型农田地下水硝态氮污染分析

为了探索降低位山灌区地下水污染风险的途径,选取灌区典型农田,对不同埋深的地下水进行原位连续采样,根据样本的氮素含量分析农田氮素垂向分布规律,评估硝态氮污染情况,并探讨了不同形态氮素的存在特征。结果表明:灌区农田浅层地下水中的硝态氮浓度明显超出国家饮用水标准,深层地下水尚未超标;有机氮是农田氮素的主要存在形式,但其溶解性很差;土壤和地下水中的硝态氮浓度明显高于铵态氮;铵态氮的吸附性较强,硝态氮的淋溶风险高。延缓铵态氮的硝化过程可能是降低硝态氮污染的有效措施。     

不同介质RBF对硝态氮污水的净化作用研究

模拟研究了不同含水介质的河岸渗滤系统对硝态氮污水的净化作用及净化机制。结果表明:含有黏土的渗滤系统其净化作用为反硝化作用,其净化率达100%;若含水介质为粗粒的渗滤系统,其净化能力很低,到后期净化率基本为零。     

层施保水剂不同高度对土壤硝态氮运移的影响

通过室内层施保水剂的毛管水上升试验分析层施不同高度保水剂对毛管水上升和硝态氮运移的影响。结果表明:在土壤容重、初始含水率和硝酸铵浓度相同的情况下,层施保水剂的高度越高含水率越大,对硝态氮运移的影响也越明显;硝态氮在土壤中的的运移与水分的传输有着密切的关系。     

不同介质RBF对硝态氮污水的净化作用研荡究

模拟研究了不同含水介质的河岸渗滤系统对硝态氮污水的净化作用及净化机制.结果表明:含有黏土的渗滤系统其净化作用为反硝化作用,其净化率达100%;若含水介质为粗粒的渗滤系统,其净化能力很低,到后期净化率基本为零.     

不同碳氮比下煤热解废水中硝态氮的去除研究

通过调整煤热解废水的COD/N,废水中的总氮得到了有效的去除。在COD/N为4、5和6时,总氮的出水浓度分别为(45.67±4.91)mg/L、(13.55±2.96)mg/L和(7.56±2.84)mg/L,COD的出水浓度分别为(92.71±14.13)mg/L、(60.21±9.74)mg/L和(132.08±20.38)mg/L;废水的脱氢酶抑制率在COD/N为5时最低,为0.25,即此时的微生物受到的抑制最小;微生物群落分析表明酚降解菌Ottowia可能利用甲醇作为共代谢基质降解酚类物质,反硝化菌Hyphomicrobium在COD/N为5时的相对丰度为16.44%,高于COD/N为6时的13.32%,即过量的甲醇投加使有机异养菌数量增加,Hyphomicrobium的丰度下降。