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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
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
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
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