接种氧化亚氮(N2O)还原细菌YSQ030对复垦土壤N2O排放和氮循环关键功能基因的影响

复垦土地是重要的后备土地资源,但通常土壤结构差、有机质和养分含量低;增施有机肥是快速提升地力的关键途径,但会造成温室气体如氧化亚氮(N₂O)的大量排放.接种具有N₂O还原功能的植物根际促生菌(PGPR)不仅能够减少温室气体排放,还能促进作物生长.本研究以一株具有N₂O还原功能的PGPR反硝化无色杆菌(Achromobacter denitrificans) YSQ030为供试菌株,明确接种YSQ030对施用有机肥的复垦土壤N₂O排放和氮循环关键功能基因的影响.通过设置施用有机无机复混肥和羊粪有机肥的土壤微宇宙试验,利用气相色谱仪分析接种YSQ030后土壤N₂O排放通量,进一步计算累积排放量;在试验结束后分析土壤pH、EC(电导率)、硝态氮和铵态氮含量,并利用实时荧光定量PRC分析土壤硝化功能基因(AOA amoA和AOB amoA)和反硝化功能基因(nirS、nirK、nosZ Ⅰ 和nosZ Ⅱ)的丰度.结果显示,施用有机无机复混肥和羊粪有机肥的土壤中接种YSQ030明显减少复垦土壤N₂O排放,N₂O排放量最大减少分别达90.4％和30.6％.施用有机无机复混肥处理的N₂O排放量远高于施用羊粪有机肥处理,这可能是由于施用有机无机复混肥的土壤与施用羊粪有机肥的土壤相比,土壤中编码反硝化细菌N₂O还原酶基因nosZ Ⅰ 和非典型反硝化细菌N₂O还原酶基因nosZ Ⅱ 基因丰度较低.施用有机无机复混肥均显著降低土壤硝化和反硝化功能基因丰度,而施用羊粪有机肥对土壤硝化和反硝化功能基因丰度大多没有明显影响.本研究表明,接种YSQ030能够减少施用有机肥土壤的N₂O排放,将为复垦土壤地力提升和N₂O减排提供科学依据,也将为研发新型微生物肥料或生物有机肥提供核心菌种资源.     

pH对厌氧-限氧SBR同步脱氮除磷效果及N2O释放的影响

为研究pH对厌氧-限氧SBR同步脱氮除磷效果以及对N_2O释放的影响,接种亚硝化活性污泥,以含乙酸钠、氨氮、磷酸盐的人工配水为基质,通过逐步提高进水COD,在厌氧-限氧(DO 0.3~0.8 mg/L)SBR中成功实现了同步脱氮除磷(SNDPR).反应器稳定期间氮、磷的去除率分别达(76.1±5)%、(98.4±1)%.采用批式实验研究了不同进水pH(6.0、7.0、8.0、9.0)对脱氮除磷效果及N_2O释放的影响.结果表明,pH为9.0时除磷效果最好,除磷率达87.7%,其次为pH为6.0时,除磷率达84.0%;随着pH降低,氨氧化速率呈升高趋势,pH为6.0时单位MLSS氨氧化速率和脱氮率最大,二者分别为3.7 mg/(L·h·g)和83.9%;N_2O释放量随pH的升高而减小,pH为6.0时的释放量是9.0时的3.5倍.综上,pH为6.0时,能获得较高的脱氮除磷效率,但同时会增加N_2O的释放量.     

外碳源投量对亚硝酸型反硝化过程N2O释放影响

为实现N_2O的减量化控制或资源化利用,接种普通活性污泥,以乙酸钠和硝酸盐为基质,通过淘洗反硝化聚磷菌,在SBR中以厌氧/缺氧交替运行的方式启动內源反硝化,单周期内约50%的NO-3-N转化为NO-2-N,N_2O释放速率随着亚硝酸的积累逐渐增大,N_2O转化率(释放量占TN去除的比例)为2.04%.在此基础上,分别取缺氧末和厌氧末污泥,对比研究胞内聚合物PHB合成前后,外碳源投加量(碳氮比为0,0.75和2.50)对亚硝酸型反硝化过程N_2O释放特性的影响,结果表明,外碳源存在时,N_2O释放量随总碳源的增加呈略微减少的趋势,转化率在0.24%~1.61%;而当仅利用內源物质进行反硝化时,N_2O的转化率高达15.90%,单位SS最大释放速率达71.29μg/(min·g),释放量是其余条件下的14~26倍.表明单独利用PHB进行亚硝酸型反硝化会大幅增加N_2O的释放.     

大气CO2浓度缓增对冬小麦土壤呼吸的影响

为研究大气CO₂浓度缓增对冬小麦（Triticum aestivum）土壤呼吸的影响,基于开顶式气室组成的CO₂浓度自动调控平台,在2017—2019年开展了两季冬小麦CO₂浓度缓增试验.每季试验在背景大气CO₂浓度基础上（CK,对照）,均设置了CO₂浓度缓增处理（C₈₀和C₁₂₀,即从2016年起逐年增加40 μmol·mol^-1,至2017—2018年和2018—2019年冬小麦生长季CO₂浓度分别为CK+80 μmol·mol^-1和CK+120 μmol·mol^-1）.采用静态暗箱-气相色谱法测定土壤呼吸速率.结果表明：CO₂浓度缓增没有显著改变土壤呼吸的季节变化规律,但是会显著影响冬小麦旺盛生长期的土壤呼吸速率.在2018—2019年冬小麦抽穗-扬花期,C₁₂₀处理使土壤呼吸速率显著增加50.2％（P=0.008）,且使得生长季土壤碳排放显著增加25.9％（P=0.044）,而在2017—2018年冬小麦生长季,与CK相比,C₈₀处理对土壤呼吸没有显著影响.土壤呼吸与土壤温度呈指数正相关,与CK相比,CO₂浓度缓增降低了土壤呼吸对温度的敏感性.研究表明,CO₂浓度缓增120 μmol·mol^-1增加了冬小麦生长季土壤碳排放.     

Cu2O/Cu2S 复合材料制备及可见光催化降解甲基橙的研究

通过水热法制备Cu₂O/Cu₂S 复合材料对甲基橙(MO) 进行光催化降解实验。在Cu₂O 中引入S 元素, 通过 改变Cu/S 投加摩尔比, 从而得到不同Cu/S 的复合材料。利用XRD、SEM、UV-vis、EIS 等手段对材料进行表征, 并 对MO 进行光催化降解实验。XRD 结果表明, 随着S 含量的增多, Cu₂S 的衍射强度逐渐上升, Cu₂O 的f111g 晶面 衍射强度逐渐降低。SEM 结果表明Cu₂S 能较好地包覆在Cu₂O 八面体的表面。通过UV-vis 和EIS 结果计算得知, 复合材料带隙为1.49 eV, 电荷转移电阻大幅降低。降解实验结果表明复合材料最佳Cu/S 投加摩尔比为15 : 1, 其在 100 min 时对MO (100 mL, 10 mg/L) 降解率达到91.4%, 明显高于纯Cu₂O 对于MO 的降解率(60.3%)。猝灭实验表 明了?OH 和 ?O₂ ^-在光催化过程中起到主要作用。     

不同CO2浓度和施氮水平对麦田CO2净通量的影响

为研究不同CO₂浓度和施氮量对麦田CO₂净通量的影响,利用开顶式气室(OTC)组成的CO₂浓度自动调控平台模拟CO₂浓度升高环境.以冬小麦为试验材料,设置CK (对照,环境大气CO₂浓度)、C₁(CO₂浓度比CK增加120 μmol·mol^-1)和C₂(CO₂浓度比CK增加200 μmol·mol^-1)3个CO₂浓度水平;施氮量设置常规施氮量(N₁,25 g·m^-2)和低氮(N₂,15 g·m^-2)2个水平.采用静态箱-高精度气体分析仪观测麦田CO₂净通量.结果表明:各处理的麦田CO₂净通量变化特征一致,均呈先增大后减小的趋势,在拔节期和抽穗期达到峰值.N₁处理下,在整个生育期,CK、C₁和C₂处理的CO₂累积量分别为-105.8±12.6、-123.1±11.5和-120.2±4.1 kg·hm^-2.N₂处理下,在整个生育期,CK、C₁和C₂处理的CO₂累积量分别为-82.3±9.2、-95.4±7.6和-96.7±2.8 kg·hm^-2;拔节期C₂处理的CO₂累积量比CK显著增加了31.8%(P=0.024).C₁处理下,拔节期N₁处理的CO₂累积量显著高于N₂处理55.0%(P=0.009);C₂处理下,N₁处理的整个生育期CO₂累积量显著高于N₂处理23.6%(P=0.010).各处理CO₂净通量跟土壤湿度的相关关系均达到显著;N₁处理下,C₁和C₂处理的CO₂净通量跟光合有效辐射的相关关系达到显著,N₂处理下,CK和C₁处理的CO₂净通量跟光合有效辐射的相关关系达到显著;N₁处理下,C₁处理的CO₂净通量跟空气温度的相关关系达到显著,其余处理未达到显著.本研究表明:在小麦的拔节期和抽穗期,相比于CO₂浓度升高,施氮量对麦田CO₂净通量的影响更为显著;CO₂浓度升高与施氮量对麦田CO₂净通量的影响没有显著的交互作用.     

CO2强化再生骨料的特性及其对再生混凝土性能的影响

CO₂强化不同品质和粒径再生骨料的特性研究尚不系统和完善。在约20% CO₂浓度和自然环境压力条件下,考虑再生粗骨料（RCA）品质和粒径的影响,试验测试了CO₂强化再生骨料（CRCA）的碳化率、CO₂吸收率、碱度、残留CO₂气体含量、吸水率及CO₂强化再生骨料混凝土（CRAC）的抗压强度和抗氯离子渗透性能。结果表明：CO₂强化再生骨料的碳化率和CO₂吸收率随再生骨料水灰比的增加而增加;CO₂强化显著降低了再生骨料的碱度,且CO₂强化再生骨料粒径越小、水灰比越低,其残留CO₂气体含量越高;CO₂强化显著降低了再生骨料的吸水率,明显提升CO₂强化再生骨料混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性能。     

热处理对CO2电解过程中氮掺杂碳催化剂电化学活性的影响

碳材料KB具有表面积大、导电性能好等优点,常被用于CO_2电解处理过程。通过调整前期热处理与胺化热处理参数,获得不同批次的NKB催化剂材料,利用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱分析和拉曼光谱等表征方法,对所制备样品的形貌、结构和组成等进行了分析,最后对4种样品在CO_2电解过程中的催化活性进行了测试。结果表明,温度预处理有利于提升氮掺杂碳KB催化剂的催化活性,且温度与催化活性成正相关趋势。     

球磨时间对Ti(C0.7,N0.3)晶粒及Ti(C0.7,N0.3)基金属陶瓷组织和性能的影响

球磨是金属陶瓷制备中的关键工艺,滚动球磨是目前成本较低、在实际工业生产中应用最广泛的球磨方式。为了量化分析球磨时间对Ti（C_0.7,N_0.3）基金属陶瓷的影响,采用湿混的方法在固定的球料比、球磨机转速和球磨介质添加量的条件下,研究球磨时间因素对Ti（C_0.7,N_0.3）的晶粒尺寸、应变和晶格常数的影响,以及对烧结后的Ti（C_0.7,N_0.3）基金属陶瓷微观组织和物理力学性能如收缩率、密度、硬度和横向断裂强度的影响。结果表明,随球磨时间增加,Ti（C_0.7,N_0.3）晶粒尺寸下降,而微观应变增加。同时,Ti（C_0.7,N_0.3）的晶格常数也增加,这与晶粒微观应变增加以及少量原料的氧化加剧有关。对烧结后的微观组织而言,球磨时间的增加导致金属陶瓷硬质相平均晶粒尺寸下降,但是当球磨时间达到72和96 h的时候,金属陶瓷中出现了0.1 μm左右的孔隙,这与球磨过程中氧含量的增加导致烧结时脱气反应以及Ti（C,N）硬质相和Ni粘接剂之间的润湿性变差有关。Ti（C_0.7,N_0.3）基金属陶瓷微观组织中白芯结构数量随球磨时间的增加明显减少了,芯中Mo含量的下降而Ti含量的增加是白芯数量下降的原因。环形相随球磨时间的增加变薄了,这一现象与不同尺寸的颗粒溶解度以及颗粒的均匀性有关。另外,随着球磨时间的增加,Ti（C_0.7,N_0.3）基金属陶瓷的硬度增加,而横向断裂强度随球磨时间的增加先增加后下降,其中孔隙对横向断裂强度的损害作用要大于晶粒细化对强度提高的作用。     

H2SO3对X70钢在弱酸性溶液中的腐蚀行为的影响

用静态失重法、动电位扫描法、交流阻抗法结合扫描电镜、X射线能谱分析研究了H₂SO₃对X70钢在弱酸性溶液中的腐蚀行为的影响. 结果表明，随H₂SO₃浓度的增大， X70钢在弱酸性溶液中的腐蚀深度逐渐增大，电荷转移电阻依次减小，自腐蚀电流逐渐增大，自腐蚀电位先负移后正移. 当HAc-NaAc缓冲溶液中含有H₂SO₃时，X70钢在活性溶解过程中形成了吸附性中间产物Fe(HSO₃)_ad.     

四株植物根际促生菌对农田土壤N2O排放的影响

农田土壤是温室气体氧化亚氮(N₂O)最重要的人为排放源之一.本文以四株植物根际促生菌：白色芽孢杆菌Bacillus albus Lv5A、枯草芽孢杆菌枯草亚种Bacillus subtilis sp.subtilis NRCB002、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri NRCB010和暹罗芽孢杆菌Bacillus siamensis NRCB026为研究对象,采用温室盆栽试验、土壤微宇宙试验及田间原位试验等方法,探究接种植物根际促生菌对农田土壤N₂O排放的影响.结果表明,在温室盆栽条件下,接种四株植物根际促生菌的土壤N₂O累积排放量从高到低依次为NRCB002> Lv5A> NRCB026> NRCB010,与未接种的对照相比分别减少了2.3%、33.1%、34.2%和40.0%.选择NRCB010和NRCB026菌株进一步开展土壤微宇宙试验和田间原位试验.与未接种的对照相比,在土壤微宇宙条件下接种NRCB010和NRCB026的土壤N₂O累积排放量分别减少了21...     

双碳目标下中国农业系统N2O排放及主粮低碳化生产研究

农业作为N₂O重要的排放源,厘清农业系统N₂O排放对“双碳”目标实现具有重要意义.本文基于2000—2019年中国种植业、养殖业数据,估算了农业系统N₂O排放量,并利用泰尔指数(Theil index)探求了中国大陆4大板块和8大经济区之间的差异性,对主粮低碳化生产提出对策建议.研究结果显示：1)中国农业系统N₂O排放呈现先增加后减少趋势,其中2000—2015年是上升阶段,从69.98万t增加到86.01万t, 2016—2019年为下降阶段,2019年农业系统N₂O排放量为76.43万t.2)分省农业系统N₂O排放量差异显著,2019年农业系统N₂O排放量最少的是北京(0.056万t),最多的是河南(5.69万t);集中趋势更为凸显,广西、河南、江苏等排放量较多.3)省域之间、区域之间农业系统N₂O排放量差异呈现多样性变化,如省域差异前期先扩大后缩小,2009年以来表现平稳,8大区域中北部沿海、东部沿海、大西...     

Effect of air annealing on the optical electrical and structural properties of In2S3 films

The effect of the annealing temperature T _a on the optical, electrical and structural properties of the In₂S₃ films obtained by the spray pyrolysis method at 350°C substrate temperature was studied. All the In₂S₃ films annealed in the range from 100 to 400°C are polycrystalline with (220) preferential orientation. The resistivity decreases as T _a increases until it reaches a value of 25 Ohm-cm for T _a=400°C. The grain size also increases when T _a increases as observed in data calculated from X-ray measurements. XRD data indicates that samples show microstructural perfection improvement as a function of annealing temperature.     

Leaching kinetics of low grade zinc oxide ore in NH3-NH4Cl-H2O system

The leaching kinetics of low grade zinc oxide ore in NH3-NH4Cl-H2O system was studied. The effects of ore particle size, reaction temperature and the sum concentration of ammonium ion and ammonia on the leaching efficiency of zinc were examined. The leaching kinetics of low-grade zinc oxide ore in NH3-NH4Cl-H2O system follows the kinetic law of shrinking-core model. The results show that diffusion through the inert particle pores is the leaching kinetics rate controlling step. The calculated apparent activation energy of the process is about 7.057 kJ/mol. The leaching efficiency of zinc is 92.1% under the conditions of ore particle size of 69μm, holding at 80℃ for 60 min, sum ammonia concentration of 7.5 mol/L, the molar ratio of ammonium to ammonia being 2：1, and the ratio （g/mL） of solid to liquid being 1：10.     

Influence of Mg3N2 powder on microstructures and mechanical properties of AZ31 Mg alloy

In order to obtain an effective and reliable grain refiner for Mg-Al alloys, 1% （mass fraction） Mg3N2 was added into AZ31 Mg alloy. The microstructures of the Mg alloys were studied by optical microscopy, scan electron microscopy and X-ray energy dispersive spectroscopy, and the mechanical properties were determined. The results show that adding a small amount of Mg3N2 to AZ31 Mg alloy can refine the grain size from 103 to 58 μm. The ultimate tensile strength and elongation of AZ31 Mg alloy are 174.1MPa and 8.3%, respectively. After the addition of 1% Mg3N2, the ultimate tensile strength and elongation of AZ31 Mg alloy are increased up to 198.7 MPa and 11.8%, respectively. The grain refinement mechanism is that AIN is formed after Mg3N2 is added. Both AIN and Mg phases are of HCP lattice structure, and the disregistry between Mg phases and AIN along （0001）Mg//（0001）AIN is 3.04%, which is very effective for heterogeneous nucleation.     

Effects of temperature and initial molar ratio of Na2O to Al2O3 on agglomeration of fine Al（OH）3 seed in synthetic Bayer solution

Fine Al（OH）3 crystals were aggregated from supersaturated aluminate solution in the batch reaction tanks. By means of laser particle size analyzer and scanning electron microscopy, the influences of temperature and initial molar ratio of Na2O to Al2O3 （aK） on agglomeration of fine seed in Bayer process were investigated. The results show that agglomeration is almost finished in 8 h, and seeds with size less than 2 μm are easily aggregated together, and almost disappear in 8 h under the optimal process conditions. In the aluminate solution with the same moderate initial aK, when the reaction temperature reaches 75 ℃, the secondary nucleation does not occur, and the effect of agglomeration is better. And at the same reaction temperature, when the initial aK is 1.62, the initial supersaturation of aluminate solution is moderate, the binders on the surfaces of the seed are enough to maintain the agglomeration process, and the agglomeration degree is better. From SEM images, agglomeration mainly occurs in the fine particles, the combinations among the fine particles are loose and the new formed coarse crystal shapes are irregular.