生物炭负载纳米零价铁添加对人工湿地甲烷排放的影响

文献类型: 中文期刊

第一作者: 毕玉翠

作者: 毕玉翠;刘福兴;付子轼;王俊力;何世颖;乔红霞;黄小敏

作者机构:

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

期刊名称: 环境科学研究

ISSN: 1001-6929

年卷期: 2025 年 38 卷 006 期

页码: 1205-1216

收录情况: 北大核心 ; CSCD

摘要: 人工湿地中甲烷(CH4)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CH4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CH4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CH4菌、CH4氧化菌功能基因丰度及群落结构,揭示nZVI-BC影响人工湿地CH4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CH4平均排放通量分别为0.55、0.22和0.35 mg(以C计)/(m2·h)。(2)1%nZVI-BC组中,出水溶解性有机碳(DOC)浓度最高,CH4氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属(CH4氧化菌)的相对丰度也达最大值。(3)人工湿地的CH4平均排放通量与CH4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CH4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CH4氧化菌的多样性及广甲基营养菌属的相对丰度。CH4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CH4氧化过程,最终实现CH4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CH4的减排效果最为显著。

分类号: TB383.1%X703

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