文献类型： 中文期刊

作者： 毕玉翠 ¹ ; 刘福兴 ¹ ; 付子轼 ¹ ; 王俊力 ¹ ; 何世颖 ² ; 乔红霞 ¹ ; 黄小敏 ³ ;

作者机构： 1.上海市农业科学院生态环境保护研究所

2.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室

3.时科环境技术(上海)有限公司

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。