SCI TOTAL ENVIRON | 微生物对生物炭的响应增强了潜流人工湿地氮素的去除：微生物结构和代谢产物特征

推荐：江舜尧

编译：ye00ye

编辑：十九

西南大学资源与环境学院三峡库区生态环境重点实验室黄磊（通讯作者）等研究者于2019年7月30日在环境科学类期刊Science of The Total Environment发表题目为《Response of microbes to biochar strengthen nitrogen removal in subsurface flow constructed wetlands: Microbial community structure and metabolite characteristics》的文章。研究表明：生物炭的添加改变了SFCWs（潜流人工湿地)中微生物群落结构，也改变了细菌EPS的总量和其官能基团，进而提高了对氨氮、总氮的去除效果。本研究对于改进人工湿地的成分进而提高其脱氮效能具有一定的应用价值。

文章摘要

利用砾石构筑四个含有不同生物炭体积比(0%、10%、20%和30%)的SFCWs（潜流人工湿地），用于评价微生物和代谢物特性对添加生物炭的响应。结果表明，添加生物炭的SFCWs对铵态氮的去除率为49.69%-63.51%，总氮的去除率为81.83%-86.36%；未添加生物炭的SFCWs，其对铵态氮的去除率为47.40%，总氮的去除率为80.75%。Illumina MiSeq测序结果显示优势菌群为变形菌、拟杆菌和厚壁菌。生物炭的添加可以通过改变微生物群落、增加土壤杆菌、念珠菌属、去绿单胞菌属、脱硫菌属、绿双歧杆菌属和硫杆菌属的相对丰度来提高氮的去除。生物炭的添加明显减少了EPS（胞外聚合物，如蛋白质和腐殖质等主要成分）总量，导致EPS发生官能团（包括蛋白质羰基、酰胺基和羟基发生）变化。研究还显示：生物炭可以促进高分子化合物代谢为低分子化合物。以上成果对生物炭影响微生物及其代谢产物的特性，及其对脱氮效能的影响方面提供了一些新的见解。

文章中重要图片说明

图1 | 4种人工湿地中的微生物群落在门和纲水平上的比较

图2 | 4种人工湿地中的微生物群落（含量前10的属和反硝化细菌）在属水平上的比较

图3 | 4种人工湿地中的EPS总量和其它主要成分的比较

图4 | EPS的3D-EEM荧光光谱(a0、a1、a2和a3分别为存在于四种湿地砾石层中的EPS光谱；b0、b1、b2和b3分别为存在于四种湿地生物炭层中的EPS光谱)

图5 | (A)砾石层和(B)生物炭层四个SFCWs的EPS样品的FTIR光谱

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