铁碳微电解填料对人工湿地温室气体排放的影响

作者：赵仲婧; 郝庆菊; 涂婷婷; 胡曼利; 张尧钰; 江长胜^*

来源：环境科学, 2021, 42(07): 3482-3493.

DOI：10.13227/j.hjkx.202011248

• 人工湿地
• 甲烷
• 氧化亚氮
• 铁碳微电解
• 沸石

随着全球气候变暖的问题日益严重,人工湿地中温室气体的减排措施也受到越来越多的关注.铁碳微电解填料对废水处理效果良好且具备温室气体减排的潜力,为探究铁碳微电解对间歇曝气人工湿地温室气体排放的影响,本研究构建了以铁碳微电解填料+砾石(湿地Ⅰ)、铁碳微电解填料+沸石(湿地Ⅱ)、沸石(湿地Ⅲ)以及砾石(湿地Ⅳ)为基质的4组人工湿地,并利用间歇曝气技术对湿地系统进行了增氧.结果表明,铁碳微电解填料显著提高了间歇曝气人工湿地的脱氮效果,且具备对人工湿地温室气体的减排作用.与湿地Ⅳ相比,湿地Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的CH4排放通量分别平均降低了32.81%(P<0.05)、52.66%(P<0.05)和54.50%(P<0.05),其中沸石对CH4的减排效果较优,能显著降低曝气段和非曝气段人工湿地CH4的排放.铁碳微电解填料明显减少了N2O的排放,与湿地Ⅳ相比,湿地Ⅰ和Ⅱ分别实现N2O减排30.29%～60.63%(P<0.05)和43.10%～73.87%(P<0.05).各组湿地系统在典型周期内排放的CH4和N2O引起的综合GWP (以CO2-eq计)分别为(85.21±6.48)、(49.24±3.52)、(127.97±11.44)和(137.13±11.45) g·m-2,铁碳微电解填料与沸石的联合使用有效实现了人工湿地温室气体的减排.总体而言,湿地Ⅱ在间歇曝气的条件下对污水净化效果最好,温室气体的减排效果最佳.

• 单位
  西南大学; 三峡库区生态环境教育部重点实验室