《植物炭化回用強化濕地脫氮和調控N2O排放機理研究》是依託西南大學，由黃磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：植物炭化回用強化濕地脫氮和調控N2O排放機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃磊
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
人工濕地因低能耗、易管理的優點被廣泛用於污水處理，但因濕地中缺少硝化-反硝化的有利環境，致使脫氮效率不高。與此同時，收割後濕地植物的處理以及溫室氣體(如氧化亞氮(N2O))的排放問題均限制了人工濕地的套用。本課題擬將收割後的植物秸稈炭化並構建生物炭濕地，研究生物炭對濕地系統脫氮效果、氮的遷移轉化、N2O的釋放通量、N2O的產生途徑的影響。利用穩定同位素(SIP)技術和454高通量測序技術，尋求微生物群落與N2O產排的相關性，結合系統液相和氣相中含氮代謝產物及關鍵酶活性的分析，闡釋生物炭對N2O產排的微生態調控機制。在此基礎上，根據濕地運行條件與進水水質特徵，最佳化生物炭濕地構建方式，提出利用生物炭實現N2O減量化控制的巨觀運行策略，為處理濕地收割植物、強化潛流濕地脫氮並實現N2O減排提供科學依據。
結題摘要
本課題將收割後的植物秸稈炭化並構建生物炭濕地，研究了生物炭對濕地系統脫氮效果、氮的遷移轉化、N2O的釋放通量、N2O的產生途徑的影響效果和機理。通過課題組三年的研究，完成了研究任務。利用熱重分析方法，揭示了熱解過程，構建了蘆竹熱解動力學；以複合Monod動力學模型為基礎，探明了生物炭在去除氮素污染物中的作用途徑；利用磷脂脂肪酸(PLFAs)技術和454高通量測序技術，探討了微生物群落與N2O產排的相關性；結合液相和氣相中含氮代謝產物及微生物胞外聚合物分析，闡釋了生物炭對濕地微生物種群結構的微生態調控機制；以碳源類型、COD:N和生物炭投加量為控制條件，形成控制N2O排放的運行策略，該研究進展將有助於最佳化生物炭在人工濕地的利用過程，實現人工濕地減排。本課題研究成果已累計發表SCI論文4篇，課題負責人均為第一作者或通訊作者。課題負責人作為第一發明人獲得發明專利1項。
