毛细管区生物炭修改引起的的湿度梯度显著降低了建筑湿地中的N2O排放
Nan Wang1, Xin Wang2, Zhiqiang Shen3
1College of Environmental Science and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin, 541004, China.
Environmental research
|November 22, 2025
概括
将生物炭添加到建筑湿地 (CWs) 改善了总 (TN) 的去除,并减少了氧化 (N2O) 的排放. 毛细血管区域中的生物炭特别有效,创造了促进去除和最大限度地减少N2O释放的条件.
科学领域:
- 环境工程 环境工程
- 水处理技术水处理技术
- 生物地质化学生物地质化学
背景情况:
- 建筑湿地 (CWs) 难以同时实现高总 (TN) 除去和低氧化 (N2O) 排放.
- 生物炭是一种具有高水能力的材料,正在探索其在CW中减轻这些挑战的潜力.
研究的目的:
- 调查将生物炭纳入CW不同区域对转化和N2O排放的影响.
- 为了确定最佳的生物炭配置,以同步消除TN和减少N2O排放.
主要方法:
- 生物炭被添加到毛细管区和CWs的表面层.
- 监测了去除效率和N2O排放,并与对照CW进行了比较.
- 分析了湿度梯度的变化,氧化还原反应,微生物群落 (特别是减少N2O的细菌) 和细胞染色体c含量.
主要成果:
- 毛细管区中的生物炭显著增加了28.1%的TN去除,相对于去除的TN,相对于N2O排放量减少了92.6%.
- 生物炭产生了湿度梯度,平衡了氧化还原反应,抑制了N2O生成.
- 生物炭促进了减少N2O的细菌的电子转移,增加了102.0%的细胞染色体c,并丰富了携带nosZ的特定细菌属 (Rhodanobacter,Comamonas,Flavobacterium,Flavihumibacter,Simplicispira),形成了N2O排放屏障.
- 表面层中的生物炭改善了化,但破坏了氧化还原平衡.
结论:
- 在CW的毛细管区应用生物炭是实现同步高TN去除和低N2O排放的有希望的策略.
- 该机制涉及促进有利的湿度梯度,平衡氧化还原条件,并通过特定的微生物群体增强N2O减少.
- 这种方法为优化CW中的生物炭使用提供了理论基础,以改善废水处理和减少温室气体排放.
