生物滞留土壤质地与汇流比对微生物硝化、反硝化过程的影响
生物滞留土壤质地与汇流比对微生物硝化、反硝化过程的影响
复制标题
DOI：
10.12030/j.cjee.202304122
复制
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
马旭高
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
闫玉清;李立青;马旭高
生物滞留是工程设计的土壤-植物-微生物共同作用的系统,可有效收集和处理城市地表径流。但是,对城市地表径流氮污染去除变化范围大。由于缺乏直接定量生物滞留反硝化微生物丰度和活性以及工程设计的影响,限制了提高氮去除的工程设计优化。我们在海绵城市建设试点常德选择了15个土壤基质质地和汇流比设计不同的生物滞留设施(湿式生物滞留和干式生物滞留),通过采集土壤基质,测定生物滞留土壤基质反硝化潜势(DEA)和硝化潜势(PN),采用qPCR定量硝化基因(amoA)和反硝化基因(narG、napA、nirS、nirK、norB和nosZ)丰度,研究生物滞留土壤质地与汇流比对微生物硝化与反硝化过程的影响。结果表明,生物滞留土壤质地与汇流比对土壤基质微生物反硝化潜势与反硝化功能基因丰度具有重要的影响。土壤基质为粘壤土和高汇流比设计的湿式生物滞留微生物反硝化功能基因与反硝化潜势显著高于壤土基质与低汇流比的干式生物滞留。湿式和干式生物滞留DEA分别为2.47 mg·kg~(-1)·h~(-1)和0.17 mg·kg~(-1)·h~(-1),总反硝化功能基因丰度分别为1.80×10~9 copies·g~(-1)和5.70×10~8 copies·g~(-1)。土壤基质反硝化菌群与反硝化潜势随基质粘粒含量和汇流比升高而增加。滞水设计或处于饱和淹水状况明显可提高微生物反硝化功能。另外,微生物反硝化功能基因丰度与反硝化潜势也与土壤基质中有机碳和TN呈明显正相关。通过改进生物滞留工程设计可增加反硝化作用并减少氮向受纳水体的输出。本研究结果可为提高城市地表径流氮污染去除效果提供工程案例参考。