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| 铁–生物炭基生态沟渠净化不同碳氮比的农田退水和增强N2O汇的机制 |
| Mechanism of synchronous enhancement of denitrification and N2O sink function in iron biochar based ecological ditches |
| 投稿时间：2025-03-29 修订日期：2025-06-25 |
| DOI： |
| 中文关键词: 海绵铁 生物炭 生态沟渠 反硝化 净N2O汇 |
| 英文关键词: Sponge iron biochar ecological ditch denitrification net N2O sink |
| 基金项目:江苏省重点研发计划项目（D21YFD17008）; 国家重点研发计划项目（2021YFD1700805-02） |
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| 中文摘要: |
| 铁–生物炭基生态沟渠通过铁碳微电解协同增强自养与异养反硝化作用，在脱氮及同步提升N2O汇具有突出的优势，但其在暴雨条件下对不同硝酸盐污染强度的农田退水的拦截净化能力和氮汇功能仍需进一步考究和验证。因此，本研究构建6条中试规模的铁–粉绿狐尾藻衍生生物炭基生态沟渠模拟系统，探究海绵铁分别耦合粉末状和颗粒状生物炭基生态沟渠对不同碳氮比的农田退水的脱氮效果及N2O汇功能的影响。结果表明，与CK相比，海绵铁–生物炭的加入能够提高TN去除率，其中粉末炭能够显著增强系统的N2O-N 汇，将沟渠由大气的N2O排放源转变为净吸收汇。当COD/TN= 30/5时，海绵铁–粉末生物炭基生态沟渠TN去除率高达40.06%，N2O-N 吸收速率为2.59 μg N·m–2·h–1，显著高于无添加和添加海绵铁–颗粒生物炭的生态沟渠。生态沟渠中NO3–-N去除率是TN去除率的主要贡献者，N2O排放通量与溶解性有机碳浓度、COD和TOC的去除率呈显著负相关。两种水生植物吸收的总氮进一步解释了铁–粉末生物炭基生态沟渠同步增强反硝化和N2O汇的生物驱动机制。研究结果为铁–生物炭基生态沟渠未来的实际工程应用提供了重要的参数依据。 |
| 英文摘要: |
| 目前大多数研究构建的海绵铁–生物炭基生态沟渠能产生优异的脱氮、减少N2O乃至同步增强N2O汇的效果都是基于小型模拟装置以及水流呈静态下的条件。此外，结合工程应用需求，海绵铁耦合颗粒态生物炭在脱氮减排方面的效果鲜有报道。本研究成功构建了暴雨条件下中试规模的铁-生物炭耦合生态沟渠系统，探明了铁-生物炭耦合体系下生态沟渠氮的迁移转化规律及机制，为后续实际应用提供理论基础 |
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