生物炭或铁矿石添加对人工湿地脱氮效率的影响及微生物机制分析.pdfVIP

Vol.15，No.2环境工程技术学报第15卷，第2期

Mar.，2025JournalofEnvironmentalEngineeringTechnology2025年3月

毕玉翠，刘福兴，付子轼，等.生物炭或铁矿石添加对人工湿地脱氮效率的影响及微生物机制分析[J].环境工程技术学报，2025，15（2）：545-558.

BIYC,LIUFX,FUZS,etal.Effectsofbiocharorironoreadditiononnitrogenremovalefficiencyandmicrobialmechanisminconstructed

wetlands[J].JournalofEnvironmentalEngineeringTechnology，2025，15（2）：545-558.

生物炭或铁矿石添加对人工湿地脱氮效率的影响及

微生物机制分析

1,21,21,21,21,2*

毕玉翠，刘福兴，付子轼，乔红霞，王俊力

1.上海市农业科学院生态环境保护研究所

2.上海低碳农业工程技术研究中心

摘要农业径流普遍存在碳氮比（C/N）较低的问题，人工湿地对这类污水的脱氮效率不高。利用生物炭、三氯化铁（FeCl）改性

3

生物炭和铁矿石作为基质在提高人工湿地总氮（TN）去除率方面具有巨大潜力，但其内在微生物学机制仍不清楚。构建了5组

不同基质人工湿地，包括石英砂人工湿地、生物炭人工湿地、FeCl3改性生物炭人工湿地、铁矿石人工湿地和铁矿石+生物炭人

工湿地，研究其对农业径流的脱氮效率，并分析根系微生物群落结构，揭示其内在机制。结果表明：所有处理均能提高人工湿地

的脱氮效率，但铁矿石组的脱氮效率最高，其中，生物炭具有丰富的孔隙结构和较大的比表面积，可通过吸附氨氮（-N）来提

NH

4

高人工湿地的脱氮效率。FeCl3改性生物炭组主要通过提高人工湿地中放线菌门、假单胞菌属和黄杆菌属等反硝化菌的相对丰

度，提高人工湿地的TN去除率；铁矿石组主要通过提升人工湿地中的地杆菌属（铁氨氧化细菌）和变形菌门、拟杆菌门、脱氯单

胞菌属等硝酸盐依赖型铁氧化细菌的相对丰度，提高人工湿地的TN去除率；铁矿石+生物炭组主要通过增加厚壁菌门和鞘氨醇

菌属等反硝化菌的相对丰度，提高人工湿地的TN去除率。铁氨氧化细菌和硝酸盐依赖型铁氧化细菌协同作用使铁矿石人工湿

地对低C/N农业径流的TN去除率最高。研究表明，铁矿石人工湿地在拦截净化低C/N农业径流方面具有推广应用的潜力。

关键词人工湿地；生物炭；三氯化铁改性生物炭；铁矿石；脱