東北地理所在串聯(lián)-垂直流人工濕地水質(zhì)凈化方面取得新進(jìn)展
低碳氮比廢水的不適當(dāng)處理在世界范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注。人工濕地作為可持續(xù)的生態(tài)凈化技術(shù)已被成功應(yīng)用于不同類型污水的處理。科研人員前期對(duì)人工濕地基質(zhì)強(qiáng)化脫氮方面做出了重要貢獻(xiàn)，但在鐵礦石/錳礦石與木頭芯片組合模式強(qiáng)化硝化和反硝化脫氮方面仍缺乏系統(tǒng)性的研究。鹽分沖擊也是人工濕地處理系統(tǒng)脫氮的最大挑戰(zhàn)，可能會(huì)瞬間提高細(xì)胞滲透壓和抑制微生物活性。針對(duì)這一技術(shù)難題，東北地理所水環(huán)境污染與防治學(xué)科組科研人員，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了鐵礦石/錳礦石與木頭芯片基串聯(lián)-垂直流人工濕地（TS-VFCWs）（CN201911301822.2、CN201911301820.3），系統(tǒng)揭示了污染負(fù)荷和鹽分脅迫下TS-VFCWs脫氮性能和功能菌群特征（Chietal.2021）。
結(jié)果表明，鐵礦石/木頭芯片基串聯(lián)-垂直流人工濕地具有高效的氮素凈化效能、優(yōu)異的抗負(fù)荷和鹽分沖擊潛力。鐵礦石/錳礦石投加促進(jìn)硝化和自養(yǎng)反硝化過(guò)程進(jìn)行，而木頭芯片有效強(qiáng)化了異養(yǎng)反硝化。3%鹽分脅迫抑制了COD和氨氮去除效能，但促進(jìn)了硝氮的去除。鹽分脅迫下反硝化菌的大量存在保證了反硝化過(guò)程的順利進(jìn)行（圖1）。此結(jié)果有助于對(duì)強(qiáng)化型串聯(lián)-垂直流濕地系統(tǒng)脫氮效能與功能微生物相互關(guān)系的理解，為人工濕地處理鹽分脅迫下低碳氮比廢水提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
相關(guān)研究發(fā)表在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域Top期刊《BioresourceTechnology》（中科院一區(qū)，IF=9.642）上，并申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利2項(xiàng)。中科院東北地理所李懷副研究員為論文通訊作者和專利第一發(fā)明人，本工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金（42077353）和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)（2017YFC0505901）等資助。
相關(guān)信息如下：
（1）Chi,Z.F.,Hou,L.N.,Li,H.,2021.Effects of pollution load and salinity shock on nitrogen removal and bacterial community in two-stage vertical flow constructed wetlands,BioresourceTechnology,126031. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.126031.
（2）李懷、遲子芳、閻百興.Fe-C強(qiáng)化型人工濕地脫氮系統(tǒng)及脫氮方法，發(fā)明專利（受理號(hào)：CN 201911301822.2）
（3）李懷、遲子芳、閻百興.Mn-C強(qiáng)化型人工濕地脫氮系統(tǒng)及脫氮方法，發(fā)明專利（受理號(hào)：CN 201911301820.3）
圖1 串聯(lián)-垂直流人工濕地脫氮性能及微生物機(jī)制
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