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康复中心污水处理成套设备

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泥鳅对人工湿地基质硝化与反硝化强度和氮形态的影响　　人工湿地加入泥鳅后，基质硝化强度增加，氨态氮含量下降，硝态氮含量增加。孙刚等 [28]发现，泥鳅的扰动可以增加水中的溶解氧含量。因此，在本研究中，人工湿地加入泥鳅后，基质氨态氮含量下降可能与泥鳅增加人工湿地溶解氧，促进氨态氮通过硝化作用转化为硝态氮有关。加入泥鳅后，有利于提高人工基质的反硝化强度(图3)，原因是泥鳅促进有机物的分解，增加反硝化细菌碳源，促进反硝化过程。　　3.4 生物炭粒径对根系总根长和总根体积的影响　　从表3可以看出，加入生物炭后，人工湿地中根系总根长和总根体积增加，有研究发现，添加生物炭可以促进植物的生长。张伟明等报道，生物炭具有丰富的微观孔隙结构和较强的吸附能力，同时富含作物生长所需要的营养元素和微量元素，从而促进植物生长。相关分析显示，硝态氮含量分别与人工湿地中植物总根长和总根体积呈极显著正相关(α= 0.01)。因此，加入生物炭后，人工湿地基质NO3?-N含量增加，促进了植物根系生长，增加了根系总根长和总根体积。SIGUA等报道家禽废弃物生物炭(加入量40 t·hm?2)加入壤质砂土后，冬小麦根生物量减少了86%，其原因是家禽废弃物生物炭含有很高的溶解性盐含量，如含2.2% Na、6.9% K、4.9% Ca和1.9% Mg，导致电导率增加，超过了冬小麦的耐受范围(8 dS·m?1) [21]。在本研究中，与加入粒径较小的生物炭相比，加入粒径大的生物炭后，湿地植物根长和根体积下降，说明粒径大的生物炭不利于湿地植物根系的生长。FENG等报道生物炭对N2O的排放与TN/IN比有关，当TC/IN > 60时，生物炭显著降低了N2O的排放，当TC/IN < 45时，生物炭促进了N2O的排放，由此可见，生物炭的TN/IN比可能影响了土壤的反硝化强度，进而影响了N2O的排放。因此，与TN/IN比对土壤排放N2O的影响一样，不同粒径生物炭加入人工湿地影响了湿地植物根系的形态和NO3?-N的含量以及硝化与反硝化强度，最终也会影响人工湿地中N2O的排放量。生物炭粒径对人工湿地硝化及反硝化强度的影响

人工湿地中加入生物炭促进了基质的硝化强度，这与BERGLUND等[19]的研究结果相一致，即通过对欧洲赤松地区土壤进行室内培养发现，生物炭的添加可以促进土壤的硝化强度;ULYETT等[20]也认为，生物炭能增加土壤的硝化能力。随着生物炭粒径的增加，人工湿地基质硝化强度增加(图2)。SHAMIM等报道，在pH偏碱性的土壤中，且有足够多NH4+-N含量和良好的通气条件，NH4+-N可通过快速硝化转化为NO3?-N。因此，添加粒径大的生物炭导致基质有良好的通气条件，促进了基质的硝化强度。　　人工湿地加入生物炭增加了人工湿地基质的反硝化强度。SHAMIM等报道，生物炭的微孔有利于反硝化细菌的生长，因此，加入生物炭后，基质反硝化强度增加与生物炭加入基质后反硝化细菌增加有关。然而当加入粒径大的生物炭后，人工湿地基质反硝化强度降低，如与人工湿地II相比，人工湿地III基质的平均反硝化强度下降了35.4%。MAAG等报道生物炭的微孔有利于反硝化细菌的栖息，提高反硝化强度，促进土壤中微孔中的N2O有利于还原为N2，但土壤中的大孔隙有利于土壤中的空气进入大气，使N2O直接进入大气，降低反硝化强度。因此，粒径大的生物炭降低了人工湿地基质的反硝化强度，与其加入人工湿地后，基质大孔隙增加不利于反硝化细菌的生长有关。　　3.2 生物炭粒径对人工湿地基质NH4+-N和NO3?-N含量的影响　　人工湿地加入生物炭后，基质NH4+-N含量下降。与人工湿地II相比，人工湿地III基质的平均NH4+-N含量下降了46.6%，说明随着粒径大的生物炭的加入，人工湿地基质NH4+-N含量下降。申卫博等[24]对生物炭的孔结构分析发现，生物炭具有多孔、比表面积大的特征，其中大孔可以通过氧气和有机质来改善土壤结构，为微生物提供了良好的栖息场所。因此，加入粒径大的生物炭有利于促进硝化反应(图2)，从而使氨态氮转变为硝态氮，降低氨态氮含量。这与SHAMIM等[22]的研究结果相似，即在好氧条件下，NH4+-N能快速硝化形成NO3?-N。　　加入生物炭后，人工湿地基质NO3?-N含量增加，然而与粒径小的生物炭相比，加入粗粒径的生物炭后，人工湿地基质NO3?-N含量下降，如与人工湿地II相比，人工湿地III基质的平均NO3?-N含量下降了51.1%。生物炭吸附NH4+-N，可阻止它转化为NH3[25]。靖彦等[26]发现，生物炭可以减少土壤中硝态氮的淋失。KNOWLES等[27]也认为土壤中加入生物炭能降低NO3?-N淋失。因此，人工湿地加入生物炭后基质硝态氮含量增加，其原因是生物炭降低了基质的硝态氮淋失，而加入粒径小的生物炭后基质NO3?-N含量高于加入粗粒径生物炭后基质NO3?-N含量，其原因与粒径小的生物炭表面积大对NH4+-N的吸附能力大或阻止NH4+-N转化为NH3有关。相关分析显示，硝态氮含量与反硝化强度呈显著正相关(P <0.05)，其原因是硝态氮含量越高越有利于提高反硝化强度生物炭和泥鳅对人工湿地基质反硝化强度的影响　　加入生物炭后，人工湿地表层和中层基质反硝化强度均显著增加(P < 0.05)，3种人工湿地平均反硝化强度大小顺序为：人工湿地II >人工湿地III >人工湿地I(图3)。从图3也可以看出，随着生物炭粒径的增加，基质反硝化强度降低，即与粒径大的生物炭相比，粒径小的生物炭加入人工湿地后，有利于提高基质的反硝化强度，其主要原因是粒径小的生物炭孔隙率低，导致人工湿地基质中溶解氧含量低，有利于反硝化细菌的生长，从而增加了反硝化强度。除人工湿地II表层基质外，加入泥鳅后人工湿地基质反硝化强度均增加。未加泥鳅和加泥鳅后人工湿地中各基质层的反硝化强度变化

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