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生物炭负载纳米零价铁添加对人工湿地甲烷排放的影响
1
作者
毕玉翠
刘福兴
+4 位作者
付子轼
王俊力
何世颖
乔红霞
黄小敏
《环境科学研究》
北大核心
2025年第6期1205-1216,共12页
人工湿地中甲烷(CH_(4))排放是一个不可忽视的问题。生物炭负载纳米零价铁(nZVI-BC)由于其独特的性质能影响人工湿地CH_(4)排放。在温室内构建三组人工湿地,分别为对照组(砾石)、1%nZVI-BC组(1%nZVI-BC+砾石)和2%nZVI-BC组(2%nZVI-BC+砾...
人工湿地中甲烷(CH_(4))排放是一个不可忽视的问题。生物炭负载纳米零价铁(nZVI-BC)由于其独特的性质能影响人工湿地CH_(4)排放。在温室内构建三组人工湿地,分别为对照组(砾石)、1%nZVI-BC组(1%nZVI-BC+砾石)和2%nZVI-BC组(2%nZVI-BC+砾石),基于静态箱-气相色谱法研究不同nZVI-BC添加量对人工湿地CH_(4)排放的影响;同时,利用荧光定量PCR和高通量测序技术,研究产CH_(4)菌、CH_(4)氧化菌功能基因丰度及群落结构,揭示nZVI-BC影响人工湿地CH_(4)排放的内在机制。结果表明:①对照组、1%nZVI-BC组和2%nZVI-BC组人工湿地的CH_(4)平均排放通量分别为0.55、0.22和0.35 mg(以C计)/(m^(2)·h)。②1%nZVI-BC组中,出水溶解性有机碳(DOC)浓度最高,CH_(4)氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属(CH_(4)氧化菌)的相对丰度也达最大值。③人工湿地的CH_(4)平均排放通量与CH_(4)氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属的相对丰度均呈负相关。④人工湿地的出水DOC浓度与CH_(4)氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属的相对丰度均呈正相关。因此,添加nZVI-BC主要通过增加人工湿地的DOC浓度,从而提高CH_(4)氧化菌的多样性及广甲基营养菌属的相对丰度。CH_(4)氧化菌多样性及广甲基营养菌属相对丰度的提高进一步增强了CH_(4)氧化过程,最终实现CH_(4)减排。研究显示,nZVI-BC的添加量需控制在适当范围内,其中添加1%的nZVI-BC对人工湿地CH_(4)的减排效果最为显著。
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关键词
生物炭负载纳米零价铁(
nzvi-bc
)
人工湿地
甲烷排放
产甲烷菌
甲烷氧化菌
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职称材料
生物炭负载纳米零价铁活化过硫酸盐降解水中菲的性能研究
被引量：
2
2
作者
周来
王一臣
+2 位作者
李丹琼
张洁慧
朱雪强
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期4283-4294,共12页
生物炭负载纳米铁(BC@nZVI)是一种新型的高效非均相活化材料,可活化过硫酸盐(PS)进行原位化学氧化,去除焦化场地等复杂污染场地中的多环芳烃。针对BC@nZVI活化PS对菲(PHE)降解性能及影响因素,基于液相还原法制备BC@nZVI,采用BET比表面...
生物炭负载纳米铁(BC@nZVI)是一种新型的高效非均相活化材料,可活化过硫酸盐(PS)进行原位化学氧化,去除焦化场地等复杂污染场地中的多环芳烃。针对BC@nZVI活化PS对菲(PHE)降解性能及影响因素,基于液相还原法制备BC@nZVI,采用BET比表面积测试、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射技术、傅里叶变换红外光谱等表征BC@nZVI的孔隙结构、表观形貌、元素分布、结构形态、物相组成、官能团等特性,研究BC@nZVI铁碳比、BC@nZVI投加量、PHE初始浓度、PS浓度等因素对BC@nZVI活化PS降解PHE的影响。采用准一级动力学模型评估PHE的降解动态,采用电子顺磁共振(EPR)确定BC@nZVI/PS体系中的自由基。研究结果表明,BC可有效负载nZVI并缓解nZVI的团聚,有利于提高对PS的活化效率;铁碳比为1:4(质量比)的BC@nZVI活化PS降解PHE的效果最优,在PHE初始质量浓度为1 mg/L、PS浓度为1.6 mmol/L、BC@nZVI投加量为0.6 g/L的最佳条件下,PHE的降解率达到94.59%。PHE的降解率随着PHE初始质量浓度的升高而降低;在酸性环境下的PHE降解效果优于中性及碱性环境下的PHE降解效果。BC@nZVI/PS体系中的活性物种主要有SO_(4)~-·、·OH和O_(2)~-·。
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关键词
生物炭负载纳米零价铁
过硫酸盐
菲
活化
原位化学氧化
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职称材料
题名
生物炭负载纳米零价铁添加对人工湿地甲烷排放的影响
1
作者
毕玉翠
刘福兴
付子轼
王俊力
何世颖
乔红霞
黄小敏
机构
上海市农业科学院生态环境保护研究所
江苏省农业科学院农业资源与环境研究所
上海低碳农业工程技术研究中心
时科环境技术(上海)有限公司
出处
《环境科学研究》
北大核心
2025年第6期1205-1216,共12页
基金
上海市自然科学基金项目(No.23ZR1464300)
国家重点研发计划项目(No.2021YFC3201502)
生态所启航计划科技项目(No.生科创-QA 2023-4)。
文摘
人工湿地中甲烷(CH_(4))排放是一个不可忽视的问题。生物炭负载纳米零价铁(nZVI-BC)由于其独特的性质能影响人工湿地CH_(4)排放。在温室内构建三组人工湿地,分别为对照组(砾石)、1%nZVI-BC组(1%nZVI-BC+砾石)和2%nZVI-BC组(2%nZVI-BC+砾石),基于静态箱-气相色谱法研究不同nZVI-BC添加量对人工湿地CH_(4)排放的影响;同时,利用荧光定量PCR和高通量测序技术,研究产CH_(4)菌、CH_(4)氧化菌功能基因丰度及群落结构,揭示nZVI-BC影响人工湿地CH_(4)排放的内在机制。结果表明:①对照组、1%nZVI-BC组和2%nZVI-BC组人工湿地的CH_(4)平均排放通量分别为0.55、0.22和0.35 mg(以C计)/(m^(2)·h)。②1%nZVI-BC组中,出水溶解性有机碳(DOC)浓度最高,CH_(4)氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属(CH_(4)氧化菌)的相对丰度也达最大值。③人工湿地的CH_(4)平均排放通量与CH_(4)氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属的相对丰度均呈负相关。④人工湿地的出水DOC浓度与CH_(4)氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属的相对丰度均呈正相关。因此,添加nZVI-BC主要通过增加人工湿地的DOC浓度,从而提高CH_(4)氧化菌的多样性及广甲基营养菌属的相对丰度。CH_(4)氧化菌多样性及广甲基营养菌属相对丰度的提高进一步增强了CH_(4)氧化过程,最终实现CH_(4)减排。研究显示,nZVI-BC的添加量需控制在适当范围内,其中添加1%的nZVI-BC对人工湿地CH_(4)的减排效果最为显著。
关键词
生物炭负载纳米零价铁(
nzvi-bc
)
人工湿地
甲烷排放
产甲烷菌
甲烷氧化菌
Keywords
biochar
supported
nano
zero-valent
iron
(
nzvi-bc
)
constructed wetlands
methane emissions
methanogens
methanotrophs
分类号
X52 [环境科学与工程—环境工程]
X513 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
生物炭负载纳米零价铁活化过硫酸盐降解水中菲的性能研究
被引量：
2
2
作者
周来
王一臣
李丹琼
张洁慧
朱雪强
机构
矿山生态修复教育部工程研究中心
中国矿业大学环境与测绘学院
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期4283-4294,共12页
基金
国家重点研发计划项目(2020YFC1806502)
中国矿业大学重大项目培育项目(2020ZDPYMS07)。
文摘
生物炭负载纳米铁(BC@nZVI)是一种新型的高效非均相活化材料,可活化过硫酸盐(PS)进行原位化学氧化,去除焦化场地等复杂污染场地中的多环芳烃。针对BC@nZVI活化PS对菲(PHE)降解性能及影响因素,基于液相还原法制备BC@nZVI,采用BET比表面积测试、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射技术、傅里叶变换红外光谱等表征BC@nZVI的孔隙结构、表观形貌、元素分布、结构形态、物相组成、官能团等特性,研究BC@nZVI铁碳比、BC@nZVI投加量、PHE初始浓度、PS浓度等因素对BC@nZVI活化PS降解PHE的影响。采用准一级动力学模型评估PHE的降解动态,采用电子顺磁共振(EPR)确定BC@nZVI/PS体系中的自由基。研究结果表明,BC可有效负载nZVI并缓解nZVI的团聚,有利于提高对PS的活化效率;铁碳比为1:4(质量比)的BC@nZVI活化PS降解PHE的效果最优,在PHE初始质量浓度为1 mg/L、PS浓度为1.6 mmol/L、BC@nZVI投加量为0.6 g/L的最佳条件下,PHE的降解率达到94.59%。PHE的降解率随着PHE初始质量浓度的升高而降低;在酸性环境下的PHE降解效果优于中性及碱性环境下的PHE降解效果。BC@nZVI/PS体系中的活性物种主要有SO_(4)~-·、·OH和O_(2)~-·。
关键词
生物炭负载纳米零价铁
过硫酸盐
菲
活化
原位化学氧化
Keywords
biochar
supported
nano
zero-valent
iron
persulfate
phenanthrene
activation
in situ chemical oxidation
分类号
X52 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
生物炭负载纳米零价铁添加对人工湿地甲烷排放的影响
毕玉翠
刘福兴
付子轼
王俊力
何世颖
乔红霞
黄小敏
《环境科学研究》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
生物炭负载纳米零价铁活化过硫酸盐降解水中菲的性能研究
周来
王一臣
李丹琼
张洁慧
朱雪强
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
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